Połączenia śrubowe - śruby i wkręty do różnych zastosowań

Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 6-9 minut
Połączenia śrubowe - śruby i wkręty do różnych zastosowań

Pierwszą śrubę jako maszynę prostą wynaleziono już w starożytności, ale wtedy wykorzystywana była do pompowania wody, a jako element złączny dla różnych części upowszechniła się dopiero w XVIII wieku, choć wcześniej w wersji drewnianej mogła służyć jako prasa. Geometrycznie linię śrubową na walcowym rdzeniu wyznacza skośny bok równi pochyłej nawiniętej na walec. Dzięki utworzenie wzdłuż linii śrubowej rowka na walcowym trzpieniu i w otworze powstaje gwint, który zamienia ruch obrotowy na poosiowy przesuw wywołujący odpowiedni nacisk, co umożliwia utworzenie trwałego połączenie zespolonych śrubą elementów.

aktualizacja: 2023-01-20 13:54:40

Śruby i wkręty do różnych zastosowań

Połączenia śrubowe stanowią element funkcjonalny wykorzystywany w wielu dziedzinach, ale główny obszar zastosowania to rozłączne połączenia różnych materiałów i z użyciem wielu rodzajów elementów złącznych.

Ze względu na zakres i sposób wykorzystania połączeń wykonywane są one przy użyciu różnorodnych śrub z nakrętkami, a niekiedy przy łączeniu materiałów metalowych przy współpracy z utworzonym gwintem wewnętrznym zamiast nakrętki, który nacinany jest bezpośrednio w podłożu przy użyciu np. gwintownika. W przypadku materiałów miękkich (drewna, tworzyw sztucznych) gwint wewnętrzny tworzony jest dzięki wytłaczaniu przez osadzany w podłożu element gwintowany. Samoczynne wygniatanie linii śrubowej następuje również w przypadku osadzania blachowkrętów w cienkich blachach.

W potocznym nazewnictwie funkcjonuje dość duża dowolność w użyciu określeń rodzajów wyrobów śrubowych zwłaszcza w podstawowym asortymencie, co często wymaga uszczegółowienia, o jaki rodzaj połączenia chodzi.

Zgodnie z oficjalną nomenklaturą śruba to element ze znormalizowanym gwintem - najczęściej metrycznym - i z łbem pod klucz, a w przypadku nacięcia pod wkrętach będzie nazywać się wkrętem do metalu. Natomiast wszelkie połączenia do drewna noszą nazwę wkrętów i ewentualnie z uzupełnieniem o rodzaj łba.

Unikalny gwint Power-Fast dosięga końcówki śruby i zapewnia szybkie wprowadzanie w drewno
Unikalny gwint Power-Fast dosięga końcówki wkrętu i zapewnia szybkie wprowadzanie w drewno (fot. fischer Polska)

Połączeń śrubowych do metali

Choć połączenia gwintowe mogą być wykonywane przy użycie różnorodnych odmian elementów złącznych z gwintem różniącym się np. kształtem i kątem zarysu linii śrubowej, najczęściej wykorzystywane są gwinty metryczne oznaczane literą M o określonej średnicą nominalną. Wytwarzane są też gwinty o niestandardowym skoku i wtedy dodatkowo umieszczana jest jego wartość.

Przykładowo oznaczenie M20 x 1,5 to gwint metryczny o średnicy 20 mm, drobnozwojny i skoku 1,5 mm. Oczywiście przy kompletowaniu połączenia oznaczenia te muszą być jednakowe dla śruby i nakrętki. Śruby metryczne wytwarzane są również w różnych klasach wytrzymałości na zrywanie, na co trzeba zwracać uwagę przy np. wymianie odpowiedzialnych elementów złącznych. Najłatwiej dostępna jest najniższa klasa wytrzymałościowa z oznaczeniem 5,8, ale mogą być wymagane elementy wytrzymalsze z zastosowaniem śrub wyższej klasy np. 8,8 lub 10,9. Oznaczenia te są wybite na łbie śruby. Standardowo śruby metryczne pokrywane są cynkową powłoką antykorozyjną, ale w miejscach o stałym kontakcie z woda wykorzystuje się połączenia ze stali nierdzewnej.

Wkręty do metalu
Blachowkręt samonawięrcający (fot. Wkręt-Met)

Do połączeń elementów wyposażenia domu wykorzystywane są często wkręty do metalu z łbem ozdobnym współpracujące z nakrętką lub nagwintowanym otworem. Do ich zamocowania wykorzystuje się wkrętak o odpowiednio dopasowanym rodzajem końcówki. Podobne zastosowanie mają blachowkręty wykorzystywane głównie przy pracach montażowych przegród w postaci lekkiej zabudowy z płyt gipsowo-kartonowych na metalowym stelażu. Pokryte są fosforanową powłoką ochronną zabezpieczającą przed korozją w kontakcie metalu z gipsem. Ich osadzenie wymaga nawiercenia otworu o nieco mniejszej średnicy niż nominalna połączenia lub użycie wkrętów samonawiercających mocowanych przy pomocy wkrętarki.

