Skrutkové spoje

Skrutka je strojová súčiastka, ktorá slúži na spájanie materiálov. Matica je strojová súčiastka slúžiaca na uchytenie materiálu.

Závity:
Závity tvoria funkčnú časť skrutky. Závitový profil je navinutý v skrutkovici so stúpaním P okolo valcového jadra s priemerom d₃.

Druhy závitov:
Metrický, Whitworthov, Rúrkový, Oblý, Štvorcový, Lichobežníkový (rovnoramenný, nerovnoramenný).

Materiál skrutiek a matíc:
Normalizované skrutky a matice sa najčastejšie vyrábajú z ocelí, materiál sa udáva značkami mechanických vlastností. Údaj mechanických vlastností sa označuje dvoma číslami oddelenými bodkou.

Pevnostný výpočet skrutiek:
Namáhanie skrutkového spoja posudzujeme podľa spôsobu zaťaženia skrutkového spoja.
Ak je skrutka zaťažená silou v osi skrutky alebo silový spoj zaťažený silou kolmou na os skrutky, počíta sa na ťah od prevádzkovej sily a pri nenormalizovaných maticiach sa ešte kontroluje tlak medzi závitmi matice a skrutky.
Vychádzame z pevnostnej podmienky pre ťah:

σ= F/A_s ≤σ_D ; A_(S )= π/4 .((d_(2 )+d_3)/2)^2 alebo A_S= F/σ_D

σ - menovité výpočtové normálové napätie pre ťah
F – menovitá sila kolmá na os skrutky
A_S – menovitý výpočtový prierez závitu
σ_D - dovolené napätie pre ťah
d_2 – menovitý stredný priemer vonkajšieho závitu
d_3 – menovitý malý priemer vonkajšieho závitu

Podľa vypočítaného prierezu závitu si môžem zvolť priemer závitu a podľa neho skrutku, ktorú použijem.

Kontrola tlaku v závitoch matice:

p= F/(z .H_1 .π .d_(2 ) ) ≤ p_D ; H_1= (d-d_1)/2 , z= m/P → p= (P.F)/(m .H_1.π .d_2 )≤ p_D

p – menovitý výpočtový tlak
F – menovitá sila kolmá na os skrutky
z – menovitý počet závitov na jednotke dĺžky
H_1 – menovitá nosná výška závitu
d_2 - menovitý stredný priemer vonkajšieho závitu
p_D – dovolený tlak v závitoch matice

Spoje lícovanými skrutkami, zaťažené silou kolmou na os skrutky (tvarový styk) sa počítajú na šmyk a otlačenie v spojovaných súčiastkach.
Vychádzame z pevnostnej rovnice pre šmyk:

τ_s= F/S ≤ τ_D ; S = (π .d_s^2)/4 → τ_s= (4 .F)/(π .d_s^2 ) ≤ τ_D
τ_s – menovité výpočtové tangenciálne napätie v šmyku
F - menovitá sila kolmá na os skrutky
S – menovitý prierez jadra závitu
d_s - menovitý priemer drieku lícovanej skrutky
τ_D – dovolené napätie pre šmyk

Kontrola tlaku v stykových plochách:

p= F/(d_(s ).s_min ) ≤ p_D
p – menovitý výpočtový tlak v stykových plochách
F – menovitá sila kolmá na os skrutky
d_s - menovitý priemer drieku lícovanej skrutky
s_min – menovitá minimálna dĺžka drieku skrutky
p_D – dovolený tlak v stykových plochách skrutky