GHID DE ATELIER
Șuruburi și pregăurire în lemn
Diametrul pregăuririi, densitatea și direcția fibrei determină prinderea șurubului. Reguli din Wood Handbook, cu exemple calculate.
Tijă, miez și gaură pilot
Un șurub pentru lemn are o tijă netedă și o parte filetată, al cărei nucleu se numește miez. Wood Handbook arată că, la majoritatea șuruburilor pentru lemn, diametrul miezului este în medie de circa două treimi din diametrul tijei. Ecuația sa pentru rezistența la smulgere presupune găuri pilot de circa 70% din diametrul miezului la rășinoase și 90% la foioase.
Tabelul aplică aceste rapoarte mărimilor uzuale de șuruburi, folosind diametrele tijelor din tabelul 8-9 al Wood Handbook. Șuruburile reale diferă după producător și tipul filetului: măsoară miezul șurubului folosit când potrivirea contează. Șuruburile autoforante, cu vârf în formă de burghiu, sunt concepute să nu necesite pregăurire.
| Mărimea șurubului | Tijă | Miez (aproximativ) | Pregăurire, rășinoase (70%) | Pregăurire, foioase (90%) |
|---|---|---|---|---|
| #4 | 2,8 mm | 1,9 mm | 1,3 mm | 1,7 mm |
| #6 | 3,5 mm | 2,3 mm | 1,6 mm | 2,1 mm |
| #8 | 4,2 mm | 2,8 mm | 1,9 mm | 2,5 mm |
| #10 | 4,8 mm | 3,2 mm | 2,3 mm | 2,9 mm |
Densitate și rezistența prinderii
Rezistența la smulgere din fețele longitudinale crește cu pătratul densității relative. Ecuația de încercare din Wood Handbook este p = 108,25 × G² × D × L, în newtoni, unde D este diametrul tijei, iar L adâncimea de pătrundere a filetului, în milimetri. Dublarea densității mărește de circa patru ori rezistența prinderii: de aceea, un șurub care distruge filetul dintr-un pin ușor poate ține bine în stejar.
Acestea sunt sarcini ultime din încercări scurte, nu valori de proiectare. Șuruburile foarte lungi aduc puțin în plus în foioasele dense, deoarece șurubul însuși se rupe mai întâi la tracțiune. În lemnul de capăt, șuruburile țin în medie doar 75% din sarcina obținută pe fețele longitudinale, cu rezultate mai neregulate.
PAL
În PAL, cedarea obișnuită este distrugerea filetului din placă. Pentru un șurub de mărimea #8 care pătrunde 15,9 mm, Wood Handbook dă un cuplu maxim de 3,16 + 0,0096 × densitate, în N·m: circa 8,9 N·m la 600 kg/m³ și 10,8 N·m la 800 kg/m³. Pregăuririle de 50–90% din diametrul miezului nu au schimbat semnificativ rezistența la smulgere.
Strângerea moderată este cel mai bun compromis între rezistența la smulgere și distrugerea filetului: creșterea cuplului de strângere de la 60% la 90% din maxim a mărit sarcina de smulgere cu numai circa 3%.
Sfaturi practice
Conform manualului, ungerea șuruburilor cu săpun ușurează înșurubarea în lemnul dens și afectează puțin rezistența la smulgere. Pregăurirea reduce și despicarea: la cuie, găurile de circa 90% din diametrul cuiului măresc ușor rezistența la smulgere și previn sau reduc despicarea, mai ales la speciile dense.
Un șurub #8 (tijă de 4,17 mm), cu 25 mm de filet în pin taeda (G = 0,51): 108,25 × 0,51² × 4,17 × 25 ≈ 2.935 N. În stejar alb (G = 0,68): circa 5.218 N, adică de aproximativ 1,8 ori valoarea din pin.