DIN 933 a DIN 931, rozdiel medzi skrutkou s plným a čiastočným závitom

Pri výbere šesťhrannej skrutky často nestačí poznať iba priemer, dĺžku a materiál. Dve skrutky môžu na prvý pohľad vyzerať takmer rovnako, no v konkrétnom spoji sa môžu správať odlišne. Typickým príkladom sú DIN 933 a DIN 931, teda normy, ktoré sa dodnes bežne používajú pri označovaní skrutiek so šesťhrannou hlavou. Najväčší rozdiel medzi nimi je jednoduchý. DIN 933 má závit prakticky po celej dĺžke skrutky, zatiaľ čo DIN 931 má časť drieku hladkú a závit sa nachádza iba na konci skrutky. Tento rozdiel ovplyvňuje použitie skrutky, jej správanie pri šmykovom zaťažení, výber správnej dĺžky aj spôsob montáže. Aj keď sa s označeniami DIN 933 a DIN 931 stále bežne stretnete v skladoch a e shopoch, z pohľadu súčasných noriem boli nahradené normami ISO. DIN 933 dnes zodpovedá najmä ISO 4017, zatiaľ čo DIN 931 zodpovedá ISO 4014. Pri bežnom nákupe však pôvodné DIN označenia stále zostávajú veľmi rozšírené.

DIN 933 a DIN 931, základný rozdiel je v závite

Skrutka podľa DIN 933 má závit vedený prakticky od konca skrutky až po oblasť pod hlavou. Ide teda o plne závitovú skrutku. Hodí sa najmä v situáciách, keď potrebujeme väčšiu voľnosť pri uťahovaní, keď skrutku montujeme priamo do závitového otvoru alebo keď sa hrúbka spájaných dielov môže meniť. Pri DIN 931 tvorí časť skrutky hladký valcový driek a závit sa nachádza iba na poslednej časti skrutky. Takéto riešenie oceníme predovšetkým tam, kde skrutka prechádza cez viac dielov a spoj prenáša priečne zaťaženie. Hladká časť má plný priemer skrutky a nemá závitové drážky, preto môže byť vhodnejšia na prenos šmykového zaťaženia. Rozdiel teda nie je iba vizuálny. Pri správnom výbere môže poloha hladkého drieku alebo závitu výrazne ovplyvniť správanie celého spoja.

Kedy použiť DIN 933

DIN 933 je praktickou voľbou všade tam, kde je potrebné, aby bol závit dostupný na čo najväčšej časti skrutky. Typickým príkladom sú tenšie zostavy, montáže s rozdielnou hrúbkou materiálu alebo skrutkovanie priamo do závitového otvoru v oceľovej konštrukcii, stroji či inom dielci. Výhodou je jednoduchosť pri výbere dĺžky. Ak sa napríklad hrúbka spájaných materiálov mierne zmení, matica sa môže posunúť prakticky po celej dĺžke skrutky. Pri DIN 931 by mohol byť hladký driek príliš dlhý a matica by sa zastavila na konci závitu ešte skôr, než by boli diely správne zovreté. DIN 933 sa preto často používa pri univerzálnych montážach, oceľových konštrukciách, držiakoch, rámoch, strojoch alebo pri kotvení, kde sa využíva závit na väčšej časti dĺžky skrutky.

Kedy dáva väčší zmysel DIN 931

DIN 931 sa hodí najmä vtedy, keď hladký driek skrutky plní dôležitú mechanickú funkciu. Ak spoj prenáša priečnu silu, konštruktér sa môže snažiť viesť miesto kontaktu cez hladkú časť drieku a nie cez závit. Takéto riešenie pomáha využiť plný priemer skrutky v namáhanej oblasti. Predstavme si dva oceľové profily spojené skrutkou. Keď sa profily začnú voči sebe posúvať, stena otvoru začne pôsobiť na skrutku. Pri DIN 933 môže tento kontakt zasahovať priamo do závitu, zatiaľ čo pri DIN 931 možno správnou voľbou dĺžky umiestniť do tejto oblasti hladký driek s plným priemerom. DIN 931 preto často nájde uplatnenie v mechanických spojoch, konštrukciách, závesoch, strojoch alebo zostavách s opakovaným priečnym namáhaním. Pri výbere treba zároveň správne nastaviť dĺžku skrutky tak, aby závit nezačínal práve v oblasti s najvyšším mechanickým zaťažením.

Plný závit automaticky neznamená pevnejšiu skrutku

Pri pohľade na DIN 933 môže vzniknúť dojem, že viac závitu znamená pevnejšiu alebo kvalitnejšiu skrutku. Takto sa však pevnosť skrutky neposudzuje. DIN 933 a DIN 931 definujú predovšetkým tvar a rozmery skrutky, nie jednu konkrétnu pevnosť materiálu. O mechanických vlastnostiach rozhoduje materiál a pevnostná trieda. Pri oceľových skrutkách sa môžeme stretnúť napríklad s triedami 8.8, 10.9 alebo 12.9. Pri nehrdzavejúcej oceli sa bežne používajú označenia ako A2-70 alebo A4-70. Rovnaká norma DIN teda môže byť dostupná vo viacerých materiálových a pevnostných vyhotoveniach. Pri zaťažení v ťahu je navyše kritickým miestom spravidla závitová časť. Závit má menší efektívny nosný prierez než hladký driek s plným priemerom. Hladká časť DIN 931 preto neznamená automaticky vyššiu únosnosť celej skrutky v ťahu, jej výhoda sa prejavuje najmä pri priečnom namáhaní a pri správnom umiestnení šmykovej roviny.

Prečo je DIN 931 vhodnejšia pri šmykovom zaťažení

Pri šmykovom zaťažení je rozdiel medzi závitom a hladkým driekom oveľa dôležitejší. Hladký driek má plný prierez skrutky, zatiaľ čo závit obsahuje drážky a jeho koreň vytvára prirodzené miesto koncentrácie napätia. Ak má napríklad skrutka M10 hladký driek s menovitým priemerom 10 mm, jeho prierez je väčší než efektívny prierez závitovej časti M10. Pri správne navrhnutom spoji DIN 931 preto možno umiestniť hladkú časť práve do miesta, kde sa jednotlivé diely môžu navzájom posúvať a vytvárať šmykové zaťaženie. Neznamená to však, že DIN 933 nemožno použiť v konštrukcii s priečnym zaťažením. V správne predpätom skrutkovom spoji môže byť veľká časť priečnej sily prenášaná trením medzi spojenými dielmi. Až keď dôjde k prekĺznutiu, začne sa výraznejšie uplatňovať samotný kontakt skrutky so stenou otvoru.

Ako vybrať správnu dĺžku DIN 933

Pri DIN 933 je výber dĺžky pomerne priamočiary. Menovitá dĺžka šesťhrannej skrutky sa meria od spodnej dosadacej plochy hlavy až po koniec skrutky. Výška hlavy teda nie je súčasťou údajovanej dĺžky. Pri spojení pomocou matice treba spočítať hrúbku spájaných materiálov, prípadné podložky, výšku matice a malú rezervu na vyčnievanie závitu za maticou. Neexistuje pritom univerzálne pravidlo, že za maticou musia vždy vyčnievať presne dva závity. Podstatné je, aby bol závit v matici dostatočne využitý a aby celý systém fungoval podľa požiadaviek konkrétnej montáže. Pri skrutkovaní DIN 933 priamo do závitového otvoru treba kontrolovať aj hĺbku otvoru. Najmä pri slepom otvore nesmie koniec skrutky naraziť na jeho dno skôr, než hlava skrutky správne pritlačí spájané diely.

Pri DIN 931 treba kontrolovať aj dĺžku hladkého drieku

Výber DIN 931 je o niečo náročnejší, pretože nestačí sledovať iba celkovú dĺžku skrutky. Dôležité je vedieť, kde končí hladký driek a kde začína závit. Pri nesprávnom výbere môže vzniknúť situácia, keď matica dôjde na koniec závitu ešte predtým, než dostatočne pritlačí spájané diely. Na druhej strane, pri konštrukcii namáhanej priečne chceme dosiahnuť presný opak. Hladký driek by mal prechádzať cez kritickú oblasť spoja a závit by mal začínať až za ňou. Práve preto sa pri DIN 931 často oplatí pozrieť nielen na priemer a celkovú dĺžku skrutky, ale aj na normovanú dĺžku závitovej časti. Pri bežných rozmeroch sa dĺžka závitu DIN 931 mení podľa priemeru skrutky a celkovej dĺžky. Pri technicky dôležitých spojoch je preto vhodné vychádzať z rozmerovej tabuľky konkrétnej normy a nie iba z jednoduchého odhadu.

