Połączenia elementów

Połączenia elementów bez powłok antykorozyjnych na powierzchniach styku powinny być sprężane bezpośrednio po oczyszczeniu. Rdza znacznie obniża współczynnik tarcia. Przy doborze sposobu przygotowania powierzchni styków należy brać pod uwagę nie tylko liczbę łączników, ale również koszty wykonania połączeń w warsztacie i na budowie (program uprawnienia budowlane na komputer).
Niekiedy przy długotrwałym obciążeniu wielokrotnie zmiennym połączeń ciernych następuje pełzanie części łączonych aż do stanu, w którym część obciążenia zacznie się przekazywać przez docisk i ścinanie śrub.

Szczególnie skłonne do pełzania są powierzchnie styku cynkowane. Przy krótkotrwałym obciążeniu zmiennym mają one jednak czasem wyższy współczynnik tarcia niż przy obciążeniu statycznym wskutek nierównomiernego przemieszczania się powłoki cynkowej (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Największą odporność na pełzanie uzyskuje się przy zastosowaniu natryskiwanych powłok aluminiowych i krzemowo-cynkowych. Badania połączeń ciernych mostu kolejowego, o powierzchniach styków czyszczonych ręcznie szczotką drucianą, wykazały po trzech latach poślizg od 0,02 do 0,15 mm.

Na rysunku 5-6 przedstawiono na podstawie pracy zależności pomiędzy współczynnikiem tarcia przyjmowanym przy określaniu obciążenia a pełzaniem połączeń ciernych o powierzchniach styków ocynkowanych, pokrytych minią lub pokrytych farbą krzemianowo-cynkową (uprawnienia budowlane). Aby zabezpieczyć się przed pełzaniem połączeń ciernych, przy działaniu długotrwałego obciążenia wielokrotnie zmiennego, konieczne jest stosowanie powłok o znacznej odporności na pełzanie. Najskuteczniejszym zabezpieczeniem połączeń jest jednak zastosowanie śrub pasowanych. Siła tarcia przestaje mieć wówczas decydujące znaczenie i połączenie może być traktowane jako sprężone połączenie pasowane (program egzamin ustny).

Połączenia obciążone współosiowo

Rozkład sił wewnętrznych w połączeniu ciernym wielośrubowym, w którym oś symetrii śrub pokrywa się z linią działania siły zewnętrznej, jest najbardziej nierównomierny w pierwszych stadiach obciążenia. Początkowo obciążenie jest przenoszone przez siły tarcia tylko wokół śrub skrajnych.

W miarę wzrostu siły zewnętrznej strefa tarcia rozszerza się w kierunku środka połączenia. Z chwilą, gdy siły działające na śruby skrajne przekroczą siłę tarcia, następuje poślizg cząstkowy wokół tych śrub, co przyspiesza przekazywanie się dalszych przyrostów obciążenia na śruby wewnętrzne. Wielkość tego poślizgu jest ograniczona przez zdolność do sprężystego odkształcenia części łączonych na odcinku do następnej śruby przenoszącej obciążenie przez tarcie (opinie o programie). Dalsze zwiększenie obciążenia powoduje przekraczanie sił tarcia i poślizgi cząstkowe wokół kolejnych śrub usytuowanych coraz bliżej środka połączenia. Poślizg części łączonych, w wyniku którego połączenie cierne zaczyna przenosić obciążenie przez docisk i ścinanie trzpieni śrub, następuje z chwilą poślizgu wokół śrub środkowych.

Właściwości połączenia ciernego po poślizgu stają się zbliżone do właściwości sprężonego połączenia śrubowego zwykłego. Różnica pomiędzy obciążeniem wywołującym poślizg połączenia a obciążeniem powodującym pierwszy poślizg cząstkowy maleje w miarę wzrostu nośności w stanie sprężystym przekroju netto w stosunku do sumy sił tarcia. W połączeniach kategorii B poślizg cząstkowy występuje zwykle już w stanie użytkowania (segregator aktów prawnych). W połączeniach ciernych kształtowników rozciąganych wpływ mimośrodu siły w stosunku do płaszczyzny styku na wytrzymałość przekroju elementów łączonych może być uwzględniany podobnie jak w połączeniach zwykłych za pomocą współczynnika (promocja 3 w 1).

Wpływ zginania na poślizg połączeń blach na zakład (jednociętych) może być pomijany. Przekładki wyrównawcze traktowane są w połączeniach ciernych jako integralna część połączenia. Ich obecność zwiększa podatność śrub na zginanie, co wpływa na bardziej równomierny rozkład obciążeń w połączeniu w stanie granicznym nośności śrub, ale zwiększa zarazem przemieszczenia części łączonych.