Témata
Reklama

Spojovací součásti a jejich uplatnění ve strojírenské výrobě

16. 06. 2004

Významný podíl součástkové základny strojírenských výrobků tvoří spojovací součásti. Jejich uplatnění je jak v oblasti spojů rozebíratelných, tak i nerozebíratelných. Požadavek na zproduktivnění jejich výroby byl základním předpokladem k jejich technické normalizaci, tedy k tvorbě technických norem pro jednotlivé druhy.

Původní podnikové technické normy spojovacích součástí přerostly rámec organizací a přešly na úroveň norem oborových, národních a posléze mezinárodních. Tyto mezinárodní technické normy (ISO)jsou v posledních letech uplatněny i jako technické normy evropské (EN, EN ISO).
Technická komise ISO/TC 2 "Spojovací součásti" postupně vytvořila systém technických norem, který spočívá v jejich vzájemné vazbě. Každá rozměrová technická norma má odkazy na další technické normy - mechanických vlastností, zkoušení, tolerancí, materiálů a základních prvků, které garantují schopnost vzájemné zaměnitelnosti a formu rozhraní mezi ostatními spojovacími součástmi nebo se spojovanými komponenty. Kromě zmíněných odkazů to mohou být údaje o závitech, požadavcích na přenos otáčivého pohybu, provedení hlavy, přechod mezi hlavou a dříkem, průměry děr, konce šroubů atd.
Uvedený systém je postupně rozšiřován o další technické normy požadavků zákazníků na specifické vlastnosti. Navíc mohou být normalizovány i nové základní vlastnosti, vymezující nově požadované funkce spojovacích součástí.
Reklama
Reklama

Struktura systému technických norem spojovacích součástí

Základní technické normy spojovacích součástí se zabývají charakteristikou aplikovatelnou na mnoho dalších produktů, jako jsou třídy vlastností, zkoušení, tolerancí, povlaků, základních prvků atd.
Po několik let se stále častěji jako alternativa vedle elektrolyticky vyloučených povlaků využívá neelektrolyticky nanášených povlaků ze zinkových mikrolamel. Komise ISO/TC 2 byla požádána, aby zpracovala všechny nezbytné požadavky na tyto povlaky, které pak publikovala jako ISO 10 683 v roce 2000. Jednou z předností neelektrolyticky nanášených povlaků ze zinkových mikrolamel je absence rizika vodíkové křehkosti, která může způsobit problémy při elektrolytickém vylučování povlaků, zejména pokud jsou předtím součásti kaleny a popouštěny na vysokou pevnost. Na zjištění vodíkové křehkosti bylo nahlíženo jako na značný problém, a proto ISO/TC 2/SC 1 vypracovala ISO 15 330, která pomáhá nalezení jeho řešení v dodavatelsko-odběratelských vztazích.

Šrouby s vnitřním hexalobulárem

Vedle vnitřních šestihranů a křížových drážek byly normalizovány další prvky pro přenos otáčivého pohybu šroubů, vnitřní hexalobulár, jemuž byla přiřazena značná důležitost během posledních několika let. Následně byly vypracovány technické normy ISO několika typů šroubů s tímto prvkem. ISO 14 580 a ISO 14 583 až po ISO 14 587, týkající se metrických šroubů a šroubů do plechu, by mohly nahradit doposud užívané šrouby s křížovými drážkami v případech lepšího přenosu otáčivého pohybu nebo delší životnosti montážních nástrojů. V některých případech je výška hlavy šroubů s vnitřním hexalobulárem nepatrně zvětšena z důvodu zvýšení meze pevnosti. Proto byla také v roce 2003 zahájena revize normy prvku vnitřního hexalobuláru, neboť využívání v poslední době nabývá na významu, a bylo tudíž nutné zohlednit praktické zkušenosti s používáním a výrobou těchto součástí.
Pokud se týká šroubů s válcovou hlavou a vnitřním hexalobulárem (ISO 14 579), je jejich využití namísto šroubů s vnitřním šestihranem bez problému, protože tyto šrouby jsou vzájemně zaměnitelné. V tomto případě otázky schopnosti přenosu otáčivého pohybu nebo životnosti montážního nářadí nemají velký význam. Dokonce je známo, že montážní nářadí s aplikací na vnitřní hexalobulár má větší odolnost proti opotřebení právě z důvodu tvaru tohoto prvku.

Šrouby se šestihrannou hlavou a šestihranné matice s přírubou

ISO/TC 2 sjednotila řady norem ISO šroubů se šestihrannou hlavou a šestihranných matic s přírubou zpracováním norem pro spojovací součásti s jemným metrickým závitem. Navíc již byla publikována technická norma ISO šroubů se šestihrannou hlavou s přírubou a s hrubým závitem, které jsou podle výrobní třídy A, ve srovnání s dosavadními spojovacími součástmi, které jsou podle výrobní třídy kombinace A/B.

