Loctite csavarrögzítések
A csavarrögzítés terhelhetőségére vonatkozóan az elfordulás elleni rögzítéseknek a legmagasabb igényeket kell kielégíteniük. A Loctite olyan egykomponensű ragasztóanyagokat fejlesztett ki, amelyek a menetek közötti mikroszkopikus méretű hézagokat kitöltik. Fémes érintkezés és a levegő kizárásának hatására nagy terhelhetőségű anyaggá keményednek ki.
A ragasztóanyag anyagzárat hoz létre azáltal, hogy az érdesség mélyén megkötődik, és így mindenfajta mozgást megakadályoz a menetben. A probléma megoldása tehát helyben történik, ott, ahol keletkezett: a menetben. Emiatt a Loctite csavarrögzítések a csavarkötések leghatékonyabb rögzítési módszerei közé tartozik.
Nagyon fontos, hogy a teljes menethossz be legyen nedvesítve, és a ragasztóanyag kikeményedése ne legyen gátolva (Bizonyos olajok és tisztítószerek gátolhatják vagy teljesen meg is hiúsíthatják az anaerob ragasztóanyagok kikeményedését.)
A folyékony ragasztóanyagot kézzel vagy speciális adagolókészülékekkel lehet felhordani. A menet kifogástalan nedvesítése az alábbi paraméterektől függ: a menet mérete, a ragasztóanyag viszkozitása és az alkatrészek geometriája. Nagyobb méretű alkatrészeknél a mindkét oldali nedvesítés adja a szükséges biztonságot ahhoz, hogy kielégítő mennyiségű ragasztóanyag felhordása történjen meg. Zsákmeneteknél a ragasztóanyagot feltétlenül a menetfurat aljára kell felhordani. Akkora mennyiségre van szükség, hogy a kiszorított ragasztóanyag a szerelés után a teljes menethosszúságot kitöltse.
Egyes anaerob Loctite csavarrögzítő termékek pozitívan befolyásolják a menetben a súrlódási tényezőt. Az értékek hasonlóak az olajozott csavarokéhoz. Az előfeszítés és a meghúzási forgatónyomaték pontosan meghatározható. Ezen sajátosság folytán azok a csavarrögzítő termékek, melyek anaerob reakciók útján keményednek ki, automata gyártósorokba integrálhatóak a már meglévő csavarautomaták alkalmazásával.
A megfelelő szorítóerő
Anya vagy csavar vásárlásakor - néhány kivételtől eltekintve - kizárólag egy dolgot vásárolunk, nevezetesen szorítóerőt. A szorítóerő nagyságának, és annak az időtartamnak, ameddig ez az érték megmarad, meghatározhatónak kell lennie. Ezenfelül ezt a szorítóerőt bizonyos idő elteltével meg kell tudni szüntetni. Az anyák és csavarok megfelelnek ezen kitételeknek, azonban megfelelően jól konstruáltnak kell lenniük, hogy tartósan kielégítő eredményt szolgáltassanak.
A csavar meghúzása azáltal történik, hogy a csavarfejre forgatónyomaték hat. Egy jobbrafordítással csökken a csavarfej és az anya közti távolság. Ha a csavar ellenállásba ütközik (pl. egy perembe), csak addig lehet tovább húzni, amíg el nem érjük a csavarfejre ható forgatónyomatéknak valamint a csavarfeszítés és súrlódás összegének az egyensúlyi állapotát. Ebben az egyensúlyban három tényező játszik szerepet: a fejsúrlódás, a menetsúrlódás és az előfeszítésből adódó forgatónyomaték.
