Šrouby, matice, závity...
Až budete číst tento listing, tak nám možná už bude zakázáno veřejně užívat výše uvedených názvů a v zájmu genderové korektnosti budeme muset přejít na bezpohlavní termíny typu „takové to šestihranné s dírou a závitem uprostřed“ (místo „matice“) a něco podobného pro šrouby a další spojovací materiál. Ale nepředbíhejme.
Historie
Ačkoliv šrouby a matice, jaké známe dnes, existují jen posledních pár set let, je využití součástek opatřených závitem podstatně starší. Již staří Řekové a Římané používali k lisování oliv nebo bobulí vína velké lisy se závitem. Relativně malou silou působící po kruhové dráze docílili ohromného tlaku pod pístem potřebného k lisování oleje nebo moštu. Postupně vyvstala i potřeba rozebíratelného spojování součástí strojů. K tomu účelu byly už od 16. století konstruovány jakési soustruhy, které uměly zhotovit šrouby se závity. Zasloužili se o to např. J. Besson, L. da Vinci nebo H. Maudslay. Bohužel si každý vyráběl šrouby jaké chtěl, takže bylo potřebné celou soustavu šroubů, matic a závitů nějak sjednotit. Tohoto úkolu se ujal Angličan Joseph Whitworth. V roce 1841 navrhl a prosadil jednotnou soustavu závitů s vrcholovým úhlem závitu 55° a rozměry udávanými v palcích (resp. jejich zlomcích, např. 1/2", 3/8", 3/4", 1" atd). Jeho systém sice byl téměř opuštěn, ale přesto ho po určité inovaci stále používají instalatéři (např. kupujete hadice 3/4" nebo kohouty se závitem G 3/8" a G 1/2") nebo se s těmito šrouby a matkami dodnes setkáte na bicyklech. Patice žárovek zase mají Edisonovy oblé závity, běžně se vyskytují rozměry E 14 a E 27. V USA je dodnes používán palcový systém, ale vrcholový úhel závitů činí 60°. V Evropě byl od r. 1898 prosazován metrický systém SI. V letech 1911–1923 se postupně ze soustavy SI vyvinula německá metrická soustava závitů DIN. Tato soustava závitů byla převzata i normami ISO a ČSN. V roce 1947 vznikla světová federace národních normalizačních organizací ISO (z řeckého isos = stejný), která metrický systém prosadila jako standardní pro šrouby a další spojovací materiál ve většině zemí světa.
Současnost
Šrouby i matky se vyrábějí s hrubšími i jemnějšími závity a také v různých tolerancích. Na řadě šroubů je také údaj o fyzikálních vlastnostech materiálu: podle ČSN EN ISO 898-1 první číslice před tečkou označuje hodnotu meze pevnosti v tahu použitého materiálu ve 100 MPa, číslice za tečkou pak mez kluzu jako procentní podíl k mezi pevnosti. Např. pro pevnostní třídu 4.6 je mez pevnosti použité oceli 400 MPa a mez kluzu pak 400 MPa × 0,6 = 240 MPa.
Na obrázku vlevo (převzatém z (3)) je schématický obrázek metrického závitu. Rozměr d představuje vnější průměr závitu šroubu, d3 jeho vnitřní průměr (tzv. průměr jádra). U matic je u průměru jádra na stejném obrázku sice označení D1, ale v tabulkách ho najdete ve sloupci D3. D je vnější průměr závitu. Je třeba vycházet z termínů „vnější průměr“ a „průměr jádra“ u šroubů i matic. Další potíž je v tom, že při výrobě součástek není možné naprosto přesně dodržet jejich důležité rozměry. Mohlo by se pak stát, že by se náhodou sešly šroub „šestka“ s průměrem jádra třeba 4,59 mm a „šestka“ matice s průměrem jádra 4,50 mm. Jistě uznáte, že by to (aspoň bez hrubého násilí) nešlo... Z toho důvodu jsou v normách tabelovány pro důležité rozměry šroubů a matic jejich tolerance, tj. horní a dolní meze. Viz tabulky – klikni sem nebo sem nebo sem. Pak je zaručeno, že na šroub označený např. M6 našroubujete bez potíží matici (hovorově „matku“) M6, protože tam nějaká vůle musí být. Může se ovšem stát, že se pokusíte třeba na šroub M8 našroubovat matici, kterou jste někde nalezli. Nasadíte ji, začnete ji utahovat – nejprve to jde, ale při druhé otáčce „zatuhne“ a nejde dál. Nebyla to totiž matice M8, ale s největší pravděpodobností matice 5/16" amerického systému s téměř stejným průměrem a stejným vrcholovým úhlem, ale s jiným stoupáním, nebo dokonce s Whitworthovým závitem s úhlem 55°. Budete-li pokračovat násilím, tak strhnete závit!
Vyhledejte v tabulce normalizovaných závitů (viz odkazy výše) potřebné rozměry pro šroub a matici se závitem M8 se stoupáním 1,25 mm (závit M8 × 1,25, tj. běžný „hrubý“ závit) a tolerancemi 6g a 6H. Podrobnosti najdete též na předchozím obrázku. Pozor na zmatené označení rozměrů písmeny; opakuji, že průměr jádra matice je na obrázku označen D1, ale v tabulkách D3!!!
-
Vypočtěte minimální možnou (resp. normami povolenou) vůli mezi jádrem šroubu a jádrem matice (tj. vzdálenost v milimetrech [na 4 deset. místa] mezi červenými šipkami označenou červeným písmenem m ) a dosaďte ji za M1.
-
Vypočtěte maximální možnou (resp. normami povolenou) vůli mezi jádrem šroubu a jádrem matice (tj. vzdálenost v milimetrech [na 4 deset. místa] mezi červenými šipkami označenou červeným písmenem m ) a dosaďte ji za M2.
-
Na hlavici šroubu se závitem M10 a délce 35 mm je uveden údaj 8.8 (viz obrázek dole). Zjistěte z něj mez pevnosti použité oceli v tahu (jmenovitou) a vyjádřete ji v již nepoužívané jednotce tlaku kp/mm2. Výsledek zaokrouhlete na celé číslo a dosaďte ho za P.
Poznámky
-
Tato keš navazuje na mou předchozí keš Šrouby a šroubky (GC8QZQB). Tentokrát jsem ji ovšem umístil do blízkosti podobné keše s téměř shodným názvem ownera 1Ronika (GC8MX7X), o níž jsem při psaní listingu své předchozí keše neměl ani tušení. Pečlivé a nápadité provedení 1Ronikovy keše velice obdivuji, ale přece jen to není můj styl. Geocaching totiž považuji za činnost, která by měla vedle zábavy přinášet i nějaké poučení z oblasti vědy, techniky, historie nebo umění. Hlavně to, co se ve školách neučí. Hledání finálky v terénu považuji za pouhou formalitu a tak se vám ho snažím co nejmíň komplikovat. Proto také dávám podrobné fotky do GeoChecku a s provedením krabky ani s jejím ukrýváním se moc nepářu. Můžete mě za to kritizovat (tímto zdravím např. Oblace a další), ale starého psa už novým kouskům nenaučíte. HAF!
-
Jistě vám došlo, že ta mezera m je ve skutečnosti (v prostoru) kanálek ve tvaru spirály. Pokud zašroubujete třeba kohoutek jen tak do vodovodní trubky se závitem odpovídajícím např. instalaci G 1/2", tak by závitem pronikala voda a za chvíli byste vytopili koupelnu a do rána sousedy pod vámi. U závitu G 1/2" tam totiž může (a musí, aby to šlo zašroubovat) být vůle v řádu desetin milimetru na každé straně (resp. kolem dokola). Proto se závity v instalatérství musejí těsnit. Starý a osvědčený těsnící materiál je koudel, ale protože nasává vlhkost a zvětšuje svůj objem, tak ji nelze použít u plastových trubek (mohly by prasknout – aspoň mi to říkal známý instalatér). Tam je prý potřeba použít teflonovou pásku a navinout ji správným směrem. Viz obrázek v galerii.
Na internetu je řada návodů, jak si snadno a rychle vyměnit sám doma kohoutek. Je to ovšem horor, mně to přestalo protékat kolem závitu u zdi až na asi šestý pokus o utěsnění...
-
V textu uváděné tabulky (resp. odkazy na ně) a obrázek slouží pouze k vysvětlení probíraného tématu ve smyslu autorského zákona. Nelze je používat pro komerční účely ani pro další šíření na internetu.
-
Ve verzi 1.1 jsem opravil vzorec. Za M1 a M2 dosaďte vůli (mezeru m) podle obrázku (čili na každé straně – nahoře i dole). Jinými slovy rozdíl průměrů d3 a D3 dělený dvěma.
Literatura a odkazy
(1) https://cs.wikipedia.org/wiki/Metrick%C3%BD_z%C3%A1vit
(2) https://www.killich.cz/stranky/technicke-info/standardni-zavity/metricky-iso
(3) https://e-konstrukter.cz/prakticka-informace/metricky-zavit-rozmery
(4) Technický naučný slovník. (I. až VII. díl). SNTL, Praha 1988.
Konec
GC8XG2X – verze 1.1 z 26. 8. 2020
(CC BY-SA 3.0 CZ) ladislavappl, 2019