Šrouby s neztratitelnými podložkami

Šrouby s neztratitelnými podložkami s metrickým závitem ISO a se závitem do plechu právě tak jako ploché kruhové podložky byly také normalizovány. Tyto šrouby vycházejí jednak ze stávajících norem pro šrouby, šrouby do plechu a ploché kruhové podložky, ovšem mají zvláštní geometrické vlastnosti, které umožňují podložce stát se neztratitelnou po její kompletaci se šroubem. Proto může montážní sestava šroubu a podložky za běžných podmínek nahradit volný šroub a podložku. Jsou navzájem zcela zaměnitelné a mají identické mechanické a funkční vlastnosti.

Samovrtné šrouby se závitem do plechu

Jedná se o technické normy šroubů se závitem do plechu, které vyvrtávají vlastní díry v okamžiku spojování součástí. Mechanické a funkční vlastnosti těchto šroubů jsou specifikovány ve zvláštní technické normě ISO.
Samovrtné šrouby podle těchto norem mají totožnou geometrii (vyjma závrtného konce) a v podstatě také stejné hlavní mechanické vlastnosti jako šrouby do plechu s příslušným tvarem hlavy šroubu a dalšími vlastnostmi, a tudíž jsou schopny je plně nahradit.

Závitotvorné šrouby

Zatímco metrické šrouby běžně potřebují k vytvoření spoje matici nebo předvrtanou díru, závitotvorné šrouby tyto požadavky nemají. Mohou být k vytvoření místa spoje šroubovány přímo do obyčejné díry v komponentu, neboť tvářejí vlastní závit. V protikladu k ostatním metrickým šroubům tento typ šroubů není klasifikován třídou pevnosti, ale tvrdostí a pevností ve smyku, protože právě to jsou rozhodující funkční charakteristiky.

Trhací nýty

Trhací nýty jsou využívány v případech, kde je přístup k místu spojení možný pouze z jedné strany. Skládají se z těla nýtu a z trnu, který po snýtování vytváří hlavu nýtu na nepřístupné straně spoje. ISO/TC 2 rozhodla rozšířit řadu norem pro nejdůležitější trhací nýty, jmenovitě trhací nýty s předepsaným přetržením trnu. Tyto nýty jsou využívány s uzavřenými a otevřenými konci a jsou dostupné v mnoha materiálových kombinacích těl a trnů nýtu.
Nejprve byla vydána norma termínů a definic, následně norma zkoušení všech mechanických a funkčních vlastností. Dosud bylo publikováno 16 technických norem nýtů s otevřenými a uzavřenými konci.

Zkvalitňování stávajících technických norem ISO

Přestože technické normy ISO by měly představovat prvek stability, kterému může zákazník důvěřovat, je nutné čas od času zkontrolovat, zdali jsou stále plně vyhovující. Je zřejmé, že vývoj materiálů a technologií umožňuje vývoj spojovacích součástí dosahujících kvalitativně lepších parametrů a nových vlastností. Technická normalizace musí být vždy přizpůsobena tomuto vývoji. To byl také důvod, proč tři technické normy ISO, které byly považovány za základ spojovacích součástí, musely být revidovány. Jsou to technické normy mechanických vlastností šroubů vyrobených z oceli (ISO 898-1) a pro tolerance spojovacích součástí (ISO 4759-1 a -3). Navíc byly revidovány technické normy přejímací kontroly a elektrolyticky vyloučených povlaků. ISO 4753 pro konce šroubů byla nahrazena novými prvky, poskytující nové funkce spojovacích součástí.
Při revizi norem šroubů se šestihrannou hlavou, šestihranných matic a plochých kruhových podložek byly vzaty v úvahu zkušenosti získané z předcházejících vydání těchto norem.

Kdo má prospěch z norem ISO spojovacích součástí a kde jsou jejich problémy?

