Śruby – przegląd normy

Są różne systemy oznaczeń właściwości śrub. Podstawowe standardy stanowią podstawę klasyfikacji i wyznaczania typów śrub. W tym artykule pokrótce przedstawiono niektóre z różnych standardów śrub i ich różnice oraz ogólny przegląd śrub w regionie europejskim.

Przegląd standardów śrub

Standardy są wykorzystywane do normalizacji i stanowią porozumienie w ramach określonej grupy, która uzgodniła ten standard. Ponieważ wiele norm krajowych pojawiło się w czasie i pod wpływem wydarzeń historycznych i regionalnych, często są one powszechnie stosowane i uznawane w tych regionach. Na całym świecie istnieje wiele standardów, które zapewniają, że śruby spełniają określone wymagania. Stosowanie i przestrzeganie standardów nie jest na ogół wiążące, ale może być uzgodnione umownie lub nakazane przez prawodawców. Normy te mają zasadnicze znaczenie dla zapewnienia jakości, bezpieczeństwa i funkcjonalności elementów złącznych.

Standardy

Deutsche Institut für Normung e.V., w skrócie DIN, jest odpowiedzialny za określenie i aktualizację krajowych norm DIN. Standaryzacja na jednolitym rynku europejskim jest ukierunkowana na normy europejskie, w skrócie EN. Normy EN zostaną przyjęte do norm krajowych tak szybko, jak to możliwe i bez zmian po uchwale Rady Europejskiej; w Niemczech nazywane są DIN EN. Odpowiedni numer DIN jest wycofywany i zastępowany przez DIN EN. Normy ISO mają na celu ułatwienie światowej normalizacji. Globalne normy ISO powinny być kategorycznie przyjęte do norm EN bez zmian. Jako globalny producent z siedzibą w Japonii, MISUMI produkuje i sprzedaje również produkty, które są znormalizowanymi piłą. krajowa norma JIS (Japanese Industrial Standard). Odpowiednia norma opisuje szczegóły standardowych śrub, w tym średnicę, długość (gwintu) i kształt głowy.

Poniżej wyjaśniono oznaczenie śruby zgodnie z DIN:

• DIN 933 M 10 x 80 A2-70

Skrót DIN 933 oznacza śruby z łbem sześciokątnym z gwintem do łba. M10 x 80 odnosi się do śruby metrycznej o średnicy 10 mm (M10) o długości 80 mm. A2-70 opisuje specyfikację stali nierdzewnej, która nie tylko wskazuje na jakość i odporność na korozję materiału, ale także minimalną wytrzymałość na rozciąganie 700 N/mm². Oprócz tych informacji, odpowiednie standardy zazwyczaj zawierają odpowiednie tabele gwintów.

Śruby DIN

Normy DIN są najbardziej znane w Niemczech. W przeszłości wiele śrub zostało już znormalizowanych w Niemczech przy użyciu normy DIN. Na przykład, DIN 933 stosuje się do śrub z łbem sześciokątnym. Celem ustanowienia światowych standardów doprowadziło do opracowania norm międzynarodowych (norm ISO) dla coraz większej liczby zastosowań i zastąpienia norm DIN odpowiednimi normami EN lub normami ISO. Niemniej jednak normy DIN mają zastosowanie, gdy nie ma odpowiedniego następcy normy jako DIN EN lub ISO (DIN EN ISO).

Śruby ISO

ISO reguluje różne standardy śrub na poziomie międzynarodowym. Wiele norm ISO zawiera w dużej mierze te same przepisy, co poprzednio obowiązujące normy DIN. Są one jednak stosowane w kilku krajach. Kolejnymi normami dla DIN 931 i DIN 933 są na przykład DIN EN ISO 4014 i DIN EN ISO 4017. Inne standardy to:

• ISO 4762 dla śrub z łbem gniazdowym z gniazdem sześciokątnym
• ISO 7380 dla śrub z łbem płaskim z gniazdem sześciokątnym
• ISO 2009 dla śrub z łbem wpuszczanym ze szczeliną
• ISO 7045 dla śrub z łbem stożkowym krzyżowych
• ISO 965 dla gwintów ogólnego zastosowania

W inżynierii mechanicznej najczęściej stosowane są śruby z łbem sześciokątnym zgodne z normą DIN EN ISO 4014 i śruby z łbem walcowym zgodne z normą DIN EN ISO 4762.

