Šrouby – Přehled normy

Pro vlastnosti šroubů existují různé systémy označení. Základní normy tvoří základ pro klasifikaci a určení typů šroubů. Tento článek stručně představuje některé z různých norem šroubů a jejich rozdíly a poskytuje obecný přehled o šroubech v evropském regionu.

Přehled norem šroubů

Normy se používají pro standardizaci a představují dohodu v rámci konkrétní skupiny, která se dohodla na této normě. Vzhledem k tomu, že se v průběhu času objevilo mnoho národních norem pod vlivem historického a regionálního vývoje, často se v těchto regionech běžně používají a uznávají. Celosvětově existují různé normy, které zajišťují, že šrouby splňují specifické požadavky. Používání a dodržování norem není obecně závazné, ale zákonodárci je mohou smluvně dohodnout nebo nařídit. Tyto normy jsou zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a funkčnosti upevňovacích prvků.

Normy

Za určení a aktualizaci národních norem DIN odpovídá Deutsche Institut für Normung e.V., zkráceně DIN. Standardizace na evropském jednotném trhu je zaměřena na evropské normy, zkráceně EN. Normy EN jsou přijímány do národních norem co nejrychleji a beze změn po rozhodnutí Evropské rady, v Německu se nazývají DIN EN. Odpovídající DIN se vyjme a nahradí DIN EN. Standardy ISO jsou určeny k usnadnění celosvětové standardizace. Globální normy ISO by měly být kategoricky přijímány do norem EN beze změn. Jako globální výrobce se sídlem v Japonsku vyrábí a prodává společnost MISUMI také produkty, které jsou standardizované v souladu s národní normou JIS (Japanese Industrial Standard). Příslušná norma popisuje podrobnosti o standardizovaných šroubech, včetně průměru, délky (závitu) a tvaru hlavy.

Následující text vysvětluje označení šroubu v souladu s DIN:

• DIN 933 M 10 x 80 A2-70

Zkratka DIN 933 znamená šestihranné šrouby se závitem až k hlavě. M10 x 80 označuje metrický šroub o průměru 10 mm (M10) s délkou 80 mm. A2-70 popisuje specifikaci nerezové oceli, která nejen naznačuje kvalitu a odolnost materiálu proti korozi, ale také minimální pevnost v tahu 700 N/mm². Kromě těchto informací obsahují příslušné normy obecně příslušné tabulky závitů.

DIN šrouby

Normy DIN jsou nejznámější v Německu. V minulosti bylo mnoho šroubů již standardizováno v Německu pomocí normy DIN. Například norma DIN 933 se vztahovala na šestihranné šrouby. Cíl zavedení globálních norem vedl k vytvoření mezinárodních norem (norem ISO) pro rostoucí počet aplikací a k nahrazení norem DIN odpovídajícími normami EN nebo ISO. Normy DIN však platí vždy, když neexistuje odpovídající nástupnická norma DIN EN nebo ISO (DIN EN ISO).

Šrouby ISO

ISO reguluje různé standardy šroubů na mezinárodní úrovni. Mnoho norem ISO obsahuje do značné míry stejné předpisy jako dříve platné normy DIN. Používají se však v několika zemích. Nástupnické normy DIN 931 a DIN 933 jsou například DIN EN ISO 4014 a DIN EN ISO 4017. Další normy jsou:

• ISO 4762 pro imbusové šrouby
• ISO 7380 pro imbusové šrouby s plochou hlavou
• ISO 2009 pro zápustné šrouby s drážkou
• ISO 7045 pro šrouby se zaoblenou či kuželovitou hlavou s křížovou drážkou
• ISO 965 pro univerzální závity

Ve strojírenství se nejčastěji používají imbusové šrouby (se šestihrannou hlavou) v souladu s normou DIN EN ISO 4014 a šrouby s válcovou hlavou v souladu s normou DIN EN ISO 4762.

Šrouby v souladu s JIS

Japonská průmyslová norma (JIS) je publikována Japonskou asociací pro normy. Mnoho šroubů je také standardizováno v systému metrických jednotek. Kromě různých překrytí šroubů, které jsou standardizované v souladu s japonským standardem JIS s těmi, které byly vyrobeny v souladu s DIN nebo ISO, někdy u určitých typů šroubů existují významné rozdíly. V některých případech jsou pro normu JIS vyžadovány speciální nástroje.

Mezi běžné normy JIS pro závity patří:

• JIS B 0205-1:2001 pro obecné metrické závity (standardní úhlový tvar)
• JIS B 0205-2:2001 a JIS B 0205-3:2001 pro univerzální metrické závity
• JIS B 0205-4:2001 pro obecné metrické závity (standardní rozměry)
• JIS B 0207:1982 pro metrické jemné závity

MISUMI nabízí šrouby všech norem.

