Pięć błędów montażowych w układach śrubowych i ich skutki

Nieprawidłowy montaż układu śrubowego może prowadzić do zwiększenia luzów, nierównej pracy i szybszego zużycia elementów. Dotyczy to m.in. śrub i nakrętek trapezowych, w przypadku których istotne są współosiowość, prawidłowe łożyskowanie, mocowanie oraz smarowanie. W artykule omawiamy 5 częstych błędów montażowych i ich skutki.

Dlaczego brak współosiowości powoduje szybsze zużycie śruby i nakrętki?

Śruba i nakrętka powinny pracować w prawidłowo ustawionej osi. Brak współosiowości może powodować dodatkowe obciążenia poprzeczne i momenty zginające, które zwiększają obciążenie powierzchni współpracujących. W efekcie kontakt pomiędzy śrubą a nakrętką może być nierównomierny, a zużycie może postępować szybciej.

Problem jest szczególnie istotny w układach liniowych. Obciążenia poprzeczne powinny być w nich przejmowane przede wszystkim przez prowadnice, a nie przez parę śruba–nakrętka. Przekoszenie może objawiać się zwiększonym oporem ruchu, drganiami, hałasem, a w skrajnych przypadkach również zakleszczaniem.

W przypadku śrub trapezowych i nakrętek trapezowych nieprawidłowe ustawienie może powodować nierównomierne zużywanie powierzchni gwintu nakrętki. Dotyczy to zarówno nakrętek z brązu, jak i modeli wykonanych z tworzyw technicznych.

Na niewielkie odchyłki pomiędzy napędem a śrubą pozwalają odpowiednio dobrane sprzęgła kompensacyjne, np. mieszkowe. Nie zastępują one jednak prawidłowego ustawienia całego układu.

Jak nieprawidłowe łożyskowanie wpływa na pracę układu śrubowego?

Sposób łożyskowania śruby ma wpływ na jej stabilność, przenoszenie obciążeń osiowych oraz dokładność pracy całego układu. W zależności od konstrukcji stosuje się między innymi węzeł ustalający, który przejmuje obciążenia osiowe, oraz węzeł podporowy.

Błędem może być zarówno niewystarczające ustalenie osiowe, jak i nieprawidłowe rozmieszczenie lub dobór łożysk. Nadmierne ograniczenie możliwości kompensacji wydłużeń cieplnych może powodować dodatkowe naprężenia. Z kolei zbyt duży luz w węźle łożyskowym może zwiększać luz osiowy całego układu i pogarszać dokładność pozycjonowania.

W zespołach liniowych wykorzystuje się między innymi bloki łożyskujące w konfiguracji ustalającej i podporowej. Ważne jest także prawidłowe wykonanie czopów pod łożyska oraz zachowanie współosiowości względem osi śruby.

Dotyczy to różnych rodzajów śrub napędowych, jednak konkretne wymagania zależą od konstrukcji. Śruby trapezowe mają inne właściwości i zastosowania niż np. śruby kulowe, dlatego elementy łożyskowania należy dobierać do konkretnego rozwiązania.

Czym grozi niewłaściwe dokręcenie mocowania nakrętki?

Nieprawidłowe dokręcenie mocowania nakrętki może wpłynąć na jej położenie względem śruby, zwiększyć opory ruchu lub powodować powstawanie luzów. Szczególną uwagę należy zwrócić na nakrętki mocowane za pomocą kołnierza.

Zbyt mocne i nierównomierne dokręcenie może odkształcić korpus nakrętki i zmienić sposób współpracy powierzchni gwintu. Jest to szczególnie istotne w przypadku nakrętek trapezowych wykonanych z brązu lub tworzyw technicznych, które mogą mieć mniejszą sztywność niż elementy stalowe.

Z kolei zbyt słabe dokręcenie może prowadzić do przemieszczania się nakrętki podczas pracy, luzowania połączenia oraz powstawania stuków przy zmianie kierunku ruchu.

Śruby mocujące należy dokręcać równomiernie, najlepiej etapami i zgodnie z zalecanym momentem dokręcania.

W zależności od konstrukcji można zastosować różne nakrętki trapezowe, między innymi modele z brązu z kołnierzem, nakrętki cylindryczne czy elementy wykonane z tworzyw technicznych. Sposób mocowania powinien być dopasowany do konkretnego typu nakrętki.

Jak zanieczyszczenia i nieprawidłowe smarowanie przyspieszają zużycie gwintu?

Zanieczyszczenia znajdujące się na powierzchni śruby mogą działać jak materiał ścierny i przyspieszać zużycie śruby oraz nakrętki. Wióry, opiłki, pył, piasek czy produkty korozji mogą rysować powierzchnie gwintu i zwiększać opory ruchu.