Část otázky může být zodpovězena pohledem do pracovních skupin, které technické normy vypracovávají.
V první řadě je práce na technických normách v ISO/TC 2 realizována výrobci spojovacích součástí. Na této práci se podílí pouze několik expertů ze strany uživatele či akcionáře (dealer/distributor v zastoupení výrobce).
Mezi širokou řadou uživatelů je to právě automobilový průmysl, který hraje hlavní roli při stanovování požadavků, a výrobci, kteří jsou si vědomi toho, co automobilový průmysl (ale také ostatní průmyslová odvětví) od technické normalizace očekává.
To je důvod, proč technická normalizace spojovacích součástí funguje uspokojivě i přesto, že uživatelé jsou zastoupeni v nižším počtu.
Za těchto okolností není zarážející, že většina návrhů nových norem ISO nebo revize stávajících je urgována především automobilovým průmyslem nebo vzniká se zřetelem na požadavky plynoucí z tohoto průmyslu. Pro ostatní by se dalo říci: "Co je dobré pro automobilový průmysl, je vyhovující i pro jiná odvětví." Automobilové společnosti vykazují cílený zájem o technické normy ISO. Pohled do zemí, ve kterých byly národní technické normy nahrazeny technickými normami mezinárodními, svědčí o tom, že tato změna vytvořila předpoklad pro využití spojovacích součástí podle technických norem ISO v automobilovém průmyslu. To není bohužel vždy případ ostatních odvětví v průmyslu, a to ze tří hlavních důvodů:
Přeměna z existujících národních technických norem na technické normy ISO nutí uživatele vynaložit vysoké organizační a logistické výdaje, protože spojovací součásti jsou využívány na všech místech na světě a mnoho z nich vyžaduje konstrukční změny.
Produkty podle norem ISO nejsou vždy dosažitelné, alespoň ne za rozumnou či akceptovatelnou cenu, a proto jednotliví uživatelé nemají odpovídající ekonomický "vliv" na ovlivnění trhu.
Mnoho uživatelů spojovacích součástí není informováno o existenci nových norem. Neustále poptávají spojovací součásti vyrobené podle původních norem (obecně podle národních norem), protože nejsou informování o skutečnosti, že technické normy ISO již národní technické normy nahradily.
Zkušenosti z posledních několika let ukazují, že proces přeměny produktů vyráběných podle technických norem ISO potrvá ještě dlouhou dobu. Přesto výsledek systematických revizí technických norem ISO jednoznačně dokazuje, že jsme na správné cestě. Převažující většina členských zemí vytvořené technické normy ISO schválí, pouze v několika případech jsou technické normy ISO zamítnuty, a to díky nedostatečné relevantnosti požadavků trhu.
Všechny citované mezinárodní technické normy byly vydány paralelně jako evropské technické normy CEN/TC 185 "Mechanické spojovací součásti se závitem a bez závitu a příslušenství", a tudíž byly zavedeny do soustavy ČSN.
Ing. Jaroslav Janák
Jaroslav Skopal
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 40634
Datum: 16. 06. 2004
Rubrika: ČNI / EU a normalizace
Autor:
Firmy
Související články
Česká republika na zasedání ISO v Riu

Ve dnech 8. až 12. září se v Riu de Janeiro konalo 37. plenární zasedání ISO (ISO General Assembly), kde se role hostitele ujal brazilský normalizační institut ABNT.

Trendy a výhledy v oblasti české technické normalizace

90 let, které v roce 2012 slaví technická normalizace v českých zemích, skýtá velikou příležitost nejen pro bilancování let minulých, ale dává také skvělou možnost k zamyšlení se nad budoucím směřováním technické normalizace v České republice a k formulování priorit pro další období.

Stroje v pohybu – Autonomní studentská formule

Prostřednictvím našich článků už jsme vám na stránkách časopisu představili mezinárodní soutěž Formula Student a také několik týmů z českých technických univerzit, jež se do ní každoročně zapojují s vlastnoručně postavenými závodními auty. Tentokrát bude řeč o novince – prvním českém samořiditelném monopostu, s nímž se tým eForce z ČVUT účastní této soutěže v nové kategorii Driverless.

Související články
Fórum výrobních průmyslníků

Jak máte obsazeny výrobní kapacity pro druhé pololetí roku 2021 (příp. ve srovnání se stejným obdobím roku předešlého), co tento stav nejvíce ovlivňuje a jak odhadujete výhledy ohledně svých zakázek pro rok 2022?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Fórum děkanů strojních fakult

Zanedlouho začne nový akademický rok, který s sebou, v souvislosti reflexe poznání předchozího covidového období, přinese mnoho změn v přístupu nejen ve výuce, ale i ve fungování vzdělávacích institucí jako takových. Mohli byste prosím uvést, na které novinky a inovace se mohou studenti vaší fakulty těšit?

Ovlivní státní dluh růst české ekonomiky?

Národní rozpočtová rada jako nezávislý odborný orgán vyhodnocuje, zda stát a další veřejné instituce dodržují pravidla rozpočtové odpovědnosti daná zákonem. Český státní dluh zaznamenal razantní propad a letos dosáhl více než 400 miliard korun. Zda se deficit bude prohlubovat, nebo konsolidovat, a jaké dopady to může mít na českou ekonomiku, jsme diskutovali s předsedkyní Národní rozpočtové rady Evou Zamrazilovou.

Automatizace výroby a kontrola kvality

Stejně jako rostou požadavky na přesnější a efektivnější výrobní procesy, rostou velmi výrazně i požadavky na kvalitu produktu. Kvalita produktu je sledována již od prvopočátku, kdy je za každý vstupní komponent zodpovědný výrobce a dodavatel.

