Uťahovací moment je uťahovací moment a hotovo...

... pravda je však oveľa zložitejšia. Pri skrutkových spojoch narazíme niekedy aj na pojmy „tvrdý“ a „mäkký“ uťahovací moment.

Čo tieto pojmy znamenajú a ako si ich vysvetliť? Pri porovnaní tvrdého a mäkkého uťahovacieho momentu sa stretneme s množstvom čísel a premenných, v ktorých sa môžeme stratiť. Tento článok by mal vniesť trochu svetla do týchto pojmov a objasniť, čo znamenajú.

Uťahovací moment a skrutkové spoje

Pojem uťahovací moment využívame najmä pri vytváraní skrutkových spojov. Spoje zohrávajú veľmi dôležitú úlohu pri upevňovaní. O povahe spoja rozhoduje spojovací prvok (typ skrutky, matice, podložky, tesnenia, a pod.), ako aj materiál, ktorý upevňujeme. Na základe týchto skutočností rozlišujeme spoje na tvrdé a mäkké.

Kľúčovým pre ich odlíšenie je veľkosť uhla otočenia spojovacieho prvku od polohy jeho dotyku so spojovaným (upevňovaným) materiálom po polohu konečného (požadovaného) uťahovacieho momentu.

Jednoducho povedané: keď skrutka začína "zaberať", to je štart. Keď spoj dotiahneme, to je stop. Uhol medzi nimi je presne to, o čom je reč.

Tvrdé spoje sú také, ktorých súčasťou nie sú žiadne podložky či tesnenia a nespájajú sa nimi ani žiadne mäkké (poddajné) materiály - vždy ide o spojenie tvrdých materiálov. V súvislosti s tvrdým spojením hovoríme o tvrdom momente.

Tvrdý moment môžeme definovať ako nízky odpor voči otáčaniu, kým matica alebo skrutka nedosiahne pozíciu, kedy začína "zaberať" a zároveň od tohto momentu po konečné utiahnutie spoja je uhol otočenia menší ako 30° (obr.1).

Uťahovací moment stúpne z 10% na 100% často s uhlom otočenia menším ako 27°.

Obr. 1. Tvrdý uťahovací moment

Mäkké spoje sú také, ktoré obsahujú tesnenia, pružné podložky, a pod., prípadne sa spájajú mäkké (poddajné) materiály. Upevňovaný materiál má snahu „nájsť si svoju polohu“ a (alebo) prispôsobiť aj tvar. V súvislosti s mäkkým spojom hovoríme o mäkkom momente.

Ako vždy a všade, aj tu sú výnimky - napríklad uťahovanie nápravy auta je tiež mäkký spoj, aj keď neobsahuje podložky a aplikuje sa na tvrdé materiály. Je to preto, lebo táto aplikácia je mechanicky namáhavá a potrebuje veľkú silu na spojenie jednotlivých komponentov. Mäkkým spojom je tiež skrutkovanie do dreva, nakoľko množstvo energie sa spotrebuje pri prítlaku na skrutku.

Obr. 2. Mäkký uťahovací moment

Mäkký moment môžeme definovať ako nízky odpor voči otáčaniu, kým matica alebo skrutka nedosiahne pozíciu, kedy začína "zaberať" a zároveň od tohto momentu po konečné utiahnutie spoja je uhol otočenia väčší ako 360° (obr.2). Často sa udávajú ešte väčšie uhly - 720° aj viac. Podstatné však je, že od momentu záberu sa odpor pri uťahovaní spoja zvyšuje pomaly a uťahovací moment stúpne z 10% na 100% s uhlom otočenia niekoľko stoviek stupňov. Priebeh tvrdého a mäkkého uťahovacieho momentu je prehľadne znázornený na grafe 1. a príklady typických predstaviteľov spojov sú na obr. 3.

Prečo je hodnota mäkkého uťahovacieho momentu oproti tvrdému menšie číslo?

Je to preto, že pri mäkkom spoji musí byť prekonaná väčšia prítlačná sila oproti tvrdým spojom. Pre zjednodušenie si môžeme predstaviť tvrdý spoj ako zaskrutkovanie skrutky s metrickým závitom do ocele, kde zanedbáme trenie. Naproti tomu mäkkým spojom bude zaskrutkovanie skrutky do dreva, kedy musí byť prekonávaný odpor dreva, ako aj prítlačná sila na hlavu skrutky.

Graf 1. Priebeh tvrdého a mäkkého uťahovacieho momentu

Obr. 3. Spoj cez gumenú podložku (1), spoj drevo - drevo (2), spoj kov - podložka - kov (3), spoj kov - kov (4)

Rady na záver:

• Uťahovací moment je na náradí spravidla označený číselnými znakmi a nastaviteľný je pomocou otočného prepínača – vyššie číslo znamená vyššiu hodnotu.
• Hodnoty uťahovacieho momentu sa v posledných rokoch neustále zvyšovali nad rámec toho, čo je potrebné. Pamätajte, že na vykonávanie bežných prác nepotrebujete najsilnejší skrutkovač na trhu. Napríklad aj náš najmenší skrutkovač HERMAN AXS-1080 s hodnotou uťahovacieho momentu 30Nm dokáže zaskrutkovať skrutku 6x140mm do smrekového hranola.
• Údaje o tvrdom a mäkkom uťahovacom momente nie sú povinnými údajmi náradí a nie vždy sa jedná o presné číselné hodnoty. Ak však výrobca udáva len „maximálny uťahovací moment“, jedná sa o hodnotu tvrdého uťahovacieho momentu.

S tvrdým a mäkkým uťahovacím momentom je úzko spätý aj uvoľňovací moment, ktorému sa budeme venovať v niektorom z ďalších článkov.

Kľúčové slová: uťahovacia sila, moment sily, tvrdý spoj, mäkký spoj, nastaviteľný moment, skrutkové spoje, skrutkovanie do dreva, skrutkovanie do kovu, spájanie dreva skrutkami, spájanie drevených hranolov, skrutkovanie dosiek, momentový kľúč, ručné náradie, skrutka do betónu, vruty do dreva, tesárske skrutky do dreva, skrutkovač, akumulátorový skrutkovač

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN
https://stahlwille.com/en_de/news/detail/torque/43230517
https://www.protoolreviews.com/difference-between-hard-torque-soft-torque/
https://rxs-asia.com/2020/10/07/how-do-we-differentiate-between-hard-and-soft-joint/
https://www.vut.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=173589

Mgr. Peter Halaj

Práca vo firme je mojím prvým zamestnaním a už 20 rokov nič lepšie nepoznám. Začínal som v montérkach ako technik pre záručné a pozáručné opravy HERMAN náradia, niekoľko rokov som riadil úsek servisu, potom som sa zahryzol do logistiky, IT, programovania a venujem sa aj manažérstvu kvality. Nadobudnuté skúsenosti uplatňujem v súčasnosti pri neustálom vylepšovaní a zdokonaľovaní interných procesov a služieb pre zákazníka. Hlavu si rád „prečistím“ pri manuálnej práci vo svojej dielni alebo v sedle bicykla hltaním nespočetných kilometrov u nás na Gemeri a okolí.