Znaczenie ma również odpowiednie smarowanie. Właściwie dobrany środek smarny ogranicza tarcie i pomaga zmniejszyć zużycie powierzchni współpracujących. Jego brak może prowadzić do wzrostu temperatury, zwiększenia oporów i szybszego zużywania elementów.

W przypadku śrub trapezowych i nakrętek trapezowych sposób smarowania powinien uwzględniać materiał obu elementów. Inne wymagania może mieć para stal–brąz, a inne śruba współpracująca z nakrętką z tworzywa technicznego.

Nadmiar środka smarnego również nie zawsze jest korzystny. W środowisku, w którym występuje dużo pyłu lub wiórów, może sprzyjać ich przywieraniu do powierzchni gwintu i powstawaniu warstwy ściernej.

Przed montażem należy oczyścić śrubę i nakrętkę oraz sprawdzić powierzchnie współpracujące pod kątem zadziorów, uszkodzeń i śladów korozji. W miejscach narażonych na wióry lub pył warto zastosować dodatkową ochronę śruby, np. mieszek.

Dlaczego zużytej nakrętki nie warto łączyć z nową śrubą?

Śruba i nakrętka tworzą współpracującą parę, dlatego zużycie jednego z elementów może wpływać na pracę drugiego. W czasie eksploatacji powierzchnie gwintu ulegają stopniowemu zużyciu, co może prowadzić do zwiększenia luzu i pogorszenia dokładności ruchu.

Dotyczy to również śrub trapezowych i nakrętek trapezowych. W wielu zastosowaniach nakrętka wykonana z brązu lub tworzywa technicznego zużywa się szybciej niż stalowa śruba. Zwiększający się luz nakrętki może być sygnałem, że para wymaga kontroli lub wymiany.

Zastosowanie nowej śruby ze znacznie zużytą nakrętką nie zawsze pozwala przywrócić pierwotne parametry układu. Nowy element może pracować w nieprawidłowo zużytej geometrii, co może przyspieszać jego zużycie.

Przy znacznym zużyciu pary śruba-nakrętka warto rozważyć wymianę obu elementów. Jest to szczególnie istotne w układach, w których wymagane są odpowiednia dokładność pozycjonowania i niewielki luz.

W przypadku wymiany należy również zwrócić uwagę na właściwy dobór pary. Nie każda nakrętka pasuje do każdej śruby. Dotyczy to między innymi średnicy, skoku, kierunku gwintu, materiału oraz konstrukcji nakrętki.

Jak rozpoznać skutki błędów montażowych w pracy układu?

Objawy pojawiające się podczas pracy mogą wskazywać na konieczność kontroli poszczególnych elementów układu.

Błąd montażowy	Objaw w pracy	Możliwy skutek
Brak współosiowości	Zwiększony opór, drgania, hałas	Nierównomierne zużycie śruby i nakrętki
Nieprawidłowe łożyskowanie	Luz osiowy, pogorszenie dokładności pozycjonowania	Dodatkowe obciążenia i szybsze zużycie
Niewłaściwe dokręcenie nakrętki	Wzrost oporu ruchu lub stuki	Odkształcenie nakrętki albo jej przemieszczanie
Zanieczyszczenia i niewłaściwe smarowanie	Hałas, nierówna praca, wzrost oporów	Ścieranie powierzchni i ryzyko zatarcia
Zużyta nakrętka połączona z nową śrubą	Wyczuwalny luz, pogorszenie dokładności	Przyspieszone zużycie nowej śruby

Nie każdy z tych objawów jednoznacznie wskazuje konkretny błąd montażowy. W przypadku zwiększonego luzu, hałasu czy oporu ruchu warto sprawdzić jednocześnie współosiowość, łożyskowanie, mocowanie nakrętki oraz stan powierzchni gwintu.

Podsumowanie

Prawidłowy montaż układu śrubowego wpływa na trwałość śruby, nakrętki oraz pozostałych elementów napędu. Najczęstsze problemy mogą wynikać z niewłaściwego ustawienia osi, błędnego łożyskowania, nieprawidłowego mocowania nakrętki, zanieczyszczeń lub nieodpowiedniego smarowania.

W przypadku śrub trapezowych i nakrętek trapezowych znaczenie ma również prawidłowy dobór współpracującej pary. Nakrętki mogą być wykonane między innymi z brązu lub tworzyw technicznych i występować w różnych wariantach konstrukcyjnych, np. z kołnierzem lub w wersji cylindrycznej. Dobór rozwiązania powinien uwzględniać obciążenie, sposób mocowania, prędkość ruchu oraz warunki pracy.

W ofercie Atlantis dostępne są śruby trapezowe oraz dopasowane nakrętki trapezowe. Stali kontrahenci mogą składać zamówienia przez platformę B2B Atlantis. W przypadku nietypowych wymagań dotyczących wymiarów, materiału lub obróbki warto skonsultować dobór elementów z działem technicznym.

Źródło grafiki: Materiał na licencji Partnera