Śruby do metalu
Wkręty do metalu i nakrętki (fot. kristal.net)

Połączenia gwintowe do drewna

Przy tworzeniu konstrukcji dachowej z drewna, budowie altany czy ogrodzenia do połączeń elementów drewnianych jak i osadzenia części metalowych wykorzystuje się wkręty do drewna o odpowiednio dobranych wymiarach do konkretnych zastosowań. Ponieważ istotny wpływ na trwałość i stabilność zamocowania ma stan i jakość drewnianego podłoża, trudno jednoznacznie określić wymagane parametry użytych wkrętów. Jednak z reguły zamocowania te mają zadanie pomocnicze, gdyż zasadnicze obciążenia przenoszone są przez odpowiedni ukształtowane złącza między elementami drewnianymi.

Najczęściej wykorzystywane średnice wkrętów do drewna zawierają się w granicach 4-8 mm, ale niekiedy stosowane są grubsze o wymiarze 10 lub 12 mm. Natomiast ich długość dobiera się do wymiarów łączonych elementów, na co składa się grubość nakładki oraz głębokość osadzenia wkrętu, która nie może być mniejsza niż pięciokrotność jego średnicy i nie powinna przechodzić na wylot łączonych części. Istotny jest również dobór odpowiedniego rodzaju łba wkrętu oraz sposobu jego dokręcania. W złączach ciesielskich używa się najczęściej wkrętów z łbem płaskim przystosowanych do obracania przy pomocy klucza typu torx lub imbus. Na płaskie złącza pozwalają z kolei wkręty z łbem stożkowym, a wyraźne odstawanie zamocowania uzyskamy stosując wkręty pod standardowy klucz sześciokątny.

Oprócz klasycznych połączeń z użyciem wkrętów do drewna, wykorzystywane są również tzw. śruby zamkowe z gwintem metrycznym i nakrętką. Służą głównie do mocowania np. sztachet w ogrodzeniu, a półkolisty łeb z kwadratowym podcięciem uniemożliwia ich odkręcenie od zewnątrz. W złączach, które mogą wymagać częstego rozłączania, zamiast zwykłych wkrętów osadza się tuleję z metrycznym gwintem wewnętrznym, w którą można wkręcić odpowiednią śrubę. Podobne zastosowanie w elementach cienkościennych mają wbijane od tyłu wkładki gwintowe pełniące rolę nakrętki dla śrub.

Elementy złączne do drewna pokrywane są cynkową powłoką ochronną poddawaną niekiedy pasywacji, co można poznać po żółtym zabarwieniu pokrycia. Na wyrobach markowych stosowane są też i inne powłoki ochronne a w razie potrzeby do montażu wykorzystuje się wkręty ze stali nierdzewnej.

POWER-FAST wkręty do drewna fischer

Technologia wykonywania połączeń na wkręty ciesielskie

Zależnie od lokalizacji złącza i w miarę możności, łączone elementy powinny być wstępnie ustalone przy użyciu np. ścisków ciesielskich, a ich rozmieszczenie powinno znajdować się je dostatecznie daleko od brzegu materiału - wkręty działają rozporowo, co może powodować odłupywanie krawędzi. Wstępne połączenie części pozwoli na precyzyjne wykonanie wstępnych nawierceń wiertłem o średnicy odpowiadającej 0,6-0,7 wymiaru nominalnego wkrętu i na głębokość nieco większą niż planowane jego zagłębienie.

Co prawda dostępne są wkręty, które nie wymagają nawiercania ale przy większych średnicach i twardym drewnie często nie udaje się ich dostatecznie dokręcić. Średnica nawiercenia w nakładanym elemencie powinna być powiększona, tak aby umożliwić swobodne przejście wkrętu, a w przypadku gdy ma on łeb stożkowy trzeba również odpowiednio sfazować krawędź otworu. W przypadku osadzania tulei gwintowanej w drewnie wierci się otwór na odpowiednią średnicę dostosowaną do jej wymiaru zewnętrznego, a następnie wkręca ją na głębokość licującą z płaszczyzną drewna. Przez otwór w nakładanej części wprowadza się śrubę i dokręca odpowiednim momentem.

Systemowe łączniki do złączy ciesielskich CNA i CSA
Gwoździe CNA i wkręty CSA do złączy ciesielskich (fot. Simpson Strong-Tie)

Redaktor: Cezary Jankowski
fot. otwierająca: Simpson Strong-Tie

Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!

Dodaj komentarz

time image
time image
Zobacz inne artykuły
Budowa stolika pomocniczego przydatnego w trakcie grilla
Budowa stolika pomocniczego przydatnego w trakcie grilla
Zadaj pytanie ekspertowi Masz wątpliwości lub dodatkowe pytania? Napisz do nas!
expert image
Akceptowane formaty plików: 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'bmp', 'png'. Dodawanie wielu plików - wciśnij CTRL.
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Dodano plik do wysłania
Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!