Lazítási nyomaték csavarkötések esetében

Képzelje el, hogy egy nagy, nehéz doboz áll a padlón, és el akarja mozdítani. Teljes erőből kell tolni, amíg végül megmozdul. Amikor abbahagyja a doboz tolását, és megpróbálja újra megmozdítani, azt fogja tapasztalni, hogy könnyebb mozgásban tartani, mint álló helyzetből mozgásra bírni (1. ábra).

A súrlódás egy fizikai jelenség, akkor is fellép, amikor az egyik felület egy másik felületen mozog. Amikor egy test egy alátéten csúszik, csúszási súrlódásról beszélünk.

Ugyanez az elv vonatkozik egy csavarra vagy anyára is. A meghúzási nyomaték és a lazítási nyomaték megértése fontos különböző iparágakban, például a gépiparban és a gyártásban, ahol a mozgás pontos szabályozására van szükség. A helyes nyomaték alkalmazása a csavarokra és az alkatrészekre segíthet megelőzni a gépek károsodását és garantálni a biztonságot.

1. ábra. Csúszási súrlódás

Mi a különbség a meghúzási és a lazítási nyomaték között?

A fő különbség a meghúzási és a lazítási nyomaték között a céljukban van. A meghúzási nyomatékot a meghúzandó alkatrész mozgásban tartására, míg a lazító nyomatékot a mozgás elindítására használják.

A lazítási nyomaték vagy "elszabadulási nyomaték" (ang. Breakaway torque, német. Losbrechmoment) egy műszaki kifejezés, amely leírja annak az erőnek a nagyságát, amely egy nyugalomban lévő tárgy (pl. csavar) mozgásba hozásához szükséges.

Ez a nyomaték azt az erőkart adja meg, amelyet le kell győzni ahhoz, hogy a kötőelem forgása meginduljon.

Ahhoz, hogy megértsük az összefüggéseket, meg kell értenünk a csavarkötés elvét. A csavarkötés lényege a szorítóerő a csavarfej és az anya között. A csavarónyomaték alkalmazása következtében a csavarkötésben előfeszítő erő keletkezik, amely a rögzítendő alkatrészek egyenesen arányos összenyomódását okozza. A csavarban kialakuló előfeszítés az alkalmazott nyomatéknak köszönhető, és fügvénye a csavar átmérőjének, a menetgeometriának és a súrlódási együtthatónak amely a menetben a csavar fejénél vagy az anya érintkező felületén fejti ki hatását. A szükséges előfeszítő erő a csavar vagy anya meghúzásával a megfelelő nyomaték alkalmazásakor jön létre.

Az előfeszítés segít stabil állapotban tartani a kötést, és megakadályozza a nem kívánt kilazulást. Túl nagy meghúzási nyomaték alkalmazása a csavarkötés meghúzásakor az egész kötés maradandó képlékeny deformációját okozhatja.

Hogyan mérik az lazítási nyomatékot?

A meghúzási és lazítási nyomaték nyomatékkulccsal vagy nyomatékmérővel mérhető. A nyomatékkulcs a csavarra vagy más tárgyra kifejtett meghúzási nyomaték mértékét méri (2. ábra). A lazítási nyomatékot mérő eszközt (3. ábra) a mérendő elemhez rögzítik, és egyre növekvő intenzitással addig hat az elemre, amíg az forogni nem kezd. A forgás megindulásához szükséges erő nagyságát lazítónyomatékként rögzíti.

2. Ábra Digitális nyomatékkulcs

3. ábra. Kézi lazítási nyomaték mérő készülék

Miért különbözik a lazítási nyomaték értéke a meghúzási nyomaték értékétől?

4. ábra. Meghúzóerő-arányok (A), lazítóerő-arányok (B)

A szerelőkulcs által keltett M_U nyomatéknak behúzáskor a súrlódási ellenállást kell legyőznie a menetben, az anyában, az alátéten vagy (és) a rögzítendő alkatrészen.. Érvényes a következő M_U = M_ZU + M_PU, ahol M_ZU az ellenállás súrlódási nyomaték a csavar és az anya menetében meghúzáskor, M_PU pedig az anya és az alátét vagy rögzítőelem közötti ellenállás súrlódási nyomatéka (4. ábra A). Az M_ZU nyomaték a menetben fellépő f_z súrlódási tényezőn kívül az ϒ menetemelkedéstől is függ.

