Mazací pasty pro běžné šroubové spoje

Šroubový spoj má svá specifika. V celém průběhu utahování je šroubový spoj namáhán na tah, krut a případně na ohyb. S narůstajícím předpětím se zvyšuje tlak v kontaktních plochách.

Z těchto základních předpokladů je třeba vycházet při volbě maziva pro běžný šroubový spoj.

Existuje mnoho mazacích past, u kterých je uvedeno, že mají nízký součinitel tření. Nízký součinitel tření však sám o sobě nic negarantuje. Je třeba také brát v potaz, jakým způsobem a podle jaké normy byl měřen.

Součinitel tření není jedno číslo. Je třeba znát jeho průběh a rozptyl v závislosti na zatížení během utahování šroubového spoje.

Test součinitele tření šroubového spoje se provádí podle normy ČSN EN ISO 16047, která stanovuje podmínky pro provádění zkoušek točivého momentu a upínací sily u spojovacích součásti.

Hodnota tření uvedená výrobcem na základě jiného způsobu měření, např. čtyřkuličkovým testem* nebo testem Pin-on-Disc **, je pro výpočet utahovacího momentu zavádějící.

Tyto testy nestanovují tření v závitu ani pod maticí vč. jejich rozptylu. Nelze z nich odvodit celkové tření a ani faktor utažení, tzv. k-faktor.

Skutečná hodnota tření, naměřená jinou metodou než podle ČSN EN ISO 16047, se významně liší.

* Čtyřkuličkový test: Metoda měření součinitele tření pro oleje a maziva. Hodnotí se odolnost maziva proti zatížení a všeobecný ukazatel otěru. Dělí se na test svaření dle normy ASTM D 2596 a test opotřebení dle normy ASTM D 2266.
** Pin-on-Disc: Měření spočívá ve vtlačování pevně uchyceného zkušebního tělíska (PIN) ve tvaru kuličky předem definovanou silou do zkušebního vzorku (disku).

Často se na nás zákazníci obracejí s požadavkem na výpočet utahovacího momentu. Spojovací materiál si následně chtějí utahovat vlastními silami a s použitím vlastního maziva.

S ohledem na výše uvedené skutečnosti si u maziv, která nemáme historicky naměřená, provádíme kontrolní měření součinitelů tření včetně jejich rozptylu. Díky vlastní laboratoři, ve které měření realizujeme v souladu s normou ČSN EN ISO 16047, máme následně k dispozici přesné a reálné součinitele tření jednotlivých maziv v celém rozsahu dovoleného zatížení šroubu.

Na základě stovek měření, která jsme provedli, můžeme říct, že v mnoha případech se reálné součinitele tření liší od těch, které jsou běžně dostupné v materiálových listech. Rozdíly mohou dosahovat desítek procent a často jsou způsobeny právě různými metodami měření.

Při samotném utahování přírubového spoje je třeba vždy použít stejné mazivo, které bylo uvažováno ve výpočtu. V opačném případě může dojít k přetažení nebo naopak nedostatečnému utažení jednotlivých šroubů a nedostatečnému nebo příliš velkému stlačení těsnění.

POWERtorque LF Booster je tuhé mazivo v podobě pasty s nízkým a ustáleným součinitelem tření určené pro běžnou montáž šroubových spojů.

Po promíchání se mazivo nanáší štětcem na závity, podložky a čela matic či pod hlavu šroubu. Mezi třecími plochami vytváří účinný mazací film oddělující od sebe závit šroubu a matice. S narůstajícím tlakem na styčných plochách závitu a pod hlavou matky se součinitel tření nemění, viz graf.

Šroubové spoje se standardně utahují za studena. Teplotní odolnost maziv dává spíše informaci o jejich schopnosti zajistit následné povolování šroubového spoje. Test teplotní odolnosti utaženého šroubového spoje s pastou POWERtorque LF Booster proběhl po jeho zahřátí na 600 °C a následném ochlazení.

Pro představu přikládáme porovnání průběhů tření šroubu nenamazaného, namazaného a šroubu utaženého s pastou POWERtorque LF Booster.

Porovnání součinitelů tření mazací pasty LF Booster, vysokoteplotní pasty na bázi kovů a šroubového spoje bez maziva.

Z průběhů uvedených grafů vyplývá, že součinitel tření je u maziva POWERtorque LF Booster neměnný v celém průběhu dovoleného zatížení šroubu, což u standardních past na bázi kovů není pravidlem. Koeficient tření, který se v průběhu zatížení šroubu mění, není žádoucí.

Se zhoršujícím se třením dochází na styčných plochách závitů ke kontaktu kov na kov. Tento jev ve šroubovém spoji následně způsobuje jeho zadírání a dodatečně jej nežádoucím způsobem namáhá na krut. Při utahování potom tedy nelze dosáhnout požadovaného předpětí ve šroubu.