Liten skrue kan velte stort lass
Skruen er kanskje det viktigste maskinelementet i landbruket, men skruer kan være så mangt. Det er lett å bli lurt, og feil skrue på feil sted kan være veldig dumt.
I denne artikkelen skal vi begrense oss til det som kalles festeskruer, og da hovedsakelig slike som brukes i stålkonstruksjoner. Jan og Bjørn Tingstad hos Tingstad AS har hjulpet oss på veien.
Standarder
En standard for skruer sier noe om forholdet mellom diameter, gjengestigning og nøkkelvidde.Ikke tro at en standard er en standard. Heldigvis er de fleste nye skrueforbindelser utført med metriske skruer, men disse kan være laget ut fra minst tre forskjellige standarder.
Norsk standard og ISO er det vi skal gå ut fra her i landet. Tyskerne har sin egen vri på det, med DIN, og sjølsagt skal EU gjøre det hele enklere ved å innføre en egen standard på området. Heldigvis er forskjellen mellom disse sjelden mer enn ulike nøkkelvidder på samme skruedimensjon. Diameter og gjenger er oftest likt. På tommegjenger har du standardene UNC og UNF, og den utgåtte Withworthstandarden.
Amerikanerne har en idé om at streker i diverse retninger er egnet til å merke skruer. Skal du forklare merkinga til noen, må du ha en tabell for å lese av hvilken kvalitet skruen egentlig har. Det er avgjørende å vite så mye som mulig om kvalitet og bruksområde når du skal erstatte gamle skruer. Se etter koder og preginger i hodet og enden av skruen. Er du usikker på hva det betyr, må du gå inn i en tabell og finne forklaringa der.
Merking av skruer
Alle nye skruer større enn 5 mm skal være merka med produsentens symbol og fasthetsklasse. Fasthetsklasse blir oppgitt med to tall, for eksempel 8.8, som er mest vanlig. Det første tallet står for 1/100 av strekkfastheten i N/mm2. Det andre er et forholdstall som sier noe om flytegrensa. Høyere tall viser en sterkere skrue, men også en mindre elastisk skrue.
Andre utbredte kvaliteter er 10.9 og 12.9. På rustfrie skruer er strekkfastheten oppgitt med 1/10 av verdien i N/mm2. Det er ikke normalt å merke plateskruer, maskinskruer, treskruer og små dimensjoner av andre skruer.
Overflatebelegg på skruer
De fleste skruer som er aktuelle i landbruket, er stålskruer med et overflatebelegg. Volumselgeren er elektrolytisk forsinket (El-Zn). I utgangspunktet var dette en metode for å gi skruene rustvern under oversjøisk transport. El-forsinking er ikke ment som noen varig rustbeskyttelse. Tester viser da også at slike skruer har lett for å ruste under slike forhold som vi har i jordbruket.
Noe bedre er gul eller svartkromatiserte skruer.Varmforsinkete skruer er mye brukt, og de har vesentlig bedre motstandskraft mot korrosjon. De nevnte metodene går begge ut på at et overflatebelegg skal verne en ikke rustfri stålskrue.
Flere nye belegg har kommet de siste 10 åra, uten at disse har slått gjennom som handelsvare. Likevel kan du i framtida være forberedt til å støte på Dacromet, Climaseal og Ruspert, blant mange andre. Alle er litt enn de gamle metodene.
Rustfrie skruer kan ruste
At en skrue er rustfri, er ikke det samme som at den ikke ruster. Alle skruer i den prisklassen vi kan tillate oss i landbruket, kan ruste. I konstruksjoner av rustfritt stål må det imidlertid brukes rustfrie skruer, og de vil vare lenge.
Den mest utbredte kvaliteten heter A4. Denne har best kvalitet i forhold til prisen, og er den mest tilgjengelige. En slik skrue skal være merket for eksempel slik: A4-80. Første del angir kvalitet, andre del angir fasthetsklasse. Denne skruen vil være like sterk som en stålskrue merket 8.8. Du bør holde deg til denne styrken, så sant du ikke erstatter skruer med lavere kvalitet.
Skruer med høyere styrke finnes, men de er ikke lagervare. Umerka skruer har en fasthet mellom 50 og 70. Tallet er en tidel av strekkfastheten oppgitt i N/mm2. En rustfri mutter i A4-kvalitet skal ha samme merking som skruen, eller ha to hakk på alle seks hjørna.
Tingstad har en egen VVS-serie, som sjølsagt også kan brukes andre plasser enn på våtrom. Dette er skruer i rustfritt stål, men de er i tillegg elektropolert. Dermed er de så blanke at rusten har problemer med å få tak. Skruen vil likevel ikke egne seg for bruk i silo.