Abeceda komunikace
(nejenom) pro strojaře,
Část 4. Přijímací pohovor bez stresu

Člověk je tvor společenský a komunikace je jeho stěžejní dovednost. Komunikujeme proto, aby se něco stalo. Aby se naplnil náš záměr. Ať už chceme někoho pobavit, poučit, informovat, nebo přimět ke spolupráci, potřebujeme, aby nám rozuměl. Cílem úspěšné komunikace je dosáhnout určitého efektu. Aby se tak stalo, musíme použít správný obsah, formu, ale i správné načasování. Hranice mezi úspěchem a neúspěchem je velmi často daná právě (ne)schopností komunikovat. Ve spolupráci s odbornicí na strategickou komunikaci Mirkou Čejkovou pro vás připravujeme seriál, který, jak věříme, bude inspirací pro zlepšení vašich komunikačních dovedností.

MM Podcast: Glosa - Osvobozující léčivá moc

Vedou-li naše kroky po široké cestě a neusilujeme-li vstoupit úzkými dveřmi do těch míst, kam je třeba navzdory překážkám dojít, záhy zjistíme, že nám něco zásadního v životě chybí. Musíme se ale v pragmatické rovině o sebe postarat sami, neboť státní zřízení tak neučiní, a dosluhující vláda již vůbec ne. Ta aktuálně finišuje svůj předvolební boj o skupování hlasů. Stále ani 30 let po změně režimu neumíme žít v kapitalismu, nedokážeme jasně dát najevo svoji nespokojenost. Nadále stojíme ve vichřici, sklápíme hlavu, oklepeme se a říkáme si, že by mohlo být ještě hůř. Nevystoupíme ze své komfortní zóny, kde je nám dobře a odkud pobízíme ostatní, aby to udělali za nás. Bouchněme pěstí do stolu a snažme se stopnout maškarní ples za vypůjčené peníze v pronajatém sále.

Svět zpoza volantu zatraceně rychlého náklaďáku

Sednout za volant, nastartovat, přidat plyn a ten držet na podlaze, pokud to jde. Šílená rychlost, mraky prachu za autem, to jsou atributy závodění, jak jej vidí spousta příznivců Rallye Dakar. V něm drží nepřehlédnutelnou roli klan Lopraisů. Ti starší si budou pamatovat na Karla Lopraise, Monsignora Dakar, který výrazně vstoupil do davu kamionů a dokázal pokořit i firemní flotily.

MM Podcast: Glosa - Ocelové město zní ocelovým tónem

Průmysl v podstatě ničím netrpěl, „pouze“ mu chyběli lidé. Nyní chybí i materiál a kvůli čipům stojí i automobilky. Nějak se nám ta přehřátá ekonomika zadrhla. Fungovala na vysoké obrátky, než covid zapůsobil jako vhozený písek do soukolí. Nastala řetězová reakce. Do ekonomiky zasáhli investoři, jejichž cílem bylo kompenzovat ztráty zvýšením cen nedostatkového materiálu. Stačí se podívat na železo. Není ho nedostatek, pece již dávno jedou na plný plyn, ale patří těm, kteří spekulují s cenou.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu automatizace obslužných procesů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.

Tlak na zvyšování produktivity a další faktory související s cenou práce či nedostatkem pracovní síly přiměly mnoho výrobců automatizovat své výrobní procesy. Většina obslužných procesů, jako je upínání, paletizace, kontrola kvality a další úkony (třídění, odvoz, balení), probíhá ve vedlejších časech.


I tyto procesy lze optimalizovat, zefektivnit anebo částečně automatizovat. Jaké produkty, systémy či služby zvyšující efektivitu obslužných výrobních procesů nabízí vaše společnost?

MSV ve znamení technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i tvůrci nejrůznějších sofistikovaných technologií. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Ing. Michala Badina, ze společnosti TOX Pressotechnik, Mgr. Tomáše Kašpárka ze společnosti Bossard CZ a Ing. Aleše Zapletala ze společnosti Raveo.

Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače do CMS

Na rozdíl od stávajících dvoukomorových dávkovačů se šoupátkovými rozváděči, např. zn. Lincoln, jsou nové jednokomorové dávkovače řady 2D a 2DD nesrovnatelně jednodušší. Nový princip plnění dávkovacích komor prostřednictvím dvojice jednosměrných ventilů V1-V2 v sobě skrývá potenciál uspokojit poptávku po levném mazání tukem i pro běžné stroje a strojní zařízení. S tím byla odborná veřejnost seznámena v článku MM Průmyslové spektrum 11/2018, nazvaném Nová koncepce dvoupotrubních CMS.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit