Skip to main content

© BizNews. Wszelkie prawa zastrzeżone


Jak dobrać odpowiednią śrubę i nakrętkę trapezową?

śruby trapezowe
 |  Artykuł partnera  |  Przemysł

Na co dzień stosuje się głównie trójkątne gwinty metryczne. Są one doskonałym rozwiązaniem dla połączeń spoczynkowych. W przemyśle spotyka się także połączenia śrubowe ruchowe, których zadaniem jest przenoszenie czasem bardzo dużych obciążeń. W takim przypadku zaleca się stosowanie śrub trapezowych. Jeśli jednak zagłębić się w ten temat, istnieją dwa rodzaje takich części maszyn. W jaki sposób zatem wybrać optymalne połączenie śrubowe trapezowe?

Czym są śruby trapezowe?

Istnieje kilka rodzajów gwintów stosowanych w technice. Najczęściej spotyka się gwint trójkątny metryczny, ponieważ świetnie sprawdza się on w połączeniach statycznych, czyli łączeniu kilku elementów na stałe. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w mechanizmach śrubowych, wykonujących określoną pracę. W takim przypadku bardzo ważna jest wytrzymałość połączenia, czyli zdolność przenoszenia dużego obciążenia.

Najlepszym rozwiązaniem byłby gwint prostokątny. Jednak cechuje się on jedną, ale bardzo istotną wadą: ulega bardzo szybkiemu zużyciu. Dlatego też w praktyce zastosowanie znalazły śruby trapezowe o nieco mniejszej sprawności, ale za to bardziej żywotne. Pochylenie ścianki gwintu pod kątem 15° (kąt między sąsiednimi zębami wynosi wtedy 30°) istotne jest w szczególności po stronie przenoszącej duże obciążenie. Takie rozwiązanie nazwano gwintem trapezowym symetrycznym. Tymczasem niektóre urządzenia, jak prasa śrubowa, pracuje tylko w jednym kierunku (ruch powrotny nie powoduje dużych obciążeń połączenia). W takim przypadku jedna strona zęba wykonywana jest pod kątem 3°, przypominając bardziej gwint prostokątny. Takie rozwiązanie nazywane jest gwintem trapezowym niesymetrycznym.

Zastosowanie śrub trapezowych

Łącząc pracujące części maszyn, stosuje się połączenie ruchome złożone ze śruby trapezowej oraz nakrętki o odpowiadającym jej gwincie. Tego typu połączenie charakteryzuje się możliwością przenoszenia dużych obciążeń dzięki stosunkowo dużej powierzchni styku. Z tego powodu mechanizm śrubowy stosowany jest w:

  • Prasach śrubowych, gdzie służą do przenoszenia nacisku nawet kilku ton.
  • Tokarkach, frezarkach i szlifierkach w postaci śrub pociągowych do nastawiania pozycji narzędzi obrabiających. Wyróżnić w tym przypadku można mechanizmy śrubowe napędzane mechanicznie, ręcznie oraz mieszane. Te ostatnie pozwalają na szybki dosuw mechaniczny oraz precyzyjne dostawienie narzędzia ręcznie.
  • Zasuwy i śluzy, które napędzane są głównie mechanicznie, a w przypadku awarii prądu istnieje możliwość otwarcia ich ręcznie.

Zastosowanie połączeń trapezowych w przemyśle jest znacznie szersze. Jest to bowiem uniwersalne rozwiązanie umożliwiające uzyskiwanie różnych efektów w zależności od zamocowania mechanizmu. Wyróżnić można części maszyn wykorzystujące obrót i przesuw śruby trapezowej przy nieruchomej nakrętce. W przypadku śrub pociągowych najczęściej wykorzystywany jest przesuw nakrętki w czasie obrotu śruby. Jednak w razie potrzeby możliwe jest zastosowanie także innych rozwiązań technicznych.

Jak dobrać śruby trapezowe do danych części maszyn?

Obliczenie gwintu trapezowego polega przede wszystkim na sprawdzeniu samohamowności gwintu w ruchu i w czasie rozruchu czy wytrzymałość na ścinanie. Istotny jest także materiał, z jakiego zostanie ona wykonana, jej całkowita długość czy odległość punktów podparcia (łożysk). Duże znaczenie pod kątem przenoszonego przez połączenie obciążenia ma długość nakrętki. Ta wartość odpowiada również za dokładność przesuwu. Mając wszystkie dane, można wyliczyć minimalne parametry śruby trapezowej, takie jak:

  • Skok gwintu
  • Średnica nominalna gwintu śruby
  • Średnica nominalna gwintu nakrętki
  • Promień zaokrąglenia wierzchołków zwojów w śrubie i nakrętce

Na szczęście większość parametrów jest znormalizowana, więc wystarczy wybrać najmniejszy rozmiar gwintu spełniający wyliczone wymagania wymiarowe. Śruby trapezowe oznaczane są skrótem Tr, po czym następuje podanie ich średnicy oraz skoku.

W przypadku części maszyn przemysłowych warto stosować śruby i nakrętki wykonane z wytrzymałych i trwałych materiałów, najlepiej od uznawanych producentów. Ewentualna awaria urządzenia, związana ze zbyt słabym elementem, oznacza bowiem przestój produkcji oraz potrzebę wzywania serwisu.

W urządzeniach precyzyjnych nakrętki i śruby muszą być dodatkowo skalibrowane po każdej ich wymianie. Istotna jest także w takim przypadku właściwa konserwacja mechanizmów śrubowych oraz kompensacja luzów, gdy tylko takie się pojawią na skutek zużycia.