Korrosjon, eller rust
Korrosjon betyr at et materiale blir nedbrutt. På jern sier vi at det ruster. En skrue kan forårsake rust på materialet den er montert i, eller ruste bort sjøl, om feil skrue blir brukt.
Korrosjon er en naturlig følge av naturlovene. Ved omsmelting fra malm tilføres metallet energi, og det når en høyere energitilstand. Under visse forutsetninger vil det prøve å gjenvinne en lavere energitilstand, og det er denne forandringen vi kaller korrosjon.
Alminnelig korrosjon oppstår når samme materiale er brukt i hele konstruksjonen, og denne ruster å grunn av forskjellige miljøpåvirkninger. Her er det beste tiltaket overmaling.
Galvanisk korrosjon og spenningskorrosjon
Er det brukt ulike metaller i konstruksjonen, blir bildet mer komplisert. Under helt tørre og stabile forhold kan dette gå bra. Under fuktige forhold kan det ene metallet korrodere på bekostning av det andre. En slik form kalles galvanisk korrosjon. Du er tryggest om du bruker en skrue av samme metall som det du skrur i, altså stål til stål og rustfritt til rustfritt. Må du blande de to, må skruen være i det edleste materialet.
Spenningskorrosjon kan oppstå på skruer som er oppspent i et korrosivt miljø, for eksempel en gjødselkjeller. Nesten alle metaller er sårbare for dette. Brudd kan forekomme som en reaksjon på strekkspenninger og korrosjon. Forebyggende tiltak er å bruke riktig forspenning og å beskytte skruen.
Forspenning
Når du monterer en skrue, drar du den til med et visst kjent eller ukjent moment. Da får skruen en forspenning. Denne betyr mye for hvor sikker skrueforbindelsen er. Ved for hard tiltrekning, skal det mindre til før skruen får brudd. Skruen vil lett løsne om tiltrekkinga er for svak.
En amerikansk undersøkelse viser at mellom halvparten og tre fjerdedeler av alle skruebrudd skyldes utmatting, og ikke feil dimensjonering. To grunner til utmatting er utilstrekkelig forspenning ved monteringa eller for stort forspenningstap under belastning.
Når du skal trekke til med moment, må du vite om skruen, mutteren eller flatene disse ligger an mot, er innsatt med noen slags form for smøremidler. Dette må du da korrigere for. Skruegrossistenes tabeller er alt for detaljerte for oss til daglig bruk, men vi gjengir en veiledende verdi. Bruk en momentnøkkel som kopler ut på innstilt moment. Typen med viser på en skala er for unøyaktig og upraktisk.
Gjenger
Det finnes skruer med både fine og grove gjenger. I ISOs metriske standard er den grove gjengen mest utbredt.
I praksis finnes det ingen grunn til å velge fingjenga skruer. Det eneste unntaket er når kronemutter med splint blir brukt som sikring.
For å finne gjengestigninga bruker du et gjengelære. For metriske gjenger vil det vise avstanden mellom to gjengetopper i millimeter. På tommegjenger måler vi gjengestigninga i antall gjenger pr. tomme. Ved bestilling oppgir du om skuren skal være helgjenga eller delgjenga.De fleste skruene du får kjøpt, har valsede gjenger. Disse er sterkere enn skårne, altså slike du gjenger sjøl.
Niks links
Venstregjenger er det lite av i dag. Disse brukes på roterende deler for å hindre at rotasjonen skal løsne skruen. I våre dager blir andre låsemetoder foretrukket, men mutre og visse andre produkter er lagervare hos de store grossistene. Venstregjenga artikler skal være merket med pil, L for tyske Links (venstre) eller på anna måte.
Hoder
På små skruer har hoder med rettspor, og nå senere krysspor, vært utbredt. På større skruer er utvendig sekskant mest normalt. To systemer av nyere dato har imidlertid fordeler vi ikke kan overse. Innvendig sekskant og Torx har fordelen av et spor som gir godt feste. Med et bedre spor kan du overføre større moment, og det er lettere å trekke rett forspenning. Den amerikanske produsenten Unbrako dominerer markedet for skruer med innvendig sekskant.
Unbrako
Originale Unbraco-skruer produseres i meget høy kvalitet, oftest 12.9. Stållegeringa er slik at de også kan oppfylle kravene til bruddforlengelse og slagseighet for klasse 10.9. Høye krav i produksjonen medfører jevn kvalitet, høy slitestyrke, stor presisjon og god holdbarhet mot utmatting.
