Existuje obecný vzorec pro utahování šroubů založený na třídě pevnosti šroubu. Tato jednoduchá metoda je užitečná ve většině případů, zejména u krátkých šroubových spojů. U dostatečně dlouhých šroubových spojů, kde je deformace natolik významná, že ovlivňuje výkon, může být lepší provést analýzu a vypočítat předpětí pro dané podmínky. Právě to počítá Generátor šroubových spojů.
Výpočet šroubového spoje s předepnutím. Zatížení axiální nebo tečnou silou. Výpočet se provádí v metrických nebo anglických jednotkách: Nastavení normy ANSI udává, že se výpočet provede v anglických jednotkách (zahrnou se do něj také příslušné rozměry šroubů).
![]()
Vstupní parametry
| k | Součinitel těsnosti – u šroubového spoje s předpětím není vhodná mezera mezi materiály (například kvůli špatné kvalitě povrchu) a tento koeficient bezpečnosti se používá k tomu, aby mezera nevznikla. Součinitel těsnosti spoje k = 1 + Ψ ( dodatečný součinitel těsnosti Ψ = 0.5 - 1.5). Doporučená minimální hodnota je 1,2. |
F a | maximální pracovní axiální síla |
n | |
F t | maximální provozní tečná síla |
f | součinitel tření spoje (mezi propojenými materiály) |
z | počet šroubů |
d | průměr závitu |
p | Rozteč závitu |
d s | střední průměr šroubu |
d min | minimální průměr šroubu |
S y | Mez kluzu v tahu |
k s | koeficient bezpečnosti (Hodnota se volí dle požadované míry bezpečnosti spoje.) |
p A | povolený tlak v závitu (matice) |
E 1 | modul pružnosti šroubu |
f 1 | součinitel tření spoje mezi matkou a šroubem |
f 2 | součinitel tření spoje v kontaktním povrchu matky a šroubu |
L | šířka spojovaného materiálu |
E 2 | modul pružnosti spojovaného materiálu |
Vypočtené parametry
Program vypočítá geometrické rozměry šroubu na základě určeného jmenovitého průměru šroubu podle následujících výpočtů:
Minimální průměr závitu matice
D1 = d - 1.082531 p
Roztečný průměr závitu
d2 = d - 0.649519 p
Výpočet šroubového spoje:
Pracovní síla ve spoji - je dána axiální silou, musí zajistit přenos tečné síly třením spojovaných materiálů. Rovněž je ovlivněna požadavkem na těsnost vyjádřenou součinitelem těsnosti spoje.
F = Fa + Ft / f
Fmax = k / z * F
Předepínací síla – vychází z pracovní síly ve spoji, bere v úvahu pružnou poddajnost šroubů a přírub prostřednictvím konstant průtažnosti c n.
![]()
kde:
c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 | |
c 2 = n c 20 | |
|
| |
|
| |
pro ocel a = 10 | |
pro litinu a = 8 | |
pro hliník a jeho slitiny a = 6 |
Požadovaný utahovací moment - určen předepínací silou a ovlivněn koeficientem tření v závitech mezi maticí a šroubem a koeficientem tření v dosedací ploše matice nebo šroubu.
![]()
Vypočítané napětí ve šroubu v tahu
![]()
Vypočítané napětí ve šroubu v krutu
![]()
Redukované napětí ve šroubu
![]()
Napětí způsobené maximální silou zatěžující šroub
![]()
Vypočítaný tlak v závitu
![]()
Kontrola výpočtu - napětí ve šroubu při utahování spoje a za provozu (s ohledem na určenou bezpečnost spoje) a kontrola dovoleného tlaku v závitech.
σ red ≤ S y / k s a σ max ≤ S y / k s a p c ≤ p A