Śruby zgodnie z normą JIS

Standard JIS (Japoński Standard Przemysłowy) jest publikowany przez Japońskie Stowarzyszenie Norm. Wiele śrub jest również standaryzowanych w systemie jednostki metrycznej. Oprócz różnych zakładek śrub, które są znormalizowane, japoński standard JIS z tymi, które zostały wyprodukowane. DIN lub ISO, czasami występują znaczne różnice w niektórych typach śrub. W niektórych przypadkach do standardu JIS wymagane są specjalne narzędzia.

Wspólne standardy JIS dla gwintów obejmują:

• JIS B 0205-1:2001 do gwintów metrycznych ogólnych (standardowy kształt kąta)
• JIS B 0205-2:2001 i JIS B 0205-3:2001 do gwintów metrycznych ogólnego zastosowania
• JIS B 0205-4:2001 dla gwintów metrycznych ogólnych (wymiary standardowe)
• JIS B 0207:1982 do gwintów precyzyjnych

MISUMI oferuje śruby wszystkich standardów.

Znaczenie różnic

Różnice w standaryzacji wpływają przede wszystkim na wybór narzędzi. Z reguły śruby JIS są kompatybilne z narzędziami dostosowanymi do śrub DIN. Niemniej jednak, tak zwany efekt wykręcenia krzywki (narzędzie wyślizgujące się z łba śruby) może wystąpić, na przykład, na śrubach krzyżakowych. standard JIS przy użyciu nieodpowiednich narzędzi. Dlatego zaleca się stosowanie specjalnych narzędzi JIS do śrub JIS. Zapewnia to łatwość ruchu, a śruby nie są niepotrzebnie uszkodzone.

Rodzaje gwintów i ich różnice

Gwint to spiralne uniesienie lub wgłębienie na śrubie, wkręcie lub innym elemencie mocującym. Gwinty również podlegają normom. Następujące parametry opisują gwinty bardziej szczegółowo:

• Końcówki gwintu: to zewnętrzne krawędzie gwintu.
• Średnica zewnętrzna: zwana również średnicą nominalną, to średnica zewnętrznej części gwintowanej. Stoły średnicy zewnętrznej gwintu służą do określenia wymaganego wymiaru zewnętrznego.
• Średnica rdzenia: nazywana również średnicą otworu rdzenia. Podczas cięcia gwintów otwór w gnieździe zapewnia prawidłowe centrowanie. Otwór rdzenia określa najmniejszą średnicę wewnętrzną następnego gwintu. Dostępne są różne tabele otworów na rdzenie gwintowane do odczytywania powiązanych wymiarów nominalnych i podziałek.
• Krawędzie: skośne lub pochyłe strony gwintu, które tworzą spiralne elewacje lub wgłębienia i rozciągają się wzdłuż profilu gwintu.
• Podziałka gwintu: skok gwintu to wymiar, który wskazuje odległość między kolejnymi gwintami lub wysokościami gwintu. Jest ona definiowana różnie, w zależności od gwintu. W przypadku gwintów metrycznych skok gwintu wynika na przykład ze ścieżki przejechanej w ciągu jednego obrotu. Na przykład w przypadku gwintów calowych podziałka gwintu jest określana przez liczbę gwintów na cal.
• Kąt pochylenia: kąt pochylenia to kąt, pod którym boki gwintu wznoszą się lub opadają (jak widać wzdłuż profilu gwintu).
• Start: to ciągłe wgłębienie w linii śrubowej (obok lub w śrubie/nakrętce).

Kształty gwintów są różne na całym świecie i często prowadzą do problemów związanych ze zgodnością śrub i ich zastosowaniem. Niemcy i wiele innych krajów europejskich używają przede wszystkim gwintów metrycznych, które charakteryzują się znormalizowanym skokiem i kątem. Ta standaryzacja ułatwia identyfikację i zastosowanie. W przeciwieństwie do tego, USA tradycyjnie używa gwintów calowych. W Stanach Zjednoczonych gwinty Unified Thread Standard (UTS) są szczególnie powszechne, które znacznie różnią się pod względem klasyfikacji i wymiarów od systemów metrycznych. W Japonii do połączeń gwintowanych jest szeroko stosowany system metryczny. W przypadku gwintów rurowych gwinty calowe są zazwyczaj stosowane na całym świecie we wszystkich regionach standaryzacji. Różne skoki gwintu, kąty i systemy wymiarowe (metryczne vs. calowe) mają wpływ na to, że użyteczność śrub z różnych regionów jest często ograniczona lub w ogóle niemożliwa. Ze względu na historyczny rozwój standardów gwintów na całym świecie, ważne jest, aby dokładnie sprawdzić gwint przed użyciem śrub. Zapobiega to uszkodzeniom i zapewnia funkcjonalność połączeń.

Różne typy łbów śrub

Oprócz faktycznego gwintu ważną rolę odgrywają również łby śrub. Poniżej przedstawiono różne łby śrub i ich zalety:

Okrągła głowica

Śruby z łbem okrągłym mają łeb okrągły, który wystaje poza powierzchnię materiału, do którego są wkręcane. Głowa może być całkowicie okrągła lub lekko półkulista, w zależności od projektu. Okrągły kształt zmniejsza ryzyko obrażeń, zapewnia większą powierzchnię styku i umożliwia równomierne rozłożenie obciążenia.

Głowica cylindrów

Głowica cylindrów to płaski łeb śruby o cylindrycznej powierzchni. Jest gwintowany od góry, dlatego nadaje się do stosowania w trudno dostępnych miejscach. Normy DIN 4762 i 912 lub JIS B 1176 dotyczą śrub z łbem sześciokątnym z gniazdem. Śruby z łbem płaskim to specjalny kształt śrub z łbem cylindrów.

Głowa sześciokątna

Sześciokątna głowica ma sześć boków i płaską powierzchnię z sześcioma narożnikami. Jest łatwy do uchwycenia i dokręcenia za pomocą klucza imbusowego lub klucza płaskiego. Śruby z łbem sześciokątnym są odpowiednie do zastosowań z dużym momentem obrotowym. W przeciwieństwie do śrub z łbem okrągłym napędzanych od wewnątrz, śruba z łbem sześciokątnym jest dokręcana siłą, która działa na łeb z zewnątrz. Normy DIN 4014 i 933 lub JIS B 1180 mają zastosowanie do śrub z łbem sześciokątnym.

Łby z łbem wpuszczanym

Śruby z łbem wpuszczanym mają stożkowy łeb śruby, który umożliwia wkręcenie śruby w materiał. Są one często stosowane, gdy łeb śruby musi być wyrównany z powierzchnią materiału, aby zapewnić gładką powierzchnię bez wystających części. Śruby z łbem wpuszczanym zmniejszają ryzyko potknięcia się i obrażeń. Na przykład norma DIN ISO 10642 dotyczy śrub z łbem wpuszczanym.

Śruby z łbem stożokowym

Śruby z łbem stożkowym mają półokrągły łeb. Rozkłada to równomiernie obciążenie na całej powierzchni i mniej obciąża materiał. Unika się penetracji łba śruby do obrabianego przedmiotu, wydłuża się żywotność. Na przykład norma DIN ISO 7380-2 dotyczy śrub z łbem stożkowym.

Śruby radełkowane

Śruby radełkowane charakteryzują się łbem z powierzchnią radełkowaną, która zapewnia lepszy uchwyt. Ta specjalna tekstura umożliwia ręczne dokręcenie lub poluzowanie śruby bez użycia narzędzi. Śruby radełkowane są szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających częstej ręcznej regulacji lub do obszarów, w których ważny jest szybki dostęp bez narzędzi, takich jak obudowy sprzętu elektronicznego lub mechanizmy regulacyjne.

Śruby skrzydełkowe

Śruby skrzydełkowe mają dwa boczne występy przypominające skrzydła, które umożliwiają łatwe dokręcanie i odkręcanie ręczne bez użycia narzędzi. Ten łeb śruby jest szczególnie przydatny w zastosowaniach wymagających szybkiej i częstej regulacji, np. podczas mocowania do pokryw maszyn lub podczas regulacji różnych urządzeń. Szerokie skrzydełka zapewniają dobrą obsługę z odpowiednim efektem dźwigni, co ułatwia zaciskanie i odkręcanie, nawet jeśli wymagane są większe siły.

Śruby oczkowe

Śruby oczkowe, zwane również śrubami pierścieniowymi, charakteryzują się okrągłym pierścieniem, który wygląda jak „oko” na łbie. Ta konstrukcja umożliwia zaczepienie haków lub przeciągnięcie kabli, wspierając w ten sposób różne zadania montażowe i podnoszące. Są one szczególnie przydatne w zastosowaniach wymagających zawieszenia, takich jak transport ciężkich ładunków. Śruby oczkowe zapewniają bezpieczny punkt mocowania i są zaprojektowane tak, aby niezawodnie działać nawet przy dużych obciążeniach. Dzięki solidnej konstrukcji są odporne na rozciąganie, a także siły ścinające.

Inne kształty łbów

Oprócz klasycznych kształtów łbów, takich jak śruby z łbem okrągłym, cylindrowym i sześciokątnym, występują również mniej powszechne, ale ważne kształty łbów, takie jak kwadratowe i trójkątne łby śrub. Śruby z łbem kwadratowym zapewniają wysoką odporność na skręcanie i są szczególnie popularne w branży montażowej, która wymaga solidnych połączeń. Śruby trójkątne, które wymagają specjalnych narzędzi do dokręcania, zapewniają dodatkowe zabezpieczenie przed nieautoryzowanym odkręceniem i dlatego są często stosowane w urządzeniach zabezpieczających. Postęp technologiczny i coraz bardziej specyficzne wymagania różnych branż doprowadziły do opracowania dodatkowych kształtów łbów śrub, które mogą oferować zoptymalizowane rozwiązania dla specjalnych wymagań montażowych lub bezpieczeństwa.

Różne napędy śrubowe

Wybór odpowiedniego napędu śrubowego ma kluczowe znaczenie dla wydajnego i bezpiecznego montażu. Najczęstszymi typami są śruby szczelinowe, śruby krzyżakowe, śruby z łbem gniazdowym i zewnętrzne śruby z łbem sześciokątnym. Śruby perforowane są jednymi z najstarszych kształtów śrub i są często używane do prostych zastosowań, które nie wymagają dużego momentu obrotowego. Śruby z nacięciem krzyżowym zapewniają lepsze wsparcie i są często stosowane w elektrotechnice i ogólnie w inżynierii mechanicznej. Śruby imbusowe zapewniają jeszcze większy transfer momentu obrotowego i są często używane do połączeń wymagających wysokiej wytrzymałości. Z drugiej strony zewnętrzne śruby z łbem sześciokątnym są idealne do zastosowań, w których używane są klucze i które wymagają większego momentu obrotowego. Każde połączenie śrubowe wymaga specjalnie ukształtowanych narzędzi, które są precyzyjnie dopasowane do dopasowania i kształtu połączenia śrubowego, aby zapewnić optymalne wsparcie i optymalne przenoszenie momentu obrotowego. Na przykład klucze sześciokątne i napędy Torx wymagają kluczy lub bitów, które pasują do profilu śruby i zapobiegają uszkodzeniu łba. Narzędzia te są dostępne w systemach metrycznych i calowych, dzięki czemu są łatwe w użyciu w różnych regionach i branżach. W przypadku stosowania napędów śrubowych JIS zaleca się zamówienie specjalnego narzędzia do wkręcania JIS.

Przegląd standardów śrub

Poniższa tabela przedstawia różne standardy śrub, bez stwierdzenia jednak, że jest kompletna: