Co jsou to uvolněné šrouby a jak jim zabránit

Šrouby, často přehlížené kvůli jejich malé velikosti, hrají zásadní roli v mnoha průmyslových odvětvích. Jako jedna z nejpoužívanějších součástí zařízení dnes slouží k bezpečnému spojení různých předmětů a zajišťuje pevnost a stabilitu v různých aplikacích. Když se však šrouby uvolní, může to vést k řadě problémů, které mohou ovlivnit bezpečnost a účinnost celého systému. V tomto článku se zaměříme na důvody, proč se uvolňují a jak jim účinně předcházet, aby byla zajištěna stabilní funkce vašeho strojního zařízení.

Co jsou volné šrouby?

Šrouby jsou mechanické spojovací prvky určené ke spojení dvou nebo více součástí dohromady jejich sevřením s předpětím. Tato úroveň napětí (předpětí) vytváří tření mezi dosedacími plochami, které zabraňuje oddělení a rovnoměrně rozkládá zatížení. 

Zatímco uvolněné šrouby se týkají stavu, kdy šroub ztratil svou těsnost. Když k tomu dojde, může to představovat významné bezpečnostní riziko.

Proč je uvolnění šroubu tak důležité?

Problémy s uvolněním šroubů nelze ignorovat. Když se to stane, může to vést k řadě vážných důsledků, včetně snížené strukturální integrity, abnormálních vibrací, potenciálních bezpečnostních rizik, nízké účinnosti a výkonu a vysokých nákladů na opravy.

V průmyslové oblasti mohou uvolněné šrouby ovlivnit výkon zařízení i jeho normální provoz. Může také vést k vymrštění částí zařízení, což má za následek výrobní nehody a ohrožuje tak životy lidí.

V leteckém průmyslu může ovlivnit řídicí systém kosmické lodi, což znesnadňuje přesné zjištění oběžné dráhy. To by mohlo vést k tomu, že se kosmická loď odchýlí od zamýšlené oběžné dráhy, čímž se zvýší riziko srážky s jinými nebeskými tělesy nebo vesmírným odpadem.

Při přepravě mohou uvolněné šrouby na železničních kolejích způsobit vykolejení. V důlním zařízení mohou vést k poruše strojů a potenciálním zraněním obsluhy. 

Řada negativních důsledků je mimo vaši představivost. Proto je důležité věnovat pozornost problémům s uvolňováním šroubů, aby se zajistil normální provoz různých systémů a struktur. Pravidelné kontroly a včasná preventivní opatření mohou pomoci předejít rizikům.

5 hlavních příčin uvolněných šroubů

1. Nesprávná instalace

Vztahuje se k tomu, že při montáži šroubů nebyl aplikován správný krouticí moment. Přílišné utažení může způsobit, že se šroub nadměrně natáhne nebo dokonce zlomí, zatímco nedostatečné utažení způsobí, že spoj nemá dostatečnou upínací sílu, aby spoj držel pohromadě. 

2. Opotřebení materiálu

V důsledku dlouhodobého používání zařízení může dojít k poškození, opotřebení nebo korozi šroubového spoje a upevňovacích materiálů, což postupně snižuje tření mezi šroubem a materiálem, který zajišťuje. Bez dostatečného tření je šroub náchylnější k samovolnému uvolnění.

3. Vibrace

Vibrace mohou uvolnit šroubové spoje. Když jsou vystaveny dynamickému zatížení a vibracím, jejich závity a matice budou pracovat proti sobě, což povede ke snížení tření, které je drží pohromadě. Vibrace a otřesy mohou také způsobit, že se šroub samovolně otočí, což se nazývá samovolné uvolnění. 

4. Výrobní vady

Vady ve výrobním procesu mohou ovlivnit výkon šroubů. Tyto vady mohou zahrnovat nesprávně opracované závity, špatnou kvalitu materiálu nebo nekonzistentní rozměry. Tyto vady mohou ztížit dosažení bezpečného uložení a zvýšit pravděpodobnost uvolnění šroubu v průběhu času.

5. Tepelná expanze

Rozdílná tepelná roztažnost je dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu. Udržujte materiál šroubu stejný jako materiál spoje. Pokud jsou koeficienty těchto dvou nekonzistentní, změny teploty mohou vést k relativnímu pohybu mezi nimi, což může následně způsobit ztrátu spoje.

