Struktura i svojstva vijaka, vijaka i klinova
Jul 23, 2026
1. Strukturne karakteristike raznih spojnih elemenata
1.1 Struktura glave
Primarne funkcije glava vijaka i vijaka su nosivost i zatezanje. Uobičajeni tipovi glava uključuju šesterokutnu glavu, dvostruku šesterokutnu glavu, spline glavu, pan glavu, upuštenu glavu, cilindričnu glavu i druge posebne glave. Svaka struktura odgovara specifičnim scenarijima primjene i zahtjevima za montažu.
1.2 Struktura zatezanja
Strukture za zatezanje vijaka i vijaka dijele se na vanjske strukture za zatezanje i unutarnje strukture za zatezanje. Uobičajeni vanjski oblici ključanja pokrivaju šesterokutnu glavu, glavu s dvanaest točaka, klinastu glavu, glavu s deset točaka, osmerokutnu glavu, četvrtastu glavu i peterokutnu glavu, među kojima su šesterokutna glava i glava s dvanaest točaka najčešće korištene. Unutarnje strukture za ključanje uglavnom se koriste za okretne glave kao što su upuštene glave, pan glave i cilindrične glave. Tipični tipovi unutarnjih ključeva uključuju pogon s prorezima, Phillipsov pogon, unutarnji šesterokut i unutarnji klin (Torx). Osim toga, postoje patentirani inozemni tipovi utora: Phillipsov pogon s velikim zakretnim momentom i pogon s prorezima s velikim zakretnim momentom.
Pod normalnim okolnostima, vanjske strukture za ključanje imaju bolju otpornost na klizanje i torziju od unutarnjih. Stoga, pričvrsni elementi visoke čvrstoće uglavnom imaju vanjske strukture za zatezanje. Unatoč tome, vanjsko ključanje zahtijeva veći prostor za montažu i podložno je većim ograničenjima u okruženju instalacije. Među tipovima unutarnjih ključeva, unutarnji šesterokut i unutarnji Torx daju izvanredno superiornu torzijsku izvedbu i mogu se primijeniti u radnim uvjetima visoke čvrstoće. Unutarnje šesterokutne rupe općenito se formiraju prethodnim bušenjem pilot rupa nakon čega slijedi bušenje šesterokutnim bušilicama. Metalni ostaci koji nastaju probijanjem imaju tendenciju nakupljanja na dnu rupe i mogu otpasti tijekom rada, stvarajući strana onečišćenja. Za primjene sa strogom kontrolom stranih tijela, svi ostaci unutar rupa moraju se temeljito očistiti.
1.3 Struktura drške
Thevijakdrška se odnosi na glatki dio bez navoja. Prema promjeru drške, klasificira se na dršku velikog promjera, dršku promjera koraka, stepenastu dršku i povećanu dršku.
Drška velikog promjera (standardna drška): Njegov nazivni promjer jednak je glavnom promjeru navoja s dva stupnja tolerancije. Labave tolerancije (h12, h14) uglavnom se koriste za zatezne vijke; uske tolerancije (f9, f7, r6) vrijede za posmične vijke.
Drška s promjerom koraka (tanka drška): Njegov nazivni promjer približan je promjeru koraka navoja, obično s tolerancijom h12 ili bez posebnih zahtjeva za toleranciju. Pogodan je za zatezne vijke.
Stepenasta drška (zaobljena drška): Njegov promjer je manji ili jednak manjem promjeru navoja, dizajniran da smanji krutost vijka i smanji koncentraciju naprezanja u korijenu navoja.
Povećana drška (ojačana drška): Njegov promjer premašuje glavni promjer navoja. Može formirati interferentni spoj s montažnim rupama i obično se koristi za održavanje opreme i pojačanje.
1.4 Struktura niti
Parametri navoja uključuju efektivnu duljinu navoja, točnost navoja, profil navoja, radijus korijena navoja, odstupanje navoja i udaljenost ramena. Za vijke istog standardnog i nominalnog promjera, efektivna duljina navoja je fiksna. Promjene ukupne duljine vijka postižu se podešavanjem duljine glatke drške. Navoji se dijele na dugi navoj, srednji navoj i kratki navoj:
Dugi navoj: Usklađen sa zateznim vijcima za podnošenje velikih vlačnih opterećenja;
Kratki navoj: Usklađen s posmičnim vijcima, oslanjajući se na površinski kontakt za pozicioniranje protiv pada uz minimalno vlačno opterećenje;
Srednji navoj: Primjenjuje se na vijke pod kombiniranim vlačnim i posmičnim opterećenjima, koji mogu podnijeti i napetost i smicanje.
2. Ekskluzivna struktura klinova
Svornjaci nemaju glave u obliku vijaka i imaju potpuno navoje na oba kraja. Navoji na dva kraja mogu biti izrađeni s jednakim ili različitim promjerima. Tijekom instalacije, jedan kraj je uvrnut u baznu komponentu za trajno učvršćivanje uz rijetko rastavljanje; drugi kraj se spaja s maticama za ponovnu montažu i demontažu. Kako bi se zajamčilo čvrsto pričvršćivanje ugrađenog kraja, usvojeni su prijelazni navoji za blokiranje smetnji. Ključevi za pričvršćivanje i druge strukture također se mogu koristiti za fiksaciju protiv labavljenja.