Význam rozdílů

Rozdíly ve standardizaci ovlivňují především výběr nástrojů. Šrouby JIS jsou zpravidla kompatibilní s nástroji, které jsou přizpůsobeny šroubům DIN. Přesto může dojít k tzv. efektu vyklouznutí (nástroj vyklouzne z hlavy šroubu), například na křížových šroubech podle normy JIS při použití nevhodných nástrojů. Proto se doporučuje používat speciální nástroje JIS pro šrouby JIS. Tím se udržuje snadnost pohybu a šrouby nejsou zbytečně poškozeny.

Typy závitů a jejich rozdíly

Závit je šroubovité vyvýšení nebo vyhloubení na šroubu, vrutu nebo jiném upevňovacím prvku. Závity také podléhají normám. Následující parametry popisují závity podrobněji:

• Hroty závitů: jsou vnější okraje závitu.
• Vnější průměr: také nazývaný jmenovitý průměr, je průměr vnějšího závitového dílu. K určení požadovaného vnějšího rozměru se používají tabulky vnějšího průměru závitu.
• Průměr jádra: také nazývaný průměr otvoru jádra. Při řezání závitů zajišťuje otvor jádra správné vystředění. Otvor jádra určuje nejmenší vnitřní průměr následujícího závitu. Pro čtení souvisejících jmenovitých rozměrů a stoupání jsou k dispozici různé tabulky otvorů jádra se závitem.
• Okraje: jsou šikmé nebo nakloněné strany závitu, které tvoří šikmé vyvýšení nebo vyhloubení a vedou podél profilu závitu.
• Rozteč: rozteč závitu je rozměr, který označuje vzdálenost mezi po sobě následujícími závity nebo vyvýšeními závitu. Je definována různě v závislosti na závitu. U metrických závitů je výsledkem rozteče závitu například dráha jedné otáčky. Například pro palcové závity je stoupání závitu určeno počtem závitů na palec.
• Úhel stoupání: úhel stoupání je úhel, pod kterým se závit zvedá nebo zmenšuje (jak je vidět podél profilu závitu).
• Začátek: je kontinuální vyhloubení ve šroubovici (kolem šroubu/matice nebo ve šroubu/matici).

Tvary závitů se po celém světě liší a často vedou k problémům s kompatibilitou šroubů a jejich použitím. Německo a mnoho dalších evropských zemí primárně používají metrické závity, které jsou charakterizovány standardizovaným stoupáním a úhlem. Tato standardizace usnadňuje identifikaci a aplikaci. Naproti tomu USA tradičně používá palcové závity. V USA jsou obzvláště běžné závity splňující normu Unified Thread Standard (UTS), které se od metrických systémů výrazně liší svou klasifikací a rozměry. V Japonsku se široce používá metrický systém pro závitové spoje. Pro závity potrubí se palcové závity obvykle používají mezinárodně pro všechny oblasti standardizace. Různá stoupání (rozteče) závitu, úhly a rozměrové systémy (metrické vs. palcové) mají za následek, že použitelnost šroubů z různých oblastí je často omezená nebo vůbec není možná. Vzhledem k historickému vývoji standardů závitů po celém světě je nezbytné před použitím šroubů závit přesně zkontrolovat. Tím se zabrání poškození a zajistí se funkčnost připojení.

Různé typy hlaviček šroubu

Kromě vlastního závitu hrají důležitou roli také hlavičky šroubů. Níže jsou uvedeny různé hlavičky šroubů a jejich výhody:

Kulatá hlavička

Šrouby s kulatou hlavičkou mají kulatou hlavičku, která přesahuje povrch materiálu, do kterého jsou šroubovány. Hlavička může být buď zcela kulatá, nebo mírně půlkulová v závislosti na konstrukci. Kulatý tvar snižuje riziko zranění, nabízí větší kontaktní plochu a umožňuje rovnoměrné rozložení zátěže.

Hlava válce

Hlava válce je plochá hlavička šroubu s válcovým povrchem. Šroubuje se shora, a proto je vhodný pro použití v obtížně přístupných oblastech. Normy DIN 4762 a 912 nebo JIS B 1176 platí pro šrouby s vnitřním šestihranem. Šrouby s plochou hlavou jsou speciálními tvary šroubů s válcovou hlavou.

Šestihranná hlava

Šestihranná hlava má šest stran a plochý povrch se šesti rohy. Snadno se uchopuje a utahuje šestihranným klíčem nebo maticovým klíčem. Šrouby se šestihrannou hlavou jsou vhodné pro aplikace s vysokým točivým momentem. Na rozdíl od šroubů s kulatou hlavou poháněných zevnitř je šroub s šestihrannou hlavou utažen silou, která působí na hlavu zvenčí. Normy DIN 4014 a 933 nebo JIS B 1180 se vztahují na šrouby s šestihrannou hlavou.

Zapuštěná hlava

Zápustné vruty mají kónickou hlavu, která umožňuje zapuštění šroubu do materiálu. Často se používají, když je třeba hlavu šroubu zarovnat s povrchem materiálu, aby byl povrch hladký a nevyčnívaly žádné části. Zápustné vruty snižují riziko zakopnutí a zranění. Například DIN ISO 10642 se vztahuje na zápustné vruty.

Půlkulatá hlava

Šrouby s půlkulatou hlavou mají půlkruhovou hlavu. Tato hlava rovnoměrně rozkládá zátěž po celé ploše povrchu a materiál méně zatěžuje. Je zabráněno průniku hlavy šroubu do obrobku, prodlužuje se životnost. Například DIN ISO 7380-2 se vztahuje na šrouby s půlkruhovou hlavou.

Vroubkovaný šroub

Vroubkované šrouby se vyznačují hlavou s vroubkovaným povrchem, který poskytuje zvýšenou přilnavost. Tato speciální textura umožňuje utažení nebo uvolnění šroubu rukou bez použití nástrojů. Vroubkované šrouby jsou vhodné zejména pro aplikace, které vyžadují časté ruční seřizování, nebo pro oblasti, kde je důležitý rychlý přístup bez nástrojů, například na krytech elektronického zařízení nebo na seřizovacích mechanismech.

Křídlová hlava

Křídlové šrouby mají dva boční výčnělky podobné křídlům, které umožňují snadné utažení a ruční uvolnění bez použití nástrojů. Tato hlava šroubu je zvláště užitečná pro aplikace, které vyžadují rychlé a časté seřizování, např. při připojování ke krytům stroje nebo při seřizování různých zařízení. Široká křidélka nabízejí dobrou manipulaci s odpovídajícím efektem pákového efektu, což usnadňuje utahování a uvolňování, i když jsou zapotřebí větší síly.

Šrouby s okem

Šrouby s okem, také nazývané šroubovací oka, jsou charakterizovány kruhovým kroužkem, který vypadá jako „oko“ na hlavě. Tato konstrukce umožňuje zapojení háků nebo provlékání kabelů, čímž podporuje různé montážní a zvedací úkony. Jsou zvláště užitečné pro aplikace, které vyžadují zavěšení, jako je přeprava těžkých nákladů. Šrouby s okem poskytují bezpečný upevňovací bod a jsou navrženy tak, aby spolehlivě fungovaly i při velkém zatížení. Díky robustní konstrukci odolávají tahu a smykovým silám.

Ostatní tvary hlavy

Kromě klasických tvarů hlavy šroubů, jako jsou kulaté, válcové a šestihranné, existují také méně časté, ale přesto důležité tvary hlavy, jako jsou čtvercové a trojúhelníkové hlavy šroubů. Šrouby se čtvercovou hlavou nabízejí vysokou odolnost proti zkroucení a jsou obzvláště oblíbené v montážním průmyslu, kde je vyžadováno robustní připojení. Trojúhelníkové šrouby, které k utahování vyžadují speciální nástroje, nabízejí dodatečnou ochranu proti neoprávněnému odšroubování, a proto se často používají v bezpečnostních zařízeních. Technologické pokroky a stále více specifické požadavky různých průmyslových odvětví vedly k vývoji dalších tvarů hlavy šroubů, které mohou nabídnout optimalizovaná řešení pro speciální montáž nebo bezpečnostní požadavky.

Různé drážky šroubu

Výběr správné drážky šroubu je zásadní pro efektivní a bezpečné montážní operace. Nejběžnějšími typy jsou šrouby s rovnou drážkou, křížové šrouby, šrouby s válcovou hlavou a vnější šestihranné šrouby. Šrouby s rovnou drážkou jsou jedním z nejstarších tvarů šroubů a často se používají pro jednoduché aplikace, které nevyžadují vysoký točivý moment. Křížové šrouby poskytují lepší podporu a často se používají v elektroinženýrství a obecně ve strojírenství. Šrouby se šestihrannou hlavou, známé také jako imbusové šrouby, zajišťují ještě větší přenos točivého momentu a často se používají pro spoje vyžadující vysokou pevnost. Vnější šestihranné šrouby jsou na druhou stranu ideální pro aplikace, které používají klíče a vyžadují vyšší utahovací moment. Každý šroubový spoj vyžaduje speciálně tvarované nástroje, které jsou přesně přizpůsobeny tvaru šroubového spoje, aby byla zajištěna optimální podpora a optimální přenos točivého momentu. Například šestihranná hlava a Torx šrouby vyžadují klíče nebo bity, které zapadnou do profilu šroubu a zabrání poškození hlavy. Tyto nástroje jsou k dispozici v metrických a palcových systémech, takže se snadno používají v různých oblastech a odvětvích. Při použití drážek šroubu JIS se doporučuje objednat speciální nástroj pro šroubování JIS.

Přehled norem šroubů

Následující tabulka uvádí různé normy šroubů: