Často kladené otázky

Okružování zdokonalené firmou Bornemann patří k metodám třískového obrábění. Při této metodě se okružovací prstenec, stejnoměrně osazený břity, rychle otáčí okolo obrobku, který se pomalu otáčí stejným směrem. Paralelní osy rotace jsou při tomto procesu navzájem přesazené. Přesazení zabezpečuje příznivou tvorbu třísek, což podporuje odvádění tepla z obrobku a umožňuje výrobu velmi přesných závitových součástí.

Pomocí naklonění okružovacího prstence lze vytvořit stoupání závitu. Rozlišujeme vnější okružování a vnitřní okružování. Při vnějším okružování směřují břity okružovacího prstence dovnitř, takže se obrobek obrábí na vnější straně. Příkladem jsou závitové šrouby. Při vnitřním okružování se břity nástroje nacházejí na vnější straně. Nástroj přitom proniká do otvoru v obrobku a obrábí ho z vnitřní strany. Princip je přitom stejný. Příkladem dílu vyrobeného vnitřním okružováním je matice.

Hlavní výhody okružovaných závitů spočívají v lepším mazání, vysoké přesnosti a srovnatelně nižších výrobních nákladech u malých počtů kusů.

Vysoká přesnost

Při výrobním procesu zdokonaleném firmou Bornemann lze na rozdíl od válcování závitů dosáhnout vyšší přesnosti rozměrů, zejména pokud jde o přesnost stoupání. Je to dáno čistým a stejnoměrným řezem a dále tím, že se při tomto procesu do materiálu nepřenáší pnutí. Kvalita povrchu závitů Bornemann je stejná jako u broušených závitů a lze dosáhnout přesnosti stoupání 0,03 mm na 300 mm.

Lepší mazání

Na rozdíl od soustružení nevzniká u závitových šroubů Bornemann kruh, nýbrž mnohoúhelník, jehož malá vyvýšení činí jako u škrábaného povrchu jen několik µm. To vede k výraznému zlepšení mazání závitu.

U technicky velmi hladkých boků válcovaných závitů je mazivo pohybem a plošným tlakem mezi třecími plochami více či méně rychle vytlačováno.

Jinak je tomu u boků závitů Bornemann, které mají mírně mnohoúhelníkový tvar. V mikroskopických prohlubních se zadržuje mazivo a tyto prohlubně jsou využívány v podstatě jako mazací kapsy. Závity Bornemann jsou tak obecně lépe mazané než válcované závity.

Lepší mazání zabraňuje výskytu stick-slip efektu a snižuje sklon k zadření závitu.

Různé materiály, průměry a různá stoupání

Výrobní proces zdokonalený firmou Bornemann je velmi flexibilní metoda, kterou lze rychle přizpůsobit podle individuálních geometrií, velikostí a délek závitů. Lze používat všechny obrobitelné materiály, bez problému je možné obrábět i specifické materiály jako Hastelloy, Incolloy, Inconel, Monel, titan, kalené oceli, plasty nebo antimagnetické oceli.

Menší riziko mikrotrhlin

Stále více zákazníků v oblasti zvedací techniky vyžaduje, aby byly zdvihací šrouby zkontrolovány, zda se u nich nevyskytují mikrotrhliny, a používal se výhradně výchozí materiál s provedenou kontrolou trhlin.

Závity, které se lisují tvářením za studena do formy, mohou tyto mikrotrhliny ve výchozím materiálu zatlačit, a tím zamaskovat. Poté již tyto trhliny nejsou vidět a nelze je odhalit ani běžnými zkušebními metodami.

Při výrobním procesu Bornemann se rozřežou vlákna materiálu a do materiálu se nepřenáší žádná další pnutí. Tím je kdykoli možná i dodatečná kontrola trhlin a mikrotrhliny lze 100% vyloučit.

Povrchy závitových šroubů Bornemann jsou srovnatelné s broušenými povrchy a lze dosáhnout přesnosti stoupání méně než 0,03 mm na 300 mm. Kromě nákladného broušení závitů nedosahuje takové přesnosti žádná jiná konkurenční metoda.

Kromě přesnosti stoupání je při obrábění konců závitových šroubů a obrábění matic dosaženo tolerancí v setinovém rozmezí.

Metoda okružování závitů optimalizovaná firmou Bornemann je vhodná zejména pro přesné závity a dále vřetena se speciálním závitem, které jsou zapotřebí v malých a středně velkých počtech kusů (< 5 000 ks). Břity pro vřetena se speciálním závitem lze vyrobit individuálně a za výhodnou cenu. Při válcování závitů se musí nejprve vyrobit velmi drahé válcovací čelisti.

Závity Bornemann mají navíc takzvané mazací kapsy. Ty vznikají pomocí přerušovaného řezu při výrobním procesu. Na bocích závitů se vytvoří minimální mnohoúhelníkový tvar, v jehož prohlubních se může dobře zadržovat mazivo. Závity Bornemann jsou tak obzvláště vhodné pro použití v oblasti zvedací techniky s velkou nosností, protože při velkém plošném tlaku je nezbytné nepřetržité mazání. Navíc mají závity Bornemann díky lepšímu mazání menší sklon ke stick-slip efektu.

Pomocí nástroje pro dimenzování závitů, který najdete na naší webové stránce, si můžete nechat vypočítat potřebný závit. Získáte od nás nezávazný výpočet. Rychle a přesně.

Stick-slip efekt je v principu trhavý pohyb, neustále se střídající zastavení a posunutí. Když se systém nachází v zastaveném stavu a začne se posouvat, může dojít ke stick-slip efektu. Dochází k tomu zejména při nízkých kluzných rychlostech, a když je klidové tření výrazně vyšší než kluzné tření. Podobně jako při zemětřesení, kdy se 2 desky zaklíní a přitom vytvářejí sílu pro překonání klidového tření. Jakmile je toto klidové tření překonáno, je pro klouzání zapotřebí mnohem menší síla. Přebytečná síla se uvolňuje formou trhavého pohybu, vibrací a hluku, který je s tím spojený. U systému se závitovým šroubem a maticí má tento efekt podobné účinky. Při posouvání se systém pohybuje trhavě a může vibrovat, což při odpovídajícím rezonančním tělese vede ke vzniku nepříjemného, někdy skřípavého zvuku. Stick-slip efekt je rovněž příčinou skřípajících dveří. Výskyt tohoto efektu je zásadně nežádoucí, protože působí rušivě na průběh pohybu a zvyšuje opotřebení. V nejhorším případě může tento efekt způsobit také slepení celého systému studeným svarem. K tomuto tématu se můžete dozvědět více.

Stick-slip efekt se většinou vyskytuje tehdy, když je klidové tření výrazně větší než kluzné tření. Aby se zabránilo tomuto efektu, je proto nutné snížit klidové tření. Podívejme se na vzorec klidového tření:
FH = µH x FN
FH = klidová třecí síla nebo klidové tření
µ = součinitel klidového tření
FN = normálová síla

Klidové tření je výsledkem normálové síly a součinitele klidového tření. Normálová síla je síla působící kolmo na boky závitu, která vyplývá z vlastní hmotnosti a zatížení (sil působících v závitu). Ta by se pokud možno neměla měnit.

Součinitel klidového tření udává, jak dobře plocha klouže, resp. ulpívá. Nejlepší způsob je jeho snížení. Toho se nejjednodušeji dosáhne mazáním boků závitu.

U závitových šroubů Bornemann se to daří mimořádně dobře díky mazacím kapsám, a tedy neustálému mazání.

U závitů mluvíme o „zadření“ nebo o „adhezním opotřebení“, když se matice a šroub kvůli nedostatečnému mazání opakovaně svaří a odtrhnou. Tento efekt se často vyskytuje u vysoce tribologicky namáhaných závitových součástí, když dojde k odtržení vrstvy maziva.

Následkem toho může dojít ke spojení studeným svarem nebo tlakovým studeným svarem. Povolení takto zadřených závitů nebo dokonce závitů spojených studeným svarem je mimořádně těžké nebo dokonce nemožné. I pokud se zadřený závit podaří znovu povolit, jsou nosné boky většinou tak poškozené, že jsou nepoužitelné a musí se kompletně vyměnit.

Příliš drsné boky závitů jsou náchylné ke korozi a způsobují vysokou adhezní sílu, která podporuje zadření. Nedostatečně odjehlený chod závitu nebo nestejnoměrné stoupání mohou způsobit, že se závit zasekne, a tedy zadře, resp. spojí studeným svarem.

Podobně může ale také příliš hladký povrch vést k tomu, že se boky závitu „slepí“ jako dvě skleněné tabule, které se k sobě přitlačí. U závitů s velmi hladkými kontaktními plochami je mazivo vytlačováno, takže se mezi kluznými prvky už nenachází vrstva maziva. Na úrovni atomů se tak na styčných plochách dotýká velké množství kovových atomů. Zejména když na tyto styčné plochy působí tlak, vede to k tomu, že se tvoří stabilní atomové mřížky, které už nejde navzájem oddělit bez destrukce. Zde mluvíme také o tlakovém svaření zastudena.

Proto mají závity vyrobené válcováním, které mají velmi hladký povrch, také častěji sklon k zadření oproti přesným závitům Bornemann.

Další příčinou je nedostatečný rozdíl tvrdosti šroubu a matice.

Příliš velké namáhání může také vést k zadření, nebo dokonce spojení studeným svarem.

Při velmi vysokých teplotách kvůli nedostatečnému mazání a vysokým silám může proto rovněž docházet ke svaření dílů.

Přehled příčin zadření závitů:

• nedostatečné mazání / odtržení vrstvy maziva,
• nevhodná kombinace materiálů,
• vysoké zatížení (velký plošný tlak v závitu),
• vysoké teploty.

Znečištění závitových šroubů je často příčinou závažných výpadků. I ty nejmenší částice působí jako brusný papír a zapříčiňují vysoké opotřebení nebo vedou k zablokování celých systémů šroubů a matic. Zejména pokud nebyly na ochranu závitových šroubů použity manžety.

Kvůli co nejrychlejšímu zjištění příčiny v případě poškození doporučujeme vždy provést analýzu mazacího tuku, aby se již na začátku vyloučilo znečištění jako příčina poškození.

Můžeme zákazníkům poslat sadu pro analýzu, pomocí které se provede stěr. U odebraného vzorku se pak analyzují všechny železné částice, obsah vody, aditiva a případná znečištění a zákazníci obdrží během několika dní podrobnou zprávu s doporučenými činnostmi.

Z jednoho kusu ve standardním rozmezí 6 000 až 7 500 mm. Částečně jsou možná speciální válcování až do 12 000 mm. Jinak dokážeme vyrobit vícedílné šrouby. Ty se pak spojí kolíky, sešroubují a slepí. Nejdelší šroub, který jsme takto vyrobili, měřil více než 80 000 mm.

Umíme vyrobit závity až do průměru cca 450 mm. Maximální průměry závisí také na dostupnosti materiálu a vnějším obrysu závitového šroubu.

Díky vlastní konstrukci takzvaného zdvižného okružovacího zařízení jsme schopní vyrobit extrémně dlouhé trapézové matice a extrémně strmé vnitřní závity. Lze tak vyrobit vnitřní závity o délce až 2 500 mm.

Přesnost stoupání závitového šroubu určuje, pro jaký účel ho lze použít. Čím vyšší je přesnost stoupání, tím přesnější může být příslušné použití.

