fot. Istock

W procesie projektowania inżynier ustawia zakres napięcia wstępnego złącza tak, aby części nie otwierały się ani nie zaczęły się ślizgać, a granica plastyczności nie została przekroczona na żadnej z części, jak pokazano na rys. 1. Współczynniki tarcia są częścią obliczeń służących do znalezienia nominalnego momentu obrotowego potrzebnego do uzyskania prawidłowego napięcia wstępnego.

Obszar styku śruby jest spłaszczony podczas pierwszej operacji dokręcania z powodu chropowatości powierzchni i nieregularności. To, co dzieje się podczas ponownego użycia śruby, to wzrost tarcia z powodu większej powierzchni styku generowanej przy pierwszym dokręceniu. Oznacza to, że potrzeba wyższego momentu dokręcania, aby osiągnąć takie samo napięcie wstępne, jakie istniało podczas pierwszego dokręcania. Jeśli zamiast tego zostanie użyty taki sam, początkowo zalecany moment dokręcania podczas ponownego użycia, w rezultacie uzyskuje się mniejsze napięcie wstępne.

Wykres na rys. 2 przedstawia śrubę M12 klasy 8.8, którą dokręcono po raz pierwszy, a następnie użyto jej ponownie bez smarowania. Zakres napięcia wstępnego projektanta zaznaczono na niebiesko. Pierwsze dokręcenie jest wyraźne w tym zakresie i wszystko działa dobrze. Jednak ze względu na efekt tarcia przy pierwszym ponownym użyciu łącznika potrzebny jest wyższy moment dokręcania, aby uzyskać wymagane napięcie wstępne. Przykładem może być maszyna, która działa dobrze, ponieważ pochodzi od producenta. Wtedy pierwszy przegląd konserwacyjny wykonywany jest np. po roku. Gdy śruba jest ponownie używana zgodnie z instrukcjami producenta i dokręcona do poziomu, który uważa się za prawidłowy moment obrotowy, osiągane napięcie wstępne jest poniżej zakresu pierwotnie określonego przez inżyniera. Wtedy pojawiają się problemy. Napięcie wstępne jest zbyt niskie, a części mogą zacząć się ślizgać, co oznacza, że połączenie poluzuje się
i/lub śruba pęknie.

Wniosek

Ponowne użycie połączeń śrubowych bez odpowiedniego smarowania jest sporym wyzwaniem. Może być kuszące, aby nie używać smaru, aby zaoszczędzić czas, lub może być to niemożliwe ze względów higienicznych. Należy jednak pamiętać, że spadek napięcia wstępnego między pierwszą instalacją a pierwszym ponownym użyciem bez smarowania może być bardzo duży. Oznacza to, że nie można dokładnie przewidzieć osiągniętego napięcia wstępnego. Jeśli nie jest stosowane smarowanie, bezpieczniej byłoby wymieniać elementy złączne za każdym razem, zamiast używać ich ponownie. Jeśli elementy złączne mają być ponownie użyte, zdecydowanie zaleca się użycie dobrego, jednolitego smaru. Bardzo ważne jest, aby śruby zostały ponownie wyczyszczone i nasmarowane tym samym smarem. Spowoduje to przywrócenie warunków tarcia do ich pierwotnego poziomu i utrzymanie obciążenia zacisku we wstępnie zdefiniowanym zakresie (rys. 3).

Przed zastosowaniem smarowania należy upewnić się, że moment dokręcania jest dostosowany do nowych warunków i wartości tarcia.

Rys. 1. Dokręcanie bez smarowania

Rys. 2. Śruba M12 klasy 8.8, którą dokręcono po raz pierwszy, a następnie użyto jej ponownie bez smarowania

Rys. 3. Śruby zostały ponownie wyczyszczone i nasmarowane tym samym smarem, co powoduje przywrócenie warunków tarcia do ich pierwotnego poziomu