Az egyensúlyi viszont gyakran a T=KDF matematikai egyenlettel fejezzük ki, ahol:
T= forgatónyomaték
D= csavar névleges átmérője
F= indukált erő ill. szorítóerő
K= empirikus konstans, amely figyelembe veszi a súrlódást, valamint a csavarfej alatt és a csavarmenetben a változó átmérőket, ahol a súrlódás hat (Itt nem a súrlódási tényezőről van szó, bár van kapcsolat közöttük)
A K-értékek kísérlettel állapíthatóak meg
Mivel a súrlódás durva, sima, oxidréteggel bevont, vegyileg kezelt és/vagy zsíros felületek közötti rendkívüli nyomás következtében lép fel, nagy eltéréseket mutathat. Az olajozott acél K-értéke 0,11 és 0,17 közötti ill. +-20%. A súrlódás a meghúzási nyomaték 80-90%-át abszorbeálja. Meghatározott csavarfeszítés biztosításához emiatt a tényleges forgatónyomaték érték megállapítása céljából az adott anyagkombinációt forgatónyomaték vizsgáló készülékben ajánlatos tesztelni. Kenőanyagok és más, a menetek kezeléséhez használt anyagok műszaki leírásaiban a K-értékeket gyakran forgatónyomaték feszültséggörbéken ábrázolják. Az alábbi tényezők vannak hatással a K értékre: a csavar anyaga, a meghúzás sebessége, a csavar minőségi állapota, a Loctite termék minősége, a menet tűrése és a felületminőség.
A megfelelő csavar kiválasztása
A megkövetelt F szorítóerőhöz a konstruktőrnek a megfelelő csavart kell kiválasztania. A szorítóerő az S csavarfeszültséggel az alábbi egyenlet szerinti kapcsolatban áll:
S= F / A
Itt az A a csavar keresztmetszeti felülete vagy szokás szerint több csavar felületeinek az összege, amelyek a szorítóterhelés létrehozására szolgálnak. Ha a csavar anyaga adott, az S optimális értéke ismert (gyakran a próbaterhelés 75%-a kerül alkalmazásra) és A értéke könnyen számítható. A csavarok mérete és darabszáma ezután a forgatónyomaték-feszültség egyenlettel meghatározható:
T= k D F
A meghúzási forgatónyomaték a csavarban csavaró-nyíró igénybevételt idéz elő. Ha ez túllépi a csavarra megengedett terhelési határértéket, növelni kell a csavarok darabszámát, hogy így csökkentsük az egy csavarra eső terhelést. Az eljárás fordított sorrendben is végezhető, ha a környezeti adottságok előre meghatározzák a csavarelrendezést. A fenti egyenletek ilyen esetben meghatározzák az alkalmazandó csavar anyagát.
A gyakorlatban aK-érték alkalmazásfüggő és minden esetben empirikus úton kell meghatározni. A fenti egyenlet csupán iránymutatásként szolgál, a tényleges értéket kísérlettel kell meghatározni.
Kifáradási jelenségek
A csavarkötés tartós szilárdságának megítélésében két tényezőnek van jelentősége: a csavar kifáradásának és az összecsavarozott alkatrészek kifáradásának. A merev kapcsolatban alkalmazott megfelelően meghúzott csavar nem fog kifáradás miatt meghibásodni. A kezdeti csavarfeszítés viszonylag állandó érték marad, ha a csavarkötésre ható külső terhelés nem haladja meg a csavarterhelést. Ezért a szerkezet méretezése úgy történik, hogy a számított üzemi terhelés ne legyen nagyobb a csavar előfeszítésénél. A csavarok nincsenek említésre méltó terhelésingadozásoknak kitéve. Terhelésingadozás nélkül kifáradás sem jöhet létre, függetlenül a csavarkötésnél fellépő terhelésváltozások számától.
Más a viselkedés azonban jelentősen nagy rugalmasságnál. Az összecsavarozott alkatrészek növekvő rugalmassága esetén a csavarkötés váltakozó igénybevétele is növekszik. Túl nagy rugalmasságnál a váltakozó igénybevétel olyan naggyá válhat, hogy az - függetlenül a kiindulási csavarfeszítés nagyságától - a csavar kifáradását okozza.
A csavar helyes előfeszítése a legfontosabb tényezője annak, hogy az ismétlődő igénybevételből származó váltakozó feszültségek elkerülhetőek legyenek. Vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a kifáradás úgy kerülhető el a legeredményesebben, ha merev alkatrészeket viszonylag rugalmas csavarral csavarozunk össze.
Ha mégis alkalmazásra kerül valamilyen Loctite csavarrögzítő termék, ezen ragasztóanyagok kitöltenek a menetben minden üreget, miáltal a csavarkötésekben a mikromozgásokhoz szükséges tér szűnik meg.