Meglazításkor, feltételezve, hogy a szerelvény ugyanabban a "műszaki" állapotban marad, és a csavarkötés nem rendelkezik rögzítő vagy önreteszelő elemekkel, a lazító nyomatéknak csak az M_PU és az M_ZU súrlódási nyomatékokat kell legyőznie. (csak a menet f_z súrlódási együtthatója miatt keletkező nyomatékot) (4. ábra B). Következésképpen egy ilyen elem meglazításához kisebb nyomatékra van szükség.

De!

A lazítási nyomatékot több tényező is befolyásolhatja: a kötőelem állapota, az összekötött anyagok felületi kezelésének állapota, a menetek közötti kenőanyag, stb. Ezenkívül a környezeti feltételek, például a hőmérséklet és a páratartalom is befolyásolják a kioldási nyomatékot.

Mivel a súrlódási viszonyok idővel változnak, az elem kioldásához nagyobb nyomatékra lehet szükség. A korrózió, a berágódás, a felületi érdesség, valamint a biztonsági alátétek vagy menetrögzítő tömítőanyagok alkalmazása jelentősen befolyásolja a súrlódást és következésképpen a kioldási nyomatékot. Egy tipikus példa látható az 5. ábrán.

Általában - és különösen gyakorlati okokból - a lazító nyomaték nagyobb lesz, mint a meghúzási nyomaték. Ez azért van, mert egy csavar vagy anya meglazításához nagyobb erőre van szükség, mint a meghúzásához.

Gyakran ajánlatos (és néha szükséges) egy ilyen kötést biztosítani - például olyan helyzetekben, amikor fennáll a veszélye annak, hogy a rezgések vagy más nemkívánatos jelenségek befolyásolják a kötés szilárdságát. A csavarkötések biztosítása a csavarok rögzítésének folyamatát jelenti, hogy a kötések biztonságosak és stabilak legyenek. A csavarkötések biztosításának különböző módszerei vannak, beleértve a különböző típusú anyák, csavarok, ragasztók vagy más kötőelemek használatát. Fontos továbbá a megfelelő nyomatékértékek és egyéb előírások betartása a kötés egyedi követelményeinek megfelelően.

5. ábra. Korrózió a csavarkötésen

A csavarkötés önzárósága a csavar azon képessége, hogy ellenálljon a rezgés, hő vagy más külső behatások okozta spontán meglazulásnak. A legtöbb "önzáró" jelölésű csavar speciális elemekkel vagy konstrukcióval rendelkezik annak biztosítására, hogy a csavar ne lazuljon meg magától. Az önzáró csavaroknak különböző típusai léteznek és különböző technológiákat használnak, például műanyag menetrésszel ellátott csavarokat vagy anyákat, speciális rugókat vagy vegyi csavarbiztosítást.

Az önzáró csavarokat gyakran használják olyan területeken, ahol kritikus fontosságú a csavarkötések meglazulásának megakadályozása, például az autóiparban, a repülőgépiparban, az elektronikai iparban és sok más iparágban.

Egy akkus vagy vezetékes elektromos csavarozó esetében a lazítási nyomaték fontos számadat, mert ez határozza meg, hogy a szerszám mennyire tudja meglazítani a meghúzott/berágódott csavarokat (különösen autószervizek esetében). A szerszám műszaki adataiban megadott lazítási nyomaték a maximális nyomaték értéke, amelyet a szerszám a lazítás során ki tud fejteni. A lazítási nyomaték értékét általában az 1000Nm feletti kategóriába tartozó ütvecsavarozóknál adják meg. Ez az érték eltérhet a maximális meghúzási nyomaték értékétől. Ezt az ütvecsavarozó szerkezeti kialakításával biztosítják be. Az energia mennyiségét a "kalapács" mérete és a hajtómű hatékonysága határozza meg. Amint az előző cikkben írtuk, az ütvecsavarozók a nyomaték előállításához az úgynevezett kalapács által keltett ütéseket használják, amely forgás közben az ütvecsavarozó tengelyéhez csapódik. Ez az elv nagyobb nyomatékot biztosít a hagyományos "fúró" csavarozókhoz képest.