DIN 933 a DIN 931 z nehrdzavejúcej ocele A2

Pri použití v exteriéri, vo vlhkom prostredí alebo tam, kde nechceme riešiť koróziu bežnej uhlíkovej ocele, sa často používajú DIN 933 a DIN 931 skrutky z nehrdzavejúcej ocele A2. A2 je obľúbená univerzálna nehrdzavejúca oceľ vhodná pre množstvo bežných aplikácií. Používa sa pri montáži oceľových konštrukcií, zábradlí, prístreškov, technických zariadení, v stavebníctve aj pri rôznych vonkajších montážach. Oproti bežnej zinkovanej skrutke ponúka dlhodobú odolnosť proti korózii bez potreby ďalšej povrchovej ochrany. Pri výbere však nestačí sledovať iba označenie A2. Dôležitá je aj pevnostná trieda nehrdzavejúcej skrutky, napríklad A2-70, pretože samotné označenie materiálu nehovorí všetko o mechanických vlastnostiach spojovacieho prvku.

Kedy vybrať nehrdzavejúcu oceľ A4

Ak bude spoj vystavený agresívnejšiemu prostrediu, môže byť vhodnejšia nehrdzavejúca oceľ A4. Tá má v porovnaní s A2 vyššiu odolnosť proti korózii, predovšetkým v prostredí s obsahom chloridov, soli alebo niektorých chemických látok. DIN 933 a DIN 931 v prevedení A4 sa preto používajú napríklad pri bazénoch, v priemyselných prevádzkach, v pobrežnom prostredí, potravinárstve alebo na miestach vystavených zvýšenej vlhkosti a chemickému namáhaniu. Pri výbere medzi A2 a A4 by teda nemala rozhodovať iba cena. Ak je skrutkový spoj ťažko dostupný a očakáva sa jeho dlhá životnosť, vhodne zvolený materiál môže ušetriť výrazne viac peňazí než neskoršia oprava skorodovaného spoja.

Metrický závit a správna kombinácia s maticou

DIN 933 aj DIN 931 používajú štandardný metrický závit. Pri bežnom vyhotovení ide o hrubé metrické stúpanie, napríklad M8, M10, M12, M16 alebo M20. Nestačí však vedieť iba menovitý priemer skrutky. Pri špeciálnych aplikáciách sa používajú aj jemné závity, preto treba vždy kontrolovať priemer aj stúpanie. Rovnako dôležitá je kompatibilita matice. Skrutka a matica musia mať nielen rovnaký priemer a stúpanie, ale aj vhodnú kombináciu materiálu a mechanických vlastností. Silná skrutka s nevhodnou alebo príliš mäkkou maticou nevytvorí kvalitný spoj, pretože problém sa jednoducho presunie zo skrutky na závit matice. Pri nehrdzavejúcich skrutkách sa preto zvyčajne kombinuje zodpovedajúci materiál skrutky, matice aj podložky, napríklad A2 s A2 alebo A4 s A4.

Rezanie skrutiek a úprava dĺžky

Pri montáži sa niekedy stane, že dostupná DIN 933 alebo DIN 931 je príliš dlhá. Skrutku možno skrátiť, no treba postupovať opatrne, pretože poškodený koniec závitu môže výrazne skomplikovať následné nasadenie matice. Praktickým riešením je ešte pred rezaním naskrutkovať na skrutku maticu. Po skrátení sa odstránia otrepy, koniec závitu sa jemne upraví a matica sa následne odskrutkuje späť cez rezanú časť. Tým môže pomôcť vyrovnať menšie deformácie prvých závitov. Pri nehrdzavejúcej oceli A2 alebo A4 treba používať vhodné nástroje a rezné kotúče určené na nerez. Nevhodným nástrojom možno na povrch preniesť častice obyčajnej ocele a následne vytvoriť miesta, na ktorých sa môže objaviť povrchová korózia.

DIN 933 a DIN 931 pri kotvení

Pri kotvení sa výber medzi DIN 933 a DIN 931 odvíja od typu kotevného systému. Ak skrutka pracuje so závitovou kotvou, puzdrom alebo závitovým otvorom, plne závitová DIN 933 môže byť praktickejšia, pretože poskytuje závit takmer po celej dĺžke. DIN 931 môže byť vhodnejšia tam, kde časť skrutky prechádza konštrukciou ako hladký čap a samotné závitové spojenie sa nachádza až na konci. Opäť však treba sledovať dĺžku hladkého drieku. Ak je príliš dlhý, môže znemožniť dostatočné dotiahnutie kotveného prvku. Pri samotnom kotvení je navyše potrebné posudzovať celý systém, teda skrutku, kotvu, materiál podkladu, hĺbku kotvenia aj spôsob prenášania zaťaženia. Samotné označenie DIN 933 alebo DIN 931 neurčuje nosnosť kotvenia.

