Mazacie pasty pre bežné skrutkové spoje

Skrutkový spoj má svoje špecifikácie. Počas celého priebehu uťahovania je skrutkový spoj namáhaný na ťah, krútenie a prípadne na ohyb. S narastajúcim predpätiím sa zvyšuje tlak v kontaktných plochách.

Z týchto základných predpokladov je potrebné vychádzať pri voľbe maziva pre bežné skrutkové spoje.

Existujú viaceré mazacie pasty, u ktorých je uvedené, že majú nízky súčiniteľ trenia. Nízky súčiniteľ trenia však samostatne nič negarantuje. Je potrebné zohľadniť akým spôsobom a podľa akej normy bol daný parameter meraný.

Súčiniteľ trenia nie je jedno číslo. Potrebné je poznať jeho priebeh a rozptyl v závislosti na zaťažení počas uťahovania skrutkového spoja.

Test súčiniteľa trenia v závite skrutkového spoja sa uskutočňuje podľa normy ČSN EN ISO 16047, ktorá ustanovuje podmienky pre uskutočnenie skúšok točivého momentu a upínacie sily u spojovacích súčastiach.

Hodnota trenia je uvedená výrobcom na základe iného spôsobu merania, napr. štvorguľôčkovým testom alebo testom Pin-on-Disc. Tieto hodnoty sú pre výpočet uťahovacieho momentu zavádzajúce.

Tieto testy nestanovujú trenie v závite ani pod maticou vrátane ich rozptylov. Nie je z nich možné odvodiť celkové trenie ani faktor utiahnutia, tzv. k-faktor.

Skutočná hodnota trenia, nameraná inou metódou ako podľa ČSN EN ISO 16047, je významne odlišná.

* Štvorguľôčkový test: Metóda merania súčiniteľa trenia pre oleje a mazivá. Hodnotí sa odolnosť maziva proti zaťaženiu a všeobecný ukazovateľ oderu. Delí sa na test zvarenia podľa normy ASTM D 2596 a test opotrebenia podľa normy ASTM D 2266.
** Pin-on-Disc : Meranie spočíva vo vytláčaní pevne uchyteného skúšobného telieska (PIN) v tvare guľôčky definovanou silou do skúšobnej vzorky (disk).

Často nás naši zákazníci kontaktujú s požiadavkami na výpočet uťahovacích momentov. Spojovací materiál si následne chcú uťahovať vlastnými silami a s použitím vlastného maziva.

S ohľadom na vyššie uvedené skutočnosti si u mazivách, s ktorýmmi nemáme historicky namerané dáta, uskutočňujeme kontrolné meranie súčiniteľa trenia vrátane rozptylu. Vďaka vlastnému laboratóriu, v ktorom meranie realizujeme v súlade s normou ČSN EN ISO 16047, máme následne k dispozícii presné a reálne údaje o súčiniteľoch trení jednotlivých mazív v celom rozsahu dovoleného zaťaženia skrutiek.

Na základe stoviek meraní, ktoré sme uskutočnili, môžeme vyhľasiť, že v mnoho prípadoch sa reálne údaje súčiniteľov trení líšia od tých, ktoré sú bežne dostupné v materiálových listoch. Rozdiely môžu dosahovať desiatky percent a často sú spôsobené práve rôznymi metódami meraní.

Pri samotnom uťahovaní prírubového spoja je potrebné vždy použíť rovnaké mazivo, ktoré bolo uvedené vo výpočte. V opačnom prípade môže prísť k preťaženiu alebo naopak k nedostatočnému utiahnutiu jednolivých skrutiek a k nedostatočnému alebo nadmernému stlačeniu tesnenia.

Powertorque LF Booster je tuhé mazivo v podobe pasty s nízkym a ustáleným súčiniteľom trenia, ktoré je určené pre bežnú montáž skrutkových spojov.

Po premiešaní sa mazivo nanáša štetcom na závity, podložky a čelá matíc či pod hlavy skrutiek. Medzi trecími plochami vytvára učinný mazací film oddelujúci od seba závit skrutky a matice. S narastajúcim tlakom na styčných plochách závitu a pod hlavou matice sa súčiniteľ trenia nemení, viď graf.

Skrutkové spoje sa štandardne uťahujú za studena. Teplotná odolnost mazív v skutočnosti udáva informáciu o schopnosti zaistiť následné povolenie skurtkového spoja. Test teplotnej odolnosti utiahnutého skrutkového spoja s pastou Powertorque LF Booster prebehol po jeho zahriatí na 600 °C a následnom ochladení.

Pre predstavu prikladáme porovnanie priebehov trení skrutiek nenamazaného, namazaného a skrutky utiahnutou s pastou Powertorque LF Booster.

Porovanie súčiniteľov trení mazacej pasty LF Booster, vysokoteplotnej pasty na báze kovov a skrutkového spoja bez maziva.

Z priebehov uvedených grafov vyplýva, že súčiniteľ trenia je u maziva Powertorque LF Booster stály v celom priebehu dovoleného zaťaženia skrutky, čo u štandardných pastách a mazivách na báze kovov nie je pravidlom. Koeficient trenia, ktorý sa v priebehu zaťaženia mení, nie je žiadúci.

So zhoršeným trením dochádza na styčných plochách závitov ku kontaktu kov na kov. Tento jav sa v skrutkovom spoji následne spôsobuje jeho zadieranie a dodatočne nežiadúcim efektom zaťažuje na krútenie. Pri uťahovaní potom nie je možné dosiahnuť požadovaného predpätia v skrutke.