Odborné poradenství: Zlepšení odolnosti vůči únavě materiálu

A: Odolnost šroubového spoje vůči únavě materiálu je ve srovnání s jeho odolností vůči statickému zatížení velmi malá. Chtějí-li konstruktéři zvýšit únavovou odolnost, mají dva základní prostředky, jak toho dosáhnout: zvýšení kapacity závitu a snížení střídavého zatížení závitu.

Pro zvýšení kapacity závitu je vhodné používat závity válcované, nikoli řezané. Pro zvýšení kapacity šroubového spoje je lepší použít několik menších spojovacích prvků než jeden větší.

Tuto kapacitu můžete zvýšit také použitím vylepšených spojovacích prvků, jako jsou například vícešroubové předepínací prvky Superbolt nebo matice Flexnut, které zlepšují rozložení zátěže v závitu a šroubovému spoji dodávají elasticitu.

Nejlepším způsobem zlepšení únavové odolnosti je snížení střídavé zátěže vyvíjené na závit. Toho je možné dosáhnout ve třech následujících oblastech: návrh spojovací sestavy, utažení spojovací sestavy a zajištění spojovací sestavy.

Fáze návrhu spojovací sestavy nabízí příležitost zlepšení rozložení zátěže šroubových spojů a snížení míry externího zatížení vyvíjeného na jednotlivé spoje. Je třeba mít na paměti následující principy:

1. Použijte nejvyšší možné předpětí
2. Minimalizujte možnost excentrické zátěže šroubu
3. Použijte největší možné styčné plochy
4. Použijte největší možné svěrné délky
5. Ve většině případů je vhodné použit předpětí vyšší, než je pracovní zatížení

Další možnosti zlepšení únavové charakteristiky ve fázi projektování spoje zahrnují: použití svorníků nebo šroubů se zúženým dříkem, použití elastických podložek, které vyvažují nepříznivé účinky relaxace materiálu, tečení materiálu a prodloužení v důsledku působení rozdílných teplot.

Co se týká utahování sestavy, je nejdůležitějším faktorem snižujícím střídavé zatížení závitu dosažení správné míry předpětí. Doporučujeme používat kalibrované nástroje s vysokou mírou přesnosti. Dále doporučujeme používat vhodný lubrikační prostředek, který umožní dosažení přesné míry předpětí a sníží riziko zadření závitu. Utahování je třeba provádět vhodným postupem a dodržovat při něm předepsanou sekvenci. Tak zamezíte nerovnoměrnému zatížení jednotlivých šroubů a zajistíte celistvost a jednotnost šroubového spoje.

V oblasti zajištění spojovací sestavy je vhodné používat prostředky zajišťující proti ztrátě předpětí. Sestavu je třeba zajistit také vůči působení faktorů okolního prostředí, jako je například koroze, která může vést ke vzniku únavových trhlin. Toho je možné dosáhnout výběrem vhodného materiálu a povrchové úpravy součástí a spojovacích prvků.