Spájanie oceľových a iných konštrukcií

Pri spájaní konštrukcií býva DIN 933 často univerzálnejším riešením, zatiaľ čo DIN 931 prináša výhodu najmä vtedy, keď potrebujeme presne pracovať s polohou hladkého drieku. V jednoduchom predpätom spoji môže byť vhodný ktorýkoľvek z týchto variantov. Ak však spoj prenáša výraznejšie priečne zaťaženie, môže byť vhodnejšie viesť hladký driek DIN 931 cez oblasť medzi spájanými dielmi. Zároveň treba pri montáži venovať pozornosť podložkám a dosadacím plochám. Podložka pomáha rozložiť tlak pod hlavou skrutky alebo maticou a môže obmedziť poškodenie mäkšieho materiálu. Sama však nevyrieši nesprávne zvolenú dĺžku skrutky alebo závit umiestnený v kritickej oblasti spoja. Dobrý skrutkový spoj preto nevzniká iba výberom správnej normy. Rozhoduje kombinácia geometrie skrutky, priemeru, materiálu, pevnosti, podložiek, matice a správneho dotiahnutia.

Pozor pri zámene DIN a ISO

DIN 933 bola nahradená normou ISO 4017 a DIN 931 normou ISO 4014. Základný princíp zostáva rovnaký, teda ISO 4017 označuje plne závitovú a ISO 4014 čiastočne závitovú šesťhrannú skrutku. Napriek tomu nie je vhodné automaticky predpokladať, že všetky rozmery starých DIN a súčasných ISO skrutiek sú úplne identické. Pri niektorých priemeroch sa zmenila napríklad šírka šesťhrannej hlavy. Historická DIN norma používala pri M10 kľúč 17 mm, zatiaľ čo dnešná ISO 4014 alebo ISO 4017 používa 16 mm. Rozdiely existujú aj pri niektorých ďalších priemeroch. Pri bežnej montáži to nemusí predstavovať problém, ale pri oprave starších zariadení alebo pri konštrukcii s veľmi obmedzeným priestorom okolo hlavy skrutky sa oplatí tento detail skontrolovať.

Ako sa rozhodnúť medzi DIN 933 a DIN 931

Ak sa skrutka montuje do závitového otvoru alebo potrebujete závit na čo najväčšej časti dĺžky, spravidla bude praktickejšia DIN 933. Umožňuje jednoduchšie prispôsobiť polohu matice alebo hĺbku zaskrutkovania a je veľmi univerzálna pri bežných montážach. Ak skrutka prechádza cez konštrukciu a môže byť výraznejšie namáhaná priečne, stojí za zváženie DIN 931. Hladký driek možno umiestniť do kritickej oblasti spoja a závit ponechať až pri matici, kde neprekáža z hľadiska šmykového zaťaženia. Najdôležitejšie je nevnímať DIN 933 a DIN 931 ako dve pevnostné kategórie. Ide predovšetkým o rozdielnu geometriu skrutky. O skutočnej pevnosti a životnosti spoja rozhoduje aj priemer, materiál A2 alebo A4, pevnostná trieda, dĺžka závitového záberu, kvalita matice a podložky a správne vytvorené predpätie.

DIN 933 a DIN 931, správna skrutka začína správnym návrhom spoja

DIN 933 a DIN 931 patria medzi najbežnejšie typy šesťhranných skrutiek a na prvý pohľad sa líšia iba mierne. V praxi však tento rozdiel výrazne ovplyvňuje vlastnosti aj použitie celého spoja. DIN 933 ponúka plný závit a veľkú flexibilitu pri montáži, zatiaľ čo DIN 931 má hladký driek, ktorý prináša výhody pri priečnom zaťažení, polohovaní alebo spájaní hrubších konštrukcií. Pri výbere preto treba zohľadniť správnu dĺžku, priemer, materiál a tiež vhodnú maticu a podložku.

Pri nehrdzavejúcich spojoch zohráva dôležitú úlohu aj voľba medzi A2 a A4. Materiál A2 dobre poslúži pri väčšine bežných aplikácií a v štandardnom vonkajšom prostredí. Ak však spoj vystavíte vyššej vlhkosti, soli, chloridom alebo agresívnejšiemu prostrediu, A4 ponúkne vyššiu odolnosť proti korózii. Ak sa pri návrhu zohľadnia všetky tieto faktory, DIN 933 a DIN 931 nie sú iba označenia v katalógu, ale spôsob, ako vybrať skrutku presne podľa toho, čo má v konkrétnom spoji robiť.