Den høye kvaliteten gjør at en Unbracoskrue kan erstatte flere vanlige skruer av normal kvalitet. Den er mindre plasskrevende, i og med at det ikke er behov for plass til verktøy rundt skruen. Med disse fordelene blir det hevdet at Unbrako likevel er et rimelig alternativ, til tross for at hver enkelt skrue er dyrere enn en vanlig skrue.
Til å arbeide med skruer som har innvendig sekskant, er det lurt å bruke godt verktøy. En myk nøkkel vil ødelegge sporet i skruen, mens en hard nøkkel kan splintre skruen. En nøkkel av riktig kvalitet vil ved brudd skjære av like over skruen, og du kan plukke ut restene med en magnet.
Torx
Faren for glipp er mindre på en Torx-skrue enn på innvendig sekskant. Derimot har sporet lettere for å tette seg. Hvilken skrue du foretrekker er derfor en smakssak. Uansett bør du ha et sett med Torx-trekkere i verktøykassen, for mange maskinprodusenter liker denne.
Skrue med krysspor
Philips (PH) er amerikanernes krysspor, mens Pozidriv (PZ) er den europeiske versjonen. Du kan bruke en Philipstrekker på en PZ-skrue, men ikke motsatt. Skrur du mye, bør du ha skrutrekkere og bits av begge typene. Begge har spor i flere størrelser, oppgitt med tall fra 0 til 3 /størst). 2 er mest utbredt, mens 0 er svært sjelden.
Settskrue
Settskruen, som også blir kalt gjengestift, må ikke være for lang. Typen med innvendig sekskant skal sitte i høyde med eller like under overflaten. Stikker skruen opp, vil det lett bli brudd i den innvendige sekskanten.
Mutteren
Når du velger kvaliteten på skruen, må mutteren følge etter. Normalt vil mutteren som passer til en 8.8-skrue ha tallet åtte innstemplet. Du skal ikke velge sterkere mutter enn skrue, for det er mutteren som skal være svakest.
Låsemuttre
Stigninga på gjengene gjør normalt skruen sjøllåsende. Risting, vekslende belastning og temperaturendringer kan likevel få skrueforbindelsen til å løsne. Det er i slike situasjoner vi må sikre mutteren.
Tradisjonelle metoder har vært bruk av kontramutter, fjærskiver, tannskiver, låseblikk, kronemutter med splint eller låsemutter med nylonring. Ved bruk av kontramutter, blir ofte en liten og en stor brukt. Da skal den store sitte ytterst, for denne får den største belastningen. En slik sikring er bedre enn ingen sikring, men ikke fullgod.Kronemutteren med splint låser helt, men er sjelden egnet på grunn av tidkrevende montering.
Låseblikk er i likhet splintløsningen sikker og arbeidskrevende.
Fjærskiver har vært en del brukt. De mister fjørkrafta etter ei tid, og gir seg. På samme tid blir forspenninga redusert, og spennkrafta som låser, blir borte.
Vifteskiver, altså tannede skiver, er noe bedre. De skjærer seg litt inn i skruen og underlaget, så sant dette ikke er for hardt.
En løsning for noe som skal sikres en gang for alle, er å klinke skrueenden utenfor mutteren eller låse med kjørnerslag i gjengen. Dessuten er det mulig å sveise mutter til skrue. Felles for disse metodene er at de ødelegger skrue og mutter for seinere bruk. Det finnes også låsemutre av metall som deformerer skruen.
Nylonlåsing
Nylonringen har kort levetid, og er ikke til å stole på i lengda. Når den blir utsatt for sol, varme og kulde, kan den tørke ut og sprekke, og den er en typisk engangsartikkel.
Det Thingelstad anbefaler, er en nyere type sjøllåsende metallmutter. Der har gjengene en spesiell profil, slik at mutteren sitter uten å skade skruen. Det forutsetter imidlertid at skrueforbindelsen blir montert med riktig forspenning. Foruten at gjengene på denne mutteren er spesielle, har den ei større anleggsflate enn en vanlig mutter, og denne flata har spor som lar mutteren få feste i underlaget.
Låsevæsker for skruer
Det finnes flere typer låsevæsker. Det du har bruk for, er enten normal, hard eller svært hard type. Den førstnevnte lar seg greit skru opp igjen, men er bedre enn en nylonlåsemutter. Den harde er for skruer som ikke skal opp igjen på lenge, men den lar seg løse. Svært hard låsevæske låser skruen helt fast.
