Technika połączeń śrubowych ma wysoką rangę przy wytwarzaniu różnorodnych połączeń kablowych.

Za techniką śrubową przemawiają z jednej strony szerokie zakresy przekrojów, które pokrywane są jednym elementem połączeniowym, a z drugiej strony prosty i szybki montaż, który wykonywany jest małymi i lekkimi narzędziami. Kluczowym elementem techniki śrubowej jest śruba stykowa – stawiane jej wymogi spowodowały powstanie różnorodnych jej typów.

Zadania stawiane śrubom stykowym

Zasadniczym zadaniem śruby stykowej jest uzyskanie odpowiedniej siły docisku, która pozwala na wytworzenie jak największej efektywnej powierzchni stykowej między dwoma metalowymi elementami stykowymi. Dzięki odkształceniu plastycznemu tych elementów następuje dodatkowo zniszczenie istniejących warstw obcych, jak np. warstwa tlenkowa. Im więcej uzyskanych powierzchni stykowych, tym mniejsza rezystancja stykowa. Następne zadanie polega na zapewnieniu długotrwałego i stabilnego połączenia łączonych elementów (połączenie śrubowe musi wytrzymać ponad 50 lat). Ponieważ śruba stykowa bezpośrednio styka się z elementem przewodzącym prąd elektryczny, dochodzi do zmieniających się w czasie oddziaływań prowadzących do chemicznego lub mechanicznego uszkodzenia przewodzących powierzchni stykowych.

Jaka śruba stykowa jest właściwa?

Aby dobrać właściwą śrubę stykową do połączenia przewodów kablowych, należy rozważyć kilka kryteriów. W pierwszym rzędzie należy rozróżnić przewody gołe oraz izolowane. Do przewodów gołych wystarczy wykorzystać zwykłą śrubę dociskową, podczas gdy do przewodów izolowanych konieczne jest wykorzystanie śruby frezującej. Jej zadaniem jest najpierw wyfrezowanie warstwy izolacyjnej przewodu, a następnie zapewnienie właściwej siły docisku. Należy również rozważyć, czy śruba ma mieć prosty sztyft gwintowy, czy też łeb urywalny. Jeżeli część śruby stykowej może wystawać po montażu poza powierzchnię złączki stykowej oraz gdy monter potrafi zapewnić właściwy moment dokręcenia śruby (za pomocą klucza dynamometrycznego lub na podstawie swojego doświadczenia), to można bez problemu wykorzystać zwykłą śrubę stykową bez łba urywalnego. Wybór śruby stykowej z łbem urywalnym będzie właściwy, gdy po montażu śruba nie może zbytnio wystawać poza powierzchnię zewnętrzną złączki kablowej lub gdy monter nie jest w stanie zapewnić właściwego momentu dokręcania śruby. W przypadku śrub z łbem urywalnym należy jeszcze określić liczbę miejsc urwania śruby, która zależy od zakresu przekrojów przewodów w kablu jak również od dopuszczalnej wysokości wystawania śruby po urwaniu łba. Następna możliwość doboru śrub stykowych z łbem urywalnym polega na wyborze pomiędzy śrubą odkręcalną i nieodkręcalną. Z jednej strony śruba odkręcalna wykazuje zaletę w postaci możliwości jej odkręcenia po błędnym montażu; z drugiej strony jej niewątpliwą wadą jest fakt, że po jej wykręceniu i ponownym dokręceniu osadza się ona na tym samym zdeformowanym już miejscu. W takim przypadku uzyskane połączenie będzie gorsze od połączenia z miejscem niezdeformowanym, ponieważ na plastycznie zdeformowanej powierzchni przewodu nie uda się już zapewnić tak dobrej powierzchni stykowej.

W przypadku śrub stykowych z więcej niż jednym punktem urywania łba należy rozróżnić, czy urwanie łba śruby jest określone narzędziem dokręcającym, czy też geometrią samej śruby. Po urwaniu łba na powierzchni zerwania pozostaje otwór, co dla zakresu średniego napięcia może prowadzić do powstawania szkodliwych dla izolacji wyładowań niezupełnych. Zaleta tego typu śruby polega na tym, że największy moment dokręcania przyporządkowany jest największemu przekrojowi przewodu, podczas gdy w przypadku gdy miejsce urwania jest zdeterminowane geometrią śruby, największy moment dokręcania odpowiada za najmniejszy przekrój przewodu.

Cały artykuł znajdziesz w "Fastener" 1/2015 - czytaj więcej!