Jak dokręcić sobie śrubę? Albo Jasny Gwint!

W świecie mechaniki precyzja to nie luksus – to konieczność. A jednym z najważniejszych narzędzi użytku codziennego, zapewniających tę precyzję jest Klucz Dynamometryczny. I choć może wydawać się jedynie kolejnym narzędziem w skrzynce (o ile tam w ogóle jest), to jego rola w zapewnieniu bezpieczeństwa, trwałości i prawidłowego działania połączeń śrubowych jest nie do przecenienia.

W takim razie jak można skutecznie zniszczyć połączenie śrubowe? I jak takich przypadków unikać?
Wystarczy wziąć pod uwagę parę zmiennych: średnicę śruby, jej długość, materiał, z którego została wykonana lub cel jej zastosowania w ramach łączenia elementów.
Jeżeli jeden lub więcej z tych elementów będzie źle dobrany do pozostałych – katastrofa gotowa.
Ale możemy też mieć wszystko dobrane odpowiednio, a nasze połączenie i tak zawiedzie.

Wystarczy je źle dokręcić. Źle, czyli za słabo lub za mocno. Właśnie dlatego elementy, w których występują połączenia śrubowe mające ważniejsze znaczenie konstrukcyjne mają wyliczony i opisany moment dokręcenia. Jego zastosowanie zapewni nam właściwy rezultat pracy tego połączenia. Mimo tego, że trzeba znaleźć klucz. Mimo tego, że trzeba go ustawić na właściwy moment. Mimo tego, że powinien być skalibrowany, aby faktycznie osiągnął wyznaczony moment. Mimo to warto.

Co się stanie, jeżeli będziemy mieli pecha i tym razem „na czuja" się nie uda dokręcić?
Oczywiście możemy coś przykręcić, a połączenie śrubowe pod wpływem działania warunków otoczenia, np. wibracji, po prostu się odkręci.
No ale jak to… przecież gwinty są tak zaprojektowane, żeby były samohamowne prawda? I tak. I nie.
Samohamowność to zdolność połączenia gwintowanego do utrzymania się w zadanym położeniu bez samoczynnego odkręcania się pod wpływem sił zewnętrznych.
Aby jednak gwint był samohamowny kąt nachylenia linii śrubowej musi być mniejszy niż kąt tarcia między powierzchniami gwintu.
Dla zwykłego śmiertelnika wystarczy więc informacja, że gwinty metryczne, a więc najczęściej spotykane w naszej części świata, są zaprojektowane tak, aby były samohamowne. Ale.
Przy małym skoku, przy niskim tarciu, w warunkach drgań lub obciążeń dynamicznych może dojść do utraty samohamowności gwintu. No i w konsekwencji do poluzowania połączenia śrubowego. Aby temu zapobiec można oczywiście używać podkładek sprężystych lub nakrętek samohamownych, ale to raczej zamysł konstruktora o tym decyduje. Ja tylko dokręcam śrubę.

Stara jest jeszcze dobra. No właśnie. Tą samą? Czy nową?

W większości przypadków życia codziennego nie ma problemu z wielokrotnym używaniem tych samych śrub. Co innego w warsztacie.
Producent maszyn czy urządzeń w instrukcjach technicznych powinien jasno opisywać które śruby należy wymieniać podczas prac naprawczych. Jest to bezpośrednio związane z ich pracą, często odkształceniem plastycznym (możemy spotkać opis dokręcenia jako moment obrotowy + kąt obrotu klucza) i taka śruba nie zapewni już odpowiednich właściwości dla danego połączenia. Ona po prostu ma zmienioną geometrię. Jak opona w F1 po solidnym zblokowaniu koła – raczej nie chcesz już na niej jechać.

Ja dokręcam „do oporu".
Czyli w zależności kto to mówi finalnie będzie dokręcone inaczej. Dopowiedzmy więc: co się stanie, jeśli przyłożymy za duży moment?
Najprościej jest po prostu uszkodzić gwint, przeciągnąć go, zerwać. Jeżeli trafimy na twardą śrubę możliwe jest pęknięcie takiej śruby lub elementu, w który ją wkręcamy. Ostatecznie możemy ją ukręcić, a więc doprowadzić do uszkodzenia, które zmusi nas do rozwiercenia lub innej obróbki, aby usunąć jej wkręconą już część.
A wystarczyłoby dokręcić ją właściwym momentem i dobrej jakości, nie wyrobioną nasadką. Taki prosty zabieg może nam w przyszłości wspaniale zwrócić zainwestowany czas, umożliwiając wykręcenie takiej śruby bez większych problemów.

Ale co tam. Nic tak nie poprawia weekendu jak 2-3 godziny walki z jedną śrubą, bo „nie chce się wykręcić".