Podkładki są kluczowymi elementami w połączeniach śrubowych, pełniącymi funkcję ochronną, stabilizującą i wzmacniającą. Choć często są traktowane jako drobne akcesoria, ich właściwy dobór ma istotne znaczenie dla trwałości i bezpieczeństwa połączeń. W niniejszym artykule przedstawimy rodzaje podkładek stosowanych w połączeniach śrubowych, ich właściwości oraz zastosowanie w różnych warunkach pracy.
Dlaczego stosuje się podkładki w połączeniach śrubowych?
Podkładki pełnią kilka kluczowych funkcji:
- Ochrona powierzchni – rozkładają nacisk śruby na większą powierzchnię, zapobiegając uszkodzeniom materiału.
- Zapobieganie luzowaniu się połączeń – podkładki sprężyste i antywibracyjne pomagają w utrzymaniu napięcia w połączeniu.
- Kompensacja nierówności – wyrównują drobne nierówności powierzchni, zwiększając skuteczność połączenia.
- Zwiększenie siły tarcia – podkładki ząbkowane i radełkowane poprawiają stabilność śruby w konstrukcji.
- Odporność na korozję i temperaturę – specjalne podkładki uszczelniające chronią połączenia w trudnych warunkach środowiskowych.
Rodzaje podkładek i ich zastosowanie
1. Podkładki płaskie (DIN 125, DIN 9021)
Charakterystyka:
- Najczęściej stosowane, wykonane ze stali, stali nierdzewnej, miedzi lub tworzyw sztucznych.
- Dostępne w różnych klasach wytrzymałości i powłokach antykorozyjnych.
Zastosowanie:
- Rozkład siły nacisku śruby na większą powierzchnię.
- Ochrona materiału przed uszkodzeniami.
- Stosowane w konstrukcjach stalowych, budownictwie, motoryzacji.
2. Podkładki sprężyste (wachlarzowe, faliste, sprężynowe) – DIN 127, DIN 6796
Charakterystyka:
- Wykonane z hartowanej stali sprężynowej, mosiądzu lub stali nierdzewnej.
- Powierzchnia często ząbkowana, co zwiększa tarcie i redukuje możliwość poluzowania połączenia.
Zastosowanie:
- Zapobieganie samoczynnemu odkręcaniu się połączeń pod wpływem drgań i wibracji.
- Stosowane w mechanice precyzyjnej, maszynach przemysłowych i motoryzacji.
3. Podkładki ząbkowane i radełkowane (DIN 6798, DIN 7980)
Charakterystyka:
- Posiadają specjalne ząbki na powierzchni, które wbijają się w materiał i poprawiają stabilność połączenia.
Zastosowanie:
- Zabezpieczają połączenie przed poluzowaniem.
- Popularne w budowie maszyn, konstrukcjach stalowych i urządzeniach elektrycznych.
4. Podkładki uszczelniające (gumowe, metalowo-gumowe, teflonowe)
Charakterystyka:
- Łączą funkcję mechaniczną z uszczelnieniem.
- Wykonane z gumy, teflonu lub silikonu, czasem w połączeniu z metalem.
Zastosowanie:
- Uszczelnianie połączeń w instalacjach wodnych, gazowych i hydraulicznych.
- Stosowane w motoryzacji oraz przy montażu zbiorników i rur.
5. Podkładki miedziane i aluminiowe
Charakterystyka:
- Charakteryzują się wysoką odpornością na korozję i działanie temperatury.
- Często stosowane jako podkładki uszczelniające.
Zastosowanie:
- Uszczelnianie połączeń w układach olejowych i paliwowych.
- Stosowane w motoryzacji oraz hydraulice siłowej.
6. Podkładki talerzowe (DIN 6796, Belleville)
Charakterystyka:
- Mają kształt stożka i działają jak sprężyna, kompensując wydłużenia cieplne śrub.
- Zapewniają duży nacisk przy niewielkim ugięciu.
Zastosowanie:
- Stosowane w połączeniach narażonych na obciążenia dynamiczne i wibracje.
- Znajdują zastosowanie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i energetycznym.
7. Podkładki klinowe (DIN 25201 – Nord-Lock)
Charakterystyka:
- Składają się z dwóch elementów, które blokują się względem siebie po dokręceniu.
- Wykorzystują efekt klinowania, eliminując ryzyko samoczynnego odkręcenia.
Zastosowanie:
- Wymagające aplikacje przemysłowe i kolejowe.
- Zabezpieczenie połączeń w miejscach o wysokich drganiach i obciążeniach dynamicznych.
Porównanie rodzajów podkładek w tabeli
Rodzaj podkładki | Zastosowanie | Zalety | Wady |
---|---|---|---|
Płaska | Ochrona powierzchni, rozkład obciążeń | Prosta w montażu, szerokie zastosowanie | Nie zabezpiecza przed odkręcaniem |
Sprężysta | Zapobieganie luzowaniu połączeń | Tania, skuteczna w redukcji luzów | Może deformować się w czasie |
Ząbkowana | Dodatkowe zabezpieczenie antywibracyjne | Zwiększa tarcie, poprawia stabilność | Może uszkodzić powierzchnię |
Uszczelniająca | Instalacje wodne, gazowe, hydrauliczne | Zapewnia szczelność | Ograniczona odporność mechaniczna |
Miedziana | Połączenia wysokotemperaturowe, układy paliwowe | Odporność na temperaturę i korozję | Droższa niż stalowa |
Talerzowa | Kompensacja wydłużeń cieplnych | Stabilizuje połączenie pod obciążeniem | Może wymagać precyzyjnego doboru |
Klinowa | Połączenia narażone na ekstremalne drgania | Najwyższa skuteczność w zabezpieczeniu przed odkręcaniem | Wysoka cena |
Jak dobrać odpowiednią podkładkę?
Dobór podkładki zależy od kilku czynników:
- Rodzaju połączenia – statyczne, dynamiczne, uszczelniające.
- Środowiska pracy – warunki atmosferyczne, temperatura, chemikalia.
- Rodzaju materiałów łączonych – np. aluminium wymaga podkładek zapobiegających korozji kontaktowej.
- Sił działających na połączenie – wysokie obciążenia wymagają podkładek o dużej odporności mechanicznej.