A nagyobb kioldási nyomatékkal rendelkező elektromos kéziszerszám nagyobb erővel rendelkezik, és képes legyőzni az ellenállást a forgás kezdetekor, így a nagyobb kioldási nyomatékkal rendelkező ütvecsavarozó hatékonyabb lesz a makacs csavarok vagy anyák meglazításában.

Zárszó

6. ábra. Karos csavarkulcs

Az ütvecsavarhúzóval való csavarlazításkor óvatosan kell eljárni, mivel könnyen megsérülhetnek az érzékeny részek. A sérülések elkerülésének egyik módja, ha a csavar meglazításához karos csavarkulcsot (fix hajtószárat, hajtókart) használ, majd a műveletet ütvecsavarozóval fejezi be. A karos csavarkulcs (6. ábra) esetében jobban tudja ellenőrizni a nyomaték nagyságát, így nem haszmnál több erőt a csavar meglazításakor mint amennyi feltétlenül szükséges. Ezenkívül segít az erő egyenletesebb eloszlásában, megelőzve ezzel a csavarkötés sérülését. Ennek eredményeképpen a karos csavarkulcs ütvecsavarozóval való használata megelőzheti az alkatrészek károsodását, és növeli a biztonságot is a munka során.

Figyelem! Hogy elkerülje a meglepetést vagy csalódást egy ütvecsavarozó használatakor, vásárlás előtt mérlegelje, hogy melyik a megfelelő az Ön munkafolyamatainak elvégzéséhez.

A piacon nagyszámú ütvecsavarozó van, (akár akkus, elektromos, pneumatikus vagy hidraulikus). Ezek különböző kialakításúak és különböző munkaműveletekre vannak tervezve. Különböző meghúzási és lazítási nyomatékértékekkel rendelkezhetnek, a nyomaték értéke beállítható is lehet, stb.

A nagy (és meglehetősen nehéz), 1000 Nm feletti nyomatékkal rendelkező akkumulátoros ütvecsavarozók, amelyek lendületes reklámfilmekben mutatják be erejüket, speciális gépek, amelyek speciális munkákhoz alkalmasak. Az építkezéseken vagy a professzionális asztalosműhelyekben történő mindennapi használatra azonban mindenképpen előnyösebbek a kisméretű és könnyű ütvecsavarozók. Jó példa erre az AXI-1080 – ami jól illik a kézbe és sok időt takarít meg az asztalosnak vagy ácsnak, vagy az AXI-1801 – ami egy erős és könnyű kéziszerszám a tetőszerkezetek összeszereléséhez.

Kulcsszavak: lazítási nyomaték, oldási nyomaték, nyomaték

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi
https://hmn.wiki/sk/Bolted_joint
https://www.sjf.tuke.sk/kkadi/images/LS_2019-20/KSaSS/9-3-2020_az_20-3-2020.pdf
https://ingslov.files.wordpress.com/2015/04/kps-skripta.pdf
https://knmts.fvt.tuke.sk/media/documents/d78a00ce4a07b4265036094d9a38d8b0.ppt

Mgr. Peter Halaj

A HERMAN az első munkahelyem, és 20 éve vagyok a cégnél. Munkaruhában kezdtem, mint a szerszámok garanciális és garancia utánni javításait végző technikus, néhány évig a szerviz részleget vezettem, majd belekóstoltam a logisztikába, az informatikába, programozásba és részt veszek a minőségirányításban is. A megszerzett tapasztalatokat most a belső folyamatok és az ügyfélszolgálat folyamatos javítására és finomítására fordítom. Szeretem "kiszellőztetni a fejemet" a műhelyemben végzett kétkezi munka közben, vagy ha a kerékpárom nyergében ülök, és számtalan kilométert teszek meg Gömörben és környékén.