3. Ukupna svojstvaVijci, zavrtnji i klinovi
Svojstva spojnica spadaju u mehanička svojstva i metalurška svojstva. Mehanička svojstva procjenjuju sposobnost spojnih elemenata da izdrže različita vanjska opterećenja iz makroskopske perspektive, s ključnim pokazateljima uključujući vlačna svojstva, svojstva smicanja i otpornost na zamor. Metalurška svojstva procjenjuju mikroskopsku kvalitetu strukture materijala, pokrivajući linije toka metala, metalografsku strukturu i diskontinuitete materijala kao što su poroznost i pukotine.
4. Klasifikacija stupnjeva izvedbe spojnica
U zemlji su usvojena dva glavna standardna sustava za pričvršćivače: nacionalni standardni sustav opće namjene (GB sustav) i sustav pričvršćivača specifičan za zrakoplovstvo. Razlike u radnom okruženju i tehničkim pokazateljima dovode do različitih pravila ocjenjivanja mehaničkih svojstava između dva sustava.
4.1 Ocjene izvedbe prema GB nacionalnom standardnom sustavu
U Kini postoji 12 aktualnih nacionalnih standarda koji određuju mehanička svojstva spojnih elemenata serije vijaka.
(1) Ocjene izvedbe vijaka, vijaka i svornjaka od ugljičnog čelika i legiranog čelika
Na temelju vlačne čvrstoće i granice razvlačenja definirano je devet stupnjeva: 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 i 12,9. Uobičajeno, stupnjevi niže od 8.8 izrađeni su od ugljičnog čelika, dok stupnjevi 8.8 i viši koriste legirani čelik s namjenskom toplinskom obradom.
Format označavanja: XY Pravila su definirana na sljedeći način:
Broj ispred decimalne točke jednak je nazivnoj vlačnoj čvrstoći (MPa) podijeljenoj sa 100;
Broj iza decimalne točke jednak je omjeru prinosa pomnoženom s 10;
Nazivna granica razvlačenja=(umnožak dva broja) ÷ 10.
Primjer: vijak stupnja 9.8. Znamenka 9 označava nazivnu vlačnu čvrstoću=9 × 100=900 MPa; znamenka 8 označava omjer prinosa=8 ÷ 10=0.8.
(2) Ocjene performansi vijaka, vijaka i klinova od nehrđajućeg čelika
Spojni elementi od nehrđajućeg čelika podijeljeni su u tri kategorije (austenitni, martenzitni, feritni) i devet grupa materijala: A1, A2, A3, A4, A5, C1, C3, C4, F1. U kombinaciji s procesima oblikovanja, formiraju se 23 kompletne ocjene izvedbe.
Pravilo označavanja: grupa materijala + dvoznamenkasti broj čvrstoće. Slova označavaju kategorije materijala: A=austenitni nehrđajući čelik, C=martenzitni nehrđajući čelik, F=feritni nehrđajući čelik. Dvije znamenke predstavljaju jednu desetinu vrijednosti vlačne čvrstoće.
Primjeri: A2-70 odnosi se na austenitni nehrđajući čelik grupe 2 formiran hladnom preradom s minimalnom vlačnom čvrstoćom od 700 MPa; C3-80 odnosi se na martenzitni nehrđajući čelik grupe 3 tretiran kaljenjem i popuštanjem s minimalnom vlačnom čvrstoćom od 800 MPa.
(3) Ocjene izvedbe spojnih elemenata od neželjeznih metala
Uobičajeni materijali koji ne sadrže željezo uključuju legure bakra i legure aluminija. Klasifikacija je određena vlačnom čvrstoćom, a ovi spojni elementi općenito se klasificiraju kao tipovi niske čvrstoće. Spojni elementi identične kvalitete i specifikacije dijele isto minimalno vlačno opterećenje. Ocjene odgovaraju klasama materijala i pokazateljima vlačne čvrstoće. Legure bakra imaju sedam stupnjeva: CU1, CU2, CU3, CU4, CU5, CU6, CU7; Aluminijske legure imaju šest stupnjeva: AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL6.
Primjer: CU2 označava bakrenu leguru stupnja 2 koja odgovara stupnju H63 s vlačnom čvrstoćom od 370 MPa. Označavanje se sastoji od dva slova plus jedna znamenka. Slova odgovaraju simbolima kemijskih elemenata (CU za bakar Cu, AL za aluminij Al); znamenke su samo serijski brojevi, nisu raspoređeni uzlaznim redoslijedom čvrstoće i odgovaraju fiksnim klasama materijala i mehaničkim parametrima.
(4) Ocjene izvedbe nastavnih vijaka
Vijci za podešavanje također su spojni elementi s vanjskim navojem, ali imaju različite kriterije ocjenjivanja od običnih vijaka. Klasificiraju se po tvrdoći, a ne po zateznoj čvrstoći.
Ugljični čelik ivijci za postavljanje od legiranog čelika: četiri stupnja, naime 14H, 22H, 33H, 45H. Broj označava jednu desetinu minimalne Vickersove tvrdoće, a H predstavlja tvrdoću. Na primjer, 14H znači minimalnu Vickersovu tvrdoću=14 × 10=140 HV.
Stezni vijci od nehrđajućeg čelika: koristi se samo austenitni nehrđajući čelik, podijeljen u pet skupina u skladu s vijcima od nehrđajućeg čelika: A1, A2, A3, A4, A5 s identičnim kemijskim sastavom. Specificirana su dva stupnja tvrdoće: 12H i 21H. 12H odnosi se na meke austenitne stezne vijke s minimalnom tvrdoćom od 125 HV; 21H se odnosi na hladno obrađene očvrsnute vijke s minimalnom tvrdoćom od 210 HV.
