Vijak

Vijak (ponekad germanizam šaraf koja potiče od riječi Schraube ili vida od talijanskog vita), jedan je od jednostavnijih konstrukcijskih (strojnih) elemenata.

To je cilindričan predmet s navojem koji služi primjerice u strojarstvu ili u industriji kao element za rastavljivo spajanje. Vijak ima vanjski navoj, preko kojega se prenose spojne sile, a temelj navoja je zavojnica.

Uglavnom ima glavu koja pruža mogućnost odvijanja ili zavijanja, uz pomoć odgovarajućeg alata kao npr. odvijač) ili ključ za šesterokutne glave). Glava vijka je uglavnom veća od tijela vijka, da bi se vijak zaustavio kod zavijanja, ali i da prenosi silu na nosivoj površini. Tijelo vijka ima na sebi navoj, koji može biti puni navoj ili djelomični navoj. ^[1]

Početkom 15. stoljeća proizvedeni su prvi metalnih vijci u Europi, ali zbog visoke cijene proizvodnje otišli su u zaborav. S počekom industrijalizacije u 18. stoljeću proizvodnja vijaka je postala jeftina. Od tada su se do danas našli kao roba široke potrošnje diljem svijeta. ^[2]

Vijke se može odvijati s vanjske i unutarnje strane (inbus vijak). Navoj može biti lijevi i desni. Skoro svi vijci imaju desni navoj, a lijevi navoj se postavlja samo u specijalnim slučajevima, kao na primjer na spremnicima ili bocama za plin. Vijčani spojevi su najčešće korištena vrsta rastavljivih spojeva. Glavni elementi vijčanog spoja su:

Vijak na kojem je izrađen vanjski navoj
Matica ili cilindrični provrt u strojnom dijelu u kojima je izrađen unutarnji navoj
Podloška ili podložna pločica, te osigurač (po potrebi)

Vrste vijaka

Vijci se obično dijele prema namjeni u dvije osnovne skupine, i to u vijke za pričvršćivanje i vijke za prijenos gibanja.

Vijci za pričvršćivanje

Najčešće vrste pričvrsnih vijaka su: ^[3]

Vijak sa šestostranom glavom
Vijak za točno nalijeganje (kalibrirani vijak)
Vijak s valjkastom glavom
Vijak s valjkastom glavom s unutarnjim šesterokutom (za imbus ključ)
Vijak s upuštenom glavom
Vijak s upuštenom lećastom glavom
Vijak s nareckanom glavom za ručno pritezanje
Vijak sa samorežućim navojem
Vijak za lim (sličnog stožastog oblika su vijci za drvo)
Vijak s ušicom
Vijak s prstenastom glavom
Svorni vijak
Zatik s navojem
Čep s navojem

Matični vijci

Matični vijci imaju uglavnom šesterostranu glavu vijka, a rjeđe četverostranu. Glava vijka je obično izrađena u jednom komadu s tijelom vijka. Uz te oblike glave, postoje još valjkaste, stožaste, zaobljene ili vijci s upuštenim glavama. Visina glave vijka je obično 0,7 d (d – vanjski promjer vijka). Da bi se smanjila koncentracija naprezanja vijka u vijčanom spoju, na mjestu prijelaza tijela vijka u glavu, taj prijelaz ne smije biti oštar. Obično se zaobljuje ojačanjem tijela vijka na tom mjestu, ili se izrađuju utori za rasterećenje na tijelu ili na glavi. Završeci vijaka mogu biti različiti. Najčešće su zaobljeni ili stožasti, a ponekad mogu biti i ravni.

Glavati vijci

Glavati vijci ili vijci s glavom se upotrebljavaju u slučajevima kad kroz materijal nije moguće probušiti rupu, na primjer zbog velike debljine predmeta ili nepristupačnosti predmeta s druge strane, pa se za vijčani spoj ne može koristiti matica. Glave tih vijaka nemijenjenih za uvijanje i odvijanje s pomoću ključeva, najčešće su šesterostrane.

Svorni vijci

Svorni vijak ili (svornjak, poznat je i kao pržunjera) je vijak koji nema glavu već ima narez na oba svoja kraja. Pri tome narez ne mora obvezatno biti jednak. Upotrebljava se za vijčane spojeve koji se često rastavljaju, a jedan od primjera su vijci na glavama motora. Jedan kraj vijka čvrsto se uvija u otvor koji ima unutrašnji navoj, a na drugom kraju se spoj steže maticom. Prilikom rastavljanja vijčanog spoja, vijak se više ne izvija već se samo odvije matica.

Zatični vijak

Sličan je svornjaku, ali ima navoj po cijeloj duljini vijka. Uporaba i način instalacije slična kao i kod svornjaka,

Specijalni vijci

Specijalni vijci i matice upotrebljavaju se za posebne namjene. To su temeljni, distancijski, uvrtni, zatezni, zglobni, vijci za zavješenje, vijci za zatvaranje, te oni sa specijalnim oblicima. U tu skupinu spadaju i vijci za drvo.

Temeljni vijci

Temeljni ili sidreni vijci služe za pričvršćivanje strojeva i uređaja za njihove betonske temelje.

Sprežnjaci

Sprežnjaci ili distancijski vijci služe za spoj, gdje je potrebno održavanje dvaju ili više strojnih dijelova na određenoj udaljenosti jednoga od drugoga. Njihova funkcija može biti osigurana ojačanom izvedbom svornjaka na cijelom rasponu udaljenosti koju treba održavati ili samo na njegovim krajevima, odnosno potrebni se razmak održava s pomoću distancijske ljuske.

Uvrtni vijci

Uvrtni vijci ili vijci za fiksiranje služe za stezanje, fiksiranje međusobnog položaja i podešavanje međusobne udaljenosti dvaju dijelova. Najčešće imaju navoj po čitavoj dužini svornjaka i četvrtastu glavu. Za uvijanje neki imaju utor, a neki šesterokutnu rupu za imbus ključ.

Zatezni vijak

Zatezni vijak ili zatezna spojka je strojni dio koji služi za spajanje i podešavanje dužine i napetosti zateznih štapova ili užeta. Za tu svrhu ima na jednom kraju desni, a na drugom lijevi navoj.

Zglobni vijci

Zglobni vijci upotrebljavaju se za spajanje dijelova koji se čvrsto otvaraju, kao na primjer kod nekih teških poklopaca. Tada se na prirubnicama umjesto provrta nalaze prorezi. Umjesto glave, zglobni vijci imaju oko kroz koje prolazi svornik, oko kojeg se vijak može okretati, kad je krilna matica odvijena.

Vijci s nareznicom

Vijci s nareznicom upotrebljavaju se za uvrtanje u bušene rupe, u kojima sami urezuju ili bolje rečeno uvaljuju navoj, obično pri spajanju dijelova od tanjih limova. Na mjestu na takav način izrađenog navoja, povećava se debljina dijela koji se spaja. Ti se vijci izrađuju od čelika i kale. Njihove glave su šesterokutne, cilindrične, polukuglaste ili upuštene, a navoj im pokriva čitavu površinu tijela vijka.

Vijci i matice specijalnih oblika

Vijci i matice specijalnih oblika primjenjuju se tamo gdje je potrebno da se spriječi njihovo uvijanje ili odvijanje od neovlaštenih osoba, time što je za to potrebno specijalni alat. Najčešće su to vijci s trobridnom glavom ili maticom, ili s utorima posebnog oblika.

Vijci za drvo

Vijci za drvo služe za spajanje drvenih dijelova međusobno i s dijelovima drugih materijala. Navoj je urezni. U smjeru prema glavi dubina njihovih navoja opada. Glave im mogu biti šesterokutne, četverokutne, polukuglaste, lećaste i upuštene s utorom. Vijci za drvo izrađuju se od čelika, mjedi slitina aluminija.

Navojna šipka

Navojna šipka ima navoj duž cijele svoje dužine. Raspoloživa je u dimenzijama promjera od 3 mm pa do 36 mm, a obično je duga jedan metar. Također postoje navojne šipke izrađene od različitih materijala kako bi se osigurala potrebna nosivost i izdržljivost na opterećenja. Navojna šipka je namijenjena za vlačno naprezanje.

Materijali vijaka

Glavni članak: Materijal čeličnih vijaka

Najčešći materijal za izradu vijaka je čelik visoke istezljivosti, kod kojega nema opasnosti od krhkog loma. U elektrotehnici se zbog dobre vodljivosti koristi mjed. Koriste se i laki metali, a u zadnje vrijeme i polimeri (umjetne plastične mase). Čelični vijci se dijele u razrede čvrstoće: 4.6, 4.8, 5.8, 8.8, 9.8, 10.9, i 12.9; te dvije dodatne klase: 8.8.3 i 10.9.3. Navedene čvrstoće vrijede za temperature do 350 °C. Iznad toga treba koristiti specijalne materijale. Oznaka razreda čvrstoće znači, za primjer oznake 6.8:

prvi broj x 100 = 6 x 100 = 600 N/mm² = R_m (maksimalna čvrstoća)
prvi broj x drugi broj x 10 = 6 x 8 x 10 = 480 N/mm² = R_e (granica elastičnosti)

Vijci razreda čvrstoće 6.8 i čvršći moraju oznaku razreda čvrstoće imati vidljivo otisnutu na glavi vijka.

Vijčani spoj

Glavni članak: Vijčani spoj

Vijčani spoj spada u rastavljive spojeve, a pored spajanja, koriste se za brtvljenje, zatezanje, regulaciju, mjerenje i prijenos gibanja. Osnovni elementi vijčanog spoja su vijak i matica, pri čemu vijak ima vanjski navoj, a matica odgovarajući unutarnji navoj. Matica može u vijčanom spoju biti samostalan dio, ili je zamjenjuje dio spajanog strojnog dijela, u kojemu onda treba izraditi unutarnji navoj. Obzirom da su vijak i matica najčešće korišteni strojni dijelovi na svim područjima tehnike, njihov oblik, veličina i materijal su standardizirani.

Vijčani spojevi se mogu općenito razvrstati u sljedeće skupine:

Nosivi vijčani spojevi. Najčešći su, a koriste se za pričvršćivanje rastavljivih strojnih dijelova koji su izloženi raznovrsnim naprezanjima. Izvode se s ili bez prednaprezanja.
Dosjedni vijčani spojevi. Koriste se za pričvrsne, rastavljive veze raznih strojnih dijelova dosjednim vijcima, koji dobro podnose smična opterećenja i istovremeno centriraju spajane dijelove. Češće se izvode bez negoli s prednaprezanjem.
Pokretni navojni spojevi. Namijenjeni su za prijenos i pretvorbu kružnog gibanja u pravocrtno, ili obrnuto. S njima se postižu velike aksijalne sile za narinute male obodne sile, npr. kod vijčanih vretena alatnih strojeva, u vijčanim dizalicama i sl.
Vijčani spojevi za zatezanje. Koriste se kod zatega s jednim ili dva vijka. Kod zatega s dva vijka jedan vijak ima lijevi, a drugi desni navoj (zatezni vijak).
Brtveni vijčani spojevi. Namjena im je zatvaranje ulaznih i izlaznih otvora posebno oblikovanim vijcima, npr. kod kliznih ležajeva, u rezervoarima i sl.
Diferencijalni vijčani spojevi. Koriste se za podešavanje raznih naprava, te kod regulacije ventila.
Mjerni vijčani spojevi. Služe za mjerenje dužina kod mehaničkih mjerila (mikrometarski vijak).

Utor na glavi vijka

Glavni članak: Utor na glavi vijka

Osim plosnatog odvijača, koriste se i drugi oblici. Torx sistem je dobar, jer se sila na maticu ili glavu vijka ne prenosi po nekoliko linija, nego po nekoliko površina.

Alat za pritezanje

Glavni članak: Ključ (alat)

Ključevima za šesterokutne glave vijaka i matice pritežu se vijci sa šestostranom glavom. Vijci s plosnatim utorom na glavi vijka pritežu se odvijačem s plosnatim vrhom. Vijci s valjkastom glavom s unutarnjim šesterokutom pritežu se inbus ključem. Vijci s posebnim utorima na glavi vijka pritežu se specijalnim alatima. Vijci s prstenastom