DIELENSKÝ NÁVOD
Skrutky a predvŕtané otvory
Držanie skrutky určuje priemer predvŕtaného otvoru, hustota dreva a smer vlákien. Pravidlá z Wood Handbook s príkladmi výpočtu.
Driek, jadro závitu a predvŕtanie
Skrutka do dreva má hladký driek a závitovú časť, ktorej vnútro sa nazýva jadro závitu. Wood Handbook uvádza, že priemer jadra väčšiny skrutiek do dreva dosahuje priemerne asi dve tretiny priemeru drieku. Jeho rovnica odolnosti proti vytiahnutiu predpokladá predvŕtané vodiace otvory približne na 70 % priemeru jadra v ihličnatom dreve a približne na 90 % v listnatom dreve.
Tabuľka uplatňuje tieto pomery na bežné americké veľkosti skrutiek s priemermi drieku z tabuľky 8-9 príručky Wood Handbook. Skutočné skrutky sa líšia podľa výrobcu a typu závitu, preto pri dôležitom spoji zmerajte jadro konkrétnej skrutky. Samovrtné skrutky s vrtákovým hrotom sú navrhnuté tak, aby predvŕtanie nebolo potrebné.
| Americká veľkosť skrutky | Driek | Jadro závitu (približne) | Otvor, ihličnaté drevo (70 %) | Otvor, listnaté drevo (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 |
Hustota a odolnosť proti vytiahnutiu
Odolnosť proti vytiahnutiu pri zaskrutkovaní do pozdĺžnej plochy rastie s druhou mocninou relatívnej hustoty. Skúšobná rovnica z Wood Handbook je p = 108,25 × G² × D × L v newtonoch, kde D je priemer drieku a L hĺbka zaskrutkovania závitu v milimetroch. Zdvojnásobenie hustoty približne zoštvornásobí odolnosť, preto skrutka, ktorá sa v ľahkej borovici pretočí, drží v dube pevne.
Ide o medzné zaťaženia z krátkodobých skúšok, nie o návrhové hodnoty. Veľmi dlhé skrutky v hustom listnatom dreve prinášajú len malý prínos, pretože skôr zlyhá samotná skrutka v ťahu. Skrutky zaskrutkované do čelnej plochy držia v priemere len 75 % zaťaženia oproti pozdĺžnej ploche a výsledky sú menej predvídateľné.
Drevotriesková doska
V drevotrieske býva najčastejšou poruchou strhnutie závitu. Wood Handbook uvádza maximálny moment pre skrutku americkej veľkosti č. 8 zaskrutkovanú do hĺbky 15,9 mm ako 3,16 + 0,0096 × hustota v N·m: približne 8,9 N·m pri 600 kg/m³ a 10,8 N·m pri 800 kg/m³. Predvŕtanie na 50 % až 90 % priemeru jadra závitu nemalo významný vplyv na odolnosť proti vytiahnutiu.
Mierne dotiahnutie je najlepší kompromis medzi odolnosťou proti vytiahnutiu a strhnutím závitu: zvýšenie uťahovacieho momentu zo 60 % na 90 % maxima zvýšilo zaťaženie pri vytiahnutí len približne o 3 %.
Praktické rady
Namazanie skrutiek mydlom uľahčuje skrutkovanie do hustého dreva a podľa príručky má len malý vplyv na odolnosť proti vytiahnutiu. Predvŕtanie tiež obmedzuje štiepenie: pri klincoch vodiace otvory s približne 90 % priemeru klinca mierne zvyšujú odolnosť proti vytiahnutiu a zabraňujú štiepeniu alebo ho obmedzujú, najmä pri hustých drevinách.
Skrutka č. 8 (driek 4,17 mm) s 25 mm závitu v dreve borovice kadidlovej (G = 0,51): 108,25 × 0,51² × 4,17 × 25 ≈ 2 935 N. V dube bielom (G = 0,68): približne 5 218 N, teda asi 1,8-násobok.