5 známek uvolněných šroubů

Rozpoznali jsme závažnost a co je spouští, jak tedy můžete zjistit, zda vaše šrouby fungují správně nebo již vykazují známky povolení? Zde je 5 znaků, které vám pomohou určit:

1. Mezery:Vizuální kontrola je nejpřímější způsob, jak určit problém. Pokud jsou mezi hlavou šroubu nebo maticí a připojenými díly zjevné mezery nebo pokud jsou v utažené části známky povolení, může to vést k uvolnění šroubového spoje.
2. Abnormální zvuky: Pokud se šroub začne uvolňovat, může během provozu zařízení vydávat určité zvuky. Tyto zvuky mohou být nepřetržité nebo přerušované.
3. Snížené předběžné zatížení: Předpětí se vztahuje na sílu působící při utahování šroubu. Pokud se šroub povolí, jeho předpětí se sníží, takže zařízení bude méně stabilní nebo ještě hůře nebude fungovat.
4. Zvýšené vibrace: Když se šroub povolí, vibrace zařízení se mohou zvýšit. Povolování šroubů totiž může vést ke zvětšení mezer mezi spojovanými částmi, a tím ke zvýšení amplitudy vibrací.
5. Relaxace při stresu: Při dlouhodobém zatížení může napětí v materiálu šroubu postupně klesat, což má za následek snížení předpětí šroubu. Pokud se to nevyřeší okamžitě, může to vést k uvolnění šroubů.

Rozpoznání těchto znaků je zásadní, protože uvolnění šroubů může vést ke katastrofální tragédii. Je důležité včas zachytit jakékoli uvolnění, abyste předešli potenciálnímu nebezpečí a poškození.

Jak zabránit uvolnění šroubů?

Po analýze příčin a známek uvolněných šroubů zavedeme některé metody, které pomohou tomuto problému předejít. Ujistěte se, že šrouby jsou instalovány pomocí správných nástrojů a technik. Tyto způsoby lze rozdělit na třecí uzamykání, mechanické uzamykání a trvalé uzamykání. 

Třecí blokování

• Pružinové podložky: Jsou navrženy tak, aby vytvářely pružinový efekt, který pomáhá udržovat napětí na šroubu, čímž brání jeho povolení. U vysokopevnostních šroubů a tvrdých materiálů však nemohou efektivně fungovat.
• Samojistné matice: Tento druh matic funguje tak, že deformuje svou pružnou základnu, když je našroubován na šroub, a působí protisílu, aby se zabránilo vibracím.
• Dvojité matice: Použití dvou matic utažených proti sobě může zajistit dodatečné tření, aby se zabránilo uvolnění.

Třecí zamykání má tendenci se snadno uvolnit, když je šroub vystaven silnému nárazu, což vyžaduje použití značkovacího pera pro identifikaci a zvláštní pozornost, aby se zajistilo, že nechybí žádné související části. 

Mechanické zamykání

• Závlačky: Obvykle se používají s drážkovanými maticemi. Jsou kombinovány tak, aby uzamkly dvě části k sobě tím, že projdou otvory v obou částech a ohýbají konce, aby se zabránilo vyjmutí.
• Drážkované matice: Tyto matice mají štěrbinu, která se používá k zajištění vložení zajišťovacího zařízení, aby se zabránilo otáčení.
• Pojistné podložky: Tyto podložky mají zuby nebo zoubkování, které se zakousnou do spojovacího povrchu, aby se zabránilo oddělení.
• Pojistné dráty: Dráty jsou provlečeny otvory v hlavách šroubů a maticích, aby byly zajištěny dohromady.

Mechanické zamykání je relativně spolehlivé a vhodné pro kritická spojení, ale také vyžaduje, aby související komponenty zůstaly neporušené a nepoškozené. 

Trvalé zamykání

• Svařování: Přivedením elektrického proudu k vytvoření svaru tento proces roztaví malou oblast šroubu a matice, což způsobí, že se spojí dohromady a vytvoří pevné spojení.
• Nýtování: Nýt se vloží předvrtaným otvorem ve šroubu a matici a poté se konec nýtu deformuje nebo zploští, aby se šroub a matice zajistily dohromady. 
• Děrování: Důlky na povrchu šroubů a matic vytvořené děrováním zvýší tření a odpor a zabrání jejich otáčení.
• Lepení: Na povrchy šroubu a matice lze nanést lepidla. Lepidlo vytváří mezi šroubem a maticí silnou a soudržnou sílu, která zabraňuje jejich oddělení.

Trvalé zajištění zajišťuje těsné spojení mezi šrouby a maticemi, avšak narušuje závitové spoje během demontáže, takže je nelze znovu použít.

Každý způsob zamykání má své klady a zápory. Volba metody závisí na aplikaci.

Závěr

Náraz uvolněných matic a šroubů může být významný. Pochopením základních příčin a uplatněním proaktivního přístupu k nim můžete účinně zmírnit rizika.