Rozrzut wartości siły

Istotnym czynnikiem do oceny bezpieczeństwa połączeń sprężanych jest rozrzut wartości siły wstępnego sprężenia.
Przy dokręcaniu śrub ręcznym kluczem dynamometrycznym (p. 5.4) rozrzut siły sprężenia wynosi od 20 do 15%. Przyczynami tego są: zmienność współczynnika dokręcania k,„ który zależy od tarcia występującego podczas dokręcania pomiędzy powierzchniami gwintów śruby i nakrętki, oraz różne prędkości kątowe obrotu klucza w chwili jego wyłączenia. Zależność pomiędzy wartością momentu dokręcania Ms a wytężeniem a śrub klasy 10.9, przy rozrzucie współczynnika kd = 0,16-0,20 (program uprawnienia budowlane na komputer).

Stosując metodę „kąta obrotu nakrętki” (p. 5.4), uzyskuje się na ogół wyższe wartości sił w śrubach. Według badań amerykańskich  średnia wartość rzeczywistej siły sprężenia wynosi ok. 1,35 N, przy śrubach klasy 8.8 ok. 1,26Ns przy śrubach klasy 10.9. Na podstawie pracy zależności pomiędzy kątem obrotu nakrętki a siłą w śrubach klas 8.8 i 10.9. Obrót nakrętek był dokonywany po uprzednim ręcznym ich dokręceniu kluczem zwykłym (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Na uwagę zasługuje wpływ zwiększenia długości części gwintowanej trzpienia na wzrost odkształcalności śruby.
Wytężenie śrub klasy 10.9 w zależności od kąta obrotu nakrętki, przy metodzie sprężania stosowanej we Francji. Rozrzut wartości naprężeń w śrubach, przy kącie obrotu 60° z tolerancją +15°, przy długości zaciskowej /. = 60-120 mm wynosi od 790 do 970 M Pa (uprawnienia budowlane).

Relaksacja naprężeń w śrubach postępuje najszybciej bezpośrednio po sprężeniu połączenia; osiąga ona wartość 5-10% po upływie jednej doby oraz ok. 15% po jedenastu latach. W śrubach ocynkowanych relaksacja jest dwukrotnie większa ze względu na pełzanie warstw cynku.
Przy obciążeniach wielokrotnie zmiennych obniżanie się wstępnych naprężeń w śrubach może być powodowane dociskiem i ścinaniem trzpieni śrub po poślizgu lub obciążeniem śrub wzdłuż ich osi zewnętrzną siłą rozciągającą P > 0,8Ns.

Współczynnik tarcia

Podsumowując skutki działania wymienionych czynników można stwierdzić, że stan wytężenia śrub, wywołany wstępnym sprężeniem, zawiera się w przedziale (0,5-0,9) R,’, przy sprężaniu ręcznym kluczem dynamometrycznym oraz w przedziale (0,7-1,1) R’m przy dokręcaniu śrub metodą „kąta obrotu nakrętki” (program egzamin ustny).
Wytężenie śrub podczas sprężania powyżej R’m jest możliwe wtedy, gdy wartość średnia ich wytrzymałości jest odpowiednio wyższa od minimalnej wytrzymałości normowej; np. w USA średnie R’m * 1,2 (min. R’J przy odchyleniu standardowym ok. 10%.

Nadmierne wytężenie śrub podczas sprężania nie powinno występować w przypadku stosowania śrub ocynkowanych, które mają skłonność do pęknięć w części gwintowanej trzpienia.
W połączeniach ciernych stan napięcia śrub po sprężeniu nie ulega zwiększeniu podczas przekazywania obciążeń w konstrukcji.
Najmniejsza wartość siły sprężenia ma zasadnicze znaczenie przy określaniu stanu granicznego poślizgu połączenia ciernego (opinie o programie).

Wartość najwyższą tej siły ogranicza jedynie wytrzymałość śrub na rozciąganie R’m. Osiągnięcie tej wytrzymałości podczas sprężania nie ma w połączeniach ciernych żadnego ujemnego wpływu na bezpieczeństwo konstrukcji (segregator aktów prawnych).
Siła wstępnego naciągu śruby przekazuje się z łba i nakrętki poprzez podkładki na zewnętrzne powierzchnie sprężonych blach. Siła sprężenia, rozłożona na powierzchni docisku blach wokół otworu na śrubę, jest zdolna wywołać siłę tarcia zależną od wartości współczynnika tarcia stykających się powierzchni łączonych elementów.

Wartości tego współczynnika są określane poprzez obciążanie próbnych połączeń, których wymiary i sposób przeprowadzenia badań podano w pracach. Zestawienie wartości współczynnika tarcia dla najczęściej stosowanych sposobów przygotowania powierzchni styku (promocja 3 w 1).