Podstawowym parametrem w przemyśle metalowym ( i nie tylko) jest materiał. Na dokumentacji technicznej zazwyczaj podajemy gatunek stali, z której dany wyrób jest wykonany. W elementach złącznych, poza wyrobami specjalnymi zamiast gatunku materiału podaje się klasę własności mechanicznych. Pozwala to producentom na swobodę w doborze materiału, ważne jest jedynie to aby wyrób końcowy miał odpowiednie własności mechaniczne:
- wytrzymałość na rozciąganie,
- granicę plastyczności,
- twardość,
- udarność,
- maksymalne odwęglenie,
- itd.
Podanie w zamówieniu gatunku stali zamiast klasy własności mechanicznych może podnieść cenę wyrobu nawet o kilkaset procent lub sprawić, że nikt nie będzie chciał zrealizować naszego zamówienia.
Klasy własności mechanicznych „śrub i śrub dwustronnych"
Normy PN dla „śrub i śrub dwustronnych" podają 11 klas własności mechanicznych: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6 (wg PN-M), 6.8, 8.8, 9.8 (wg PN-EN ISO), 10.9, 12.9. Oznaczenie składa się z dwóch liczb. Pierwsza to 0,01 nominalnej wytrzymałości na rozciąganie (0,01*Rm.) w MPa. Druga to 10 krotność ilorazu granicy plastyczości (Re) do nominalnej granicy wytrzymałości (Rm) - 10*Re/Rm. Klasy własności mechanicznych są podane dla temperatury pokojowej.
Przykład 1:
Rm = 500 MPa
Re = 400 MPa
0,01 * Rm = 0,01*500 =5
10* (Re/Rm) = 10*(400/500) = 8
Stąd - klasa 5.8
Przykład 2:
Rm = 500 MPa
Re = 300 MPa
0,01 * Rm = 0,01*500 =5
10* (Re/Rm) = 10*(300/500) = 6
Stąd - klasa 5.6
Poza wytrzymałością na rozciąganie i granicą plastyczności, śruby w danej klasie własności mechanicznych powinny spełniać, także inne wymagania dotyczące własności mechanicznych
Śruby calowe wykonane wg norm amerykańskich (wg SAE J429) mają klasy własności 1, 2, 5, 8.
Klasy własności mechanicznych śrub i wkrętów dociskowych
Norma PN-M-82054/04 podaje 4 klasy własności mechanicznych dla śrub i wkrętów dociskowych: 14H, 22H, 33H i 45H. Norma nie dotyczy śrub i wkrętów pracujących na rozciąganie. Liczba w symbolu klasy oznacza 0,1 minimalnej twardości wg Vickersa.
Przykład 3:
Minimalna twardość wg Vickersa 330 HV - klasa 33H, (0,1 * 330 = 33)
Minimalna twardość wg Vickersa 450 HV - klasa 45H, (0,1 * 450 = 45) itd.
Klasy własności mechanicznych nakrętek
Klasy własności mechanicznych nakrętek oznaczamy symbolami: 4, 5, 6, 8, 10, 12. Liczba w symbolu klasy oznacza 0,01 nominalnej wytrzymałości na rozciąganie (Rm) śrub i wkrętów, „z którymi nakrętki mają współpracować".
Dla nakrętek niskich klasy własności mechanicznych oznacza się symbolami 04, 05. Pierwsza cyfra oznacza mniejszą od nakrętek zwykłych zdolność przenoszenia obciążeń, druga cyfra oznacza 0,01 nominalnej wartości naprężenia pod obciążeniem próbnym (dla 04 - 400 MPa, dla 05 - 500 MPa).
Nie należy mylić oznaczeń 4 z 04 i 5 z 05 - są to zupełnie inne klasy.
Cechowanie
Śruby, wkręty i nakrętki powinny być cechowane znakiem producenta i symbolem klasy własności mechanicznych. Cechowanie jest obowiązkowe (wg PN-M-82054/18) dla:
- śrub ze łbem sześciokątnym:od średnicy M5 wykonanych w klasach 5.6, 8.8, 10.9, 12.9
- śrub dwustronnych: od M12, a przy cechowaniu znakami zastępczymi ( kółko, kwadrat, trójkąt ), od M6 dla klas 8.8 10.9, 12.9
- pozostałych śrub: od średnicy M5 w klasach 8.8, 10.9, 12.9.
- nakrętek w klasach 05, 8, 10, 12
Nakrętki sześciokątne w klasie 6, 8, 10, 12 dopuszcza się cechować znakami zastępczymi, systemem zegarowym (kropka i kreska).
Śruby, wkręty i nakrętki z gwintem lewym dodatkowo należy znakować strzałką z grotem w kierunku wkręcania śruby (lub nakręcania nakrętki). Dopuszcza się stosowanie znaków zastępczych: litery L lub nacięć na krawędziach sześciokąta.
Śruby wg SAE J429 cechujemy 3 (klasa 5) lub 6 (klasa 8) kreskami na łbie śruby.
Normy
Klasy własności mechanicznych śrub, wkrętów i nakrętek są opisane w normach. Tytuły ważniejszych norm umieściłem poniżej:
Stale węglowe i stopowe
PN-82/M-82054/03 - Własności mechaniczne śrub i wkrętów
PN-82/M-82054/04 - Własności mechaniczne śrub i wkrętów dociskowych
PN-82/M-82054/09 - Własności mechaniczne nakrętek
PN-85/M-82054/11 - Własności mechaniczne i użytkowe nakrętek samozabezpieczających
PN-EN ISO 898-1 - Własności mechaniczne części złącznych wykonanych ze stali węglowej oraz stopowej.
Śruby i śruby dwustronne o określonych klasach własności. Gwint zwykły i drobnozwojny
PN-EN ISO 898-5 - Własności mechaniczne części złącznych wykonanych ze stali węglowej oraz stopowej. Śruby bez łba i podobne gwintowane części złączne nie podlegające rozciąganiu
PN-EN ISO 898-6 - Własności mechaniczne części złącznych. Nakrętki z określoną wartością obciążenia próbnego. Gwint drobnozwojny
PN-EN 2898-2 - Własności mechaniczne części złącznych. Nakrętki z określonym obciążeniem próbnym. Gwint zwykły.
Stale nierdzewne i odporne na korozje
PN-EN ISO 3506-1 - Własności mechaniczne części złącznych ze stali nierdzewnych, odpornych na korozję. Śruby i śruby dwustronne
PN-EN ISO 3506-2 - Własności mechaniczne części złącznych ze stali nierdzewnych, odpornych na korozję. Nakrętki
PN-EN ISO 3506-3 - Własności mechaniczne części złącznych ze stali nierdzewnych, odpornych na korozję. Śruby bez łba z gwintem na całej długości oraz podobne części złączne nie podlegające rozciąganiu
PN-EN ISO 3506-4 -Własności mechaniczne części złącznych odpornych na korozję ze stali nierdzewnej. Wkręty samogwintujące
Rysunki, wymiary i dodatkowe informacje na temat śrub, wkrętów i nakrętek znajdą Państwo w katalogu internetowym firmy ASMET.