Låsevæsker er generelt bedre enn alle mekaniske metoder til å opprettholde forspenningen i en skrue. Flesteparten av væskene skal påføres skruen, og herder når mutteren kommer på og stenger lufta ute. Noen typer kan påføres etter sammenskruing, og vil da trekke inn mellom mutter og skrue.
Låsevæsker kan brukes med flere hensikter enn å låse. De hindrer korrosjon, slik at skrueforbindelsen ikke ruster fast. Dessuten kan du unngå galvanisk korrosjon. Skruer med låsevæske kan brukes flere ganger, det er bare å børste dem rene og påføre ny væske.
Skiver
Stoppskiver, også kalt underlagsskiver, bruker vi der underlaget for skruehodet eller mutteren er ujevnt eller skjevt, og der trykket må fordeles på en større flate. Det siste er aktuelt når du bruker skruer i høy fasthetsklasse med høy forspenning, og på bløtt materiale. Mest brukt er runde skiver.
Ved skrueforbindelser i flensen av H- og U-bjelker må du bruke spesielle skiver fordi flensen er skrå. Det er nemlig viktig å unngå bøyepåkjenning på skruen, for det vil svekke den vesentlig.
Inngrepslengde
Lengden der gjengene i skruen er i inngrep med gods, må tilpasses materialtypen. For en stålskrue kan dette være veiledende inngrepslengde: Tilsvarende skruediameteren i stål, 1,3 ganger skruediameteren i støpejern, og 2-2,5 ganger skruediameteren i lettmetall.
Dersom du ikke kan gjenge gjennom godset, må du bore et hull som er djupere enn det skruen skal gå.En skrue skal alltid stikke ut av mutteren, men ikke for mye. Når du skal ha en skrue, velger du den minste standardlengden som gir utstikkende ende.
Gjør det sjøl
Av skruer som monteres uten mutter i tre, plast eller tynne metallplater, finnes sjølgjengende og sjølborende typer. Sjølgjengende er de vanlige skruene med spiss, tilsvarende treskruer. Noen varianter av disse blir kalt plateskruer. Ved bruk i stålplater kan du ha som tommelfingerregel at skruen er det svakeste leddet dersom denne er like tjukk eller tynnere enn stålplata.
Tiltrekkingsmoment finner du i skrueleverandørens tabeller. Både sjølgjengende og sjølborende skruer finnes i egne utgaver for stål, tre og plast, og de finnes i et utall varianter. Den sjølborende skruen skal lage sitt eget hull, forme sin egen gjenge og trekke delene sammen. I mange tilfeller vil monteringskostnaden med en sjølborende skrue være mindre enn en sjølgjengende som du må bore for.
Markedet for slike skruer har tatt av de siste åra, samtidig som utvalget har vokst. Merk deg at det kan være stor forskjell på spissen mellom ulike fabrikanter. Noen er støpt, andre er frest.
Tiltrekkingsmomenter i Nm Bolt Ø 8.8 10.9 12.9 Nøkkel Ø mm mm M 3 1,43 2,00 2,32 6 M 4 3,1 4,4 5,2 8 M 5 6,2 8,7 10,5 9 M 6 10,5 15,0 17,5 10 M 8 25 36 43 13 M 10 50 70 84 17 / 16 M 12 86 121 145 19 / 18 M 14 135 195 230 22 M 16 215 300 360 24 M 18 290 410 490 27 / 26 M 20 410 580 700 30 M 22 560 790 950 32 M 24 710 1000 1750 36 M 27 1050 1450 1750 41 / 40 M 30 1400 2000 2400 46 M 33 1900 2700 3160 50M 36 2440 3470 4060 55
Tommer Tommer 1/4 11,7 15,7 18,6 7/16 5/16 23 33 41 1/2 3/8 42 58 70 9/16 7/16 66 94 113 5/8 1/2 102 140 170 3/4 9/16 145 215 250 13/16 5/8 200 290 340 15/16 3/4 360 500 600 1 1/8 7/8 580 820 980 1 5/16 1 880 1220 1480 1 1/2 1 1/8 1230 1730 2090 1 11/16 1 1/4 1760 2470 2960 1 7/8 1 3/8 2290 3220 3860 2 1/161 1/2 3060 4270 5130 2 1/4
Verdiene gjelder tørr skrue på tørt underlag. Reduser de oppgitte verdiene med 10-15 prosent ved bruk av smøremidler. Tiltrekkingsmomenter for tommeskruer passer både UNC og UNF. 1 Nm=0,102 kpm, 1 kpm=9,81 Nm. I praksis rekner vi forholdet som 1:10. 1 Nm=1,36 ft.lb.