Naše závitové šrouby se vyznačují vysokou přesností stoupání 0,03 mm na 300 mm. Naše přesné závity jsou proto vhodné zejména pro použití, u kterých je nutná vysoká přesnost polohování a dlouhá životnost.

Mazací kapsy, které se záměrně vytvářejí při výrobním procesu Bornemann, umožňují velmi dobré zachycování a rozvádění maziva. U zvedací techniky s velkou nosností je dobré mazání obzvláště důležité, protože při enormním plošném tlaku může dojít ke svaření šroubu a matice. Díky existenci mazacích kapes trapézová matice mazivo úplně nevytlačí. Navíc se tím výrazně snižuje riziko stick-slip efektu, který by právě u takových zatížení měl obrovské následky.

Díky dobrému mazání lze pohon závitového šroubu často dimenzovat menší, protože adhezní síla, kterou je nutné překonat, je díky mazání výrazně menší. K tomuto tématu se můžete dozvědět více.

Velké množství strojů a nástrojů jsme sami zkonstruovali a vyrobili speciálně pro výrobu speciálních profilů závitů. Díky tomuto mimořádně flexibilnímu strojovému vybavení dokážeme vyrobit téměř všechny profily závitů, které známe. Patří k nim mj. trapézové závity, nerovnoramenné lichoběžníkové závity, závity ACME, jemné závity, metrické závity, šrouby s vysokou roztečí, oblé závity, Whitworthovy závity, reverzní závity, šneková soukolí a samozřejmě odpovídající trapézové matice. Kromě toho umíme vyrobit také vrcholové úhly podle specifických požadavků zákazníků, které jsou uzpůsobené podle individuálních potřeb u příslušného použití.

Závity ACME mají vrcholový úhel 29° a používají se hlavně v USA. V Evropě se prosadil trapézový závit podle DIN 103 s vrcholovým úhlem 30°. Oba závity jsou samosvorné.

Životnost závitového šroubu závisí na případu použití, oblasti použití, kombinaci materiálu, mazání a dalších externích faktorech.

U většiny součástí ve strojírenství se při výpočtu životnosti zohledňuje únava materiálu (= prasknutí), ale při stanovení životnosti kluzných závitů hraje rozhodující roli opotřebení. Na tribologii/tření zde má rozhodující vliv mazání a teplota (= vnější faktory) a třecí síly doposud nelze – kupodivu – přesně vypočítat nebo předpovědět.

Proto je nakonec nutné opotřebení simulovat pomocí reálných zkoušek. Vyvinuli jsme za tímto účelem metodu pro simulaci opotřebení za mnoho let během několika týdnů. To nám také umožňuje, abychom navzájem porovnali různé druhy závitů a maziv podle individuálních potřeb zákazníků pro zjištění optimálního řešení. Další podrobnosti k tomuto najdete také zde: www.youtube.com/watch?v=tA4qDsPSmWk. K tomuto tématu se můžete dozvědět více.

Reverzní šrouby nebo diamantové šrouby s jednosměrným otáčením se používají např. pro navíjení lan pomocí jeřábové techniky, kabelů u větrných turbín na moři nebo příze v textilním průmyslu. Ať se jedná o použití pro nadměrné, nebo malé rozměry, reverzní závity, resp. reverzní šrouby vyrobíme podle vašeho individuálního výkresu z každého obrobitelného materiálu i s nestandardními rozměry.

Vícechodý závit má několik šroubovic nad sebou. Počet šroubovic odpovídá počtu chodů. Díky většímu počtu zabírajících šroubovic lze dosáhnout lepšího rozložení síly.

Navíc je možný velký osový zdvih. Proto v případě vícechodých závitů mluvíme často také o šroubech s vysokou roztečí. Šrouby s vysokou roztečí tedy převádějí malý radiální pohyb na co možná největší axiální pohyb.

Další podrobnosti k tomuto najdete také zde: https://www.youtube.com/watch?v=qiAlDcD8s9Q&t=15s