Skruvförband

Hjulen på en bil är fastsatta med hjälp av skruvförband. I det här fallet är fälgen fäst med tre av fyra muttrar.

Med skruvförband avses, inom konstruktion, förbindning av olika delar med hjälp av skruv. Det finns två typer av skruvförband, förspända och icke förspända.

Förbandstyper

I ett förspänt förband ges förbandet en förspänning ofta upp till 70-75% av skruvens sträckgräns. Denna förspänning bör vara så stor att den last förbandet sedan utsätts för aldrig överstiger förspänningskraften vilket innebär att de sammanfogade delarna aldrig separeras från varandra. Skruvförbanden bör förspännas med en axialkraft som är två till tre gånger större än den yttre lasten.[1]

I icke förspända förband tas lasten upp som dragspänning i skruvskaftet och skjuvspänning av gängorna. Ett icke förspänt förband används i första hand i rörliga förband av olika slag, och mutterlåsning krävs för att den inte skall lossna. Icke förspända förband är utomordentligt känsliga för utmattning.

Teori

Kraften som håller samman ett skruvförband kallas förspänning, som tillförs genom vridmoment hos skruvarna. Förspänningen är en procentsats av skruvens sträckgräns. När skruven dras åt sträcker den sig samtidigt som flänsen komprimeras, likt en fjäder. Denna axiella rörelse skapar en förlängning av skruven på grund av kombination mellan drag- och vridspänningar.[2] Skruvförbandet ska konstrueras på så vis att extern last påverkar skruvförbandets klämda delar som i sin tur fördelar lasten jämnt över skruvarna. Konstrueras förbandet på detta sätt kommer skruvarna inte utsättas för större kraft än förspänningskraften, såvida inte krafter överstiger förspänningskraften.

Konstruktion

Skruvförband (skruv, mutter och bricka)
Skruvförband (gänga i materialet, skruv och bricka)
Skruvförband (pinnskruv med mutter och bricka)

Med skruvförband, förr även kallat bultförband, avses ett förband där olika delar, exempelvis två plåtar eller plankor, hålls samman med hjälp av skruv och mutter. För att inte skada godset används bricka eller flänsmutter så att kraften vid åtdragning fördelas över en större yta. Normalt väljs komponenterna så att muttern är starkare än skruven i förbandet. Skruvarna i ett skruvförband utsätts för två typer av krafter, dels en tvärkraft, skjuvning, dels en utdragande kraft, dragpåkänning.

Åtdragningsmoment

Skruvarna i ett skruvförband dras åt med hjälp av ett moment, antingen för hand med vanlig fast nyckel eller med momentdragare. Åtdragningsmomentet varierar beroende på skruvstorlek och material. Med hjälp av det vill man uppnå en axiell förspänningskraft i skruven. Oftast anges riktlinjer för hur stort moment som bör användas, dock finns det flera faktorer som påverkar förspänningskraften, där en av de största är friktionen i gängorna[3] Friktionen påverkas av bland annat ytbehandling, smörjning och anläggningsplan. Uppskattningsvis går ca 50% av det tillförda monteringsmomentet åt till att övervinna friktionen mellan den roterande skruvens kontaktyta och brickan alternativt anläggningsytan runt skruvhålet. Sedan går cirka 40% till att övervinna friktionen i gängan mellan skruv och invändiga gängan, vilket innebär att endast ca 10% av det tillförda momentet åstadkommer den önskade förspänningskraften.[4]

Rekommenderade åtdragningsmoment i Nm för obehandlade, anoljade stålskruvförband.
Grovgängade skruvarFingängade skruvar
GängaStigning
mm
Hållfasthetsklass enligt SS-ISO 898/1GängaStigning
mm
Hållfasthetsklass enligt SS-ISO 898/1
4,65,88,810,912,98,810,912,9
M1,60,350,0750,10,170,240,29
M20,40,1550,220,350,490,58
M2,50,450,320,440,70,981,2
M30,50,560,771,21,72,1
M3,50,60,861,21,92,73,3
M40,71,281,82,944,9
M50,82,23,65,78,19,7M8x11,0253542
M61,03,76,19,81417M10x11,0497084
M81,258,915243340M10x1,251,25486881
M101,51729476579M12x1,251,2585120144
M121,75305181114136M12x1,51,583117140
M142,04880128181217M14x1,51,5135190228
M162,074123197277333M16x1,51,5204287344
M182,5103172275386463M18x1,51,5294413496
M202,5144240385541649M20x1,51,5408574688
M22x1,51,5546768921
M24x22,06969761170
M27x22,0100014101690
M30x22,0139019502340

Användningsområde

Se även

Källor

  • Cronborg Bror, red (1965). Tekno's Träindustrins handbok. Tekno's facklitteratur, 99-0123889-7 ; 12:3 (3., omarb. o. utök. uppl.). Stockholm: Teknografiska institutet. Libris 159115 

Noter

  1. ^ Institutionen för maskinkonstruktion: Maskinelement - Handbok, kungliga tekniska högskolan, 2005, sid 66
  2. ^ ”Förspänningskraft”. Swedish fasteners network. 17 oktober 2012. Arkiverad från originalet den 18 april 2013. https://archive.is/20130418104132/http://extra.ivf.se/sfn_handbok/template.asp?lank=168. Läst 25 januari 2013. 
  3. ^ ”Åtdragningsmoment för skruvar i olika hållfasthetsklasser.”. Professional Sealin i Sverige AB. 7 september 2013. Arkiverad från originalet den 6 oktober 2014. https://web.archive.org/web/20141006124655/http://www.proseal.se/prodblad/atdragningsmoment.pdf. Läst 25 januari 2013. 
  4. ^ ”Förspänningskraft”. Stålbyggnadsinstitutet. 7 september 2013. Arkiverad från originalet den 6 oktober 2014. https://web.archive.org/web/20141006100421/http://sbi.se/omraden/o_dokument.asp?mId=3&kId=72&subKId=0&mgrp=&dId=144. Läst 25 januari 2013. 

Externa länkar

Media som används på denna webbplats

Car hub cotter pin.jpg
Författare/Upphovsman: Ingen maskinläsbar skapare angavs. Polyparadigm~commonswiki antaget (baserat på upphovsrättsanspråk)., Licens: CC BY-SA 3.0
Photo of a car hub with a missing lug nut, showing the hub nut with locking cover and cotter pin used to secure the front wheel hub and bearing assembly to the steering spindle, and lug nuts on studs used to hold the wheel to the brake drum.
Bolted joint 2.svg
Example of screw joint
Bolted joint.svg
Example of bolted joint in vertical cutaway drawing
Bolted joint 1.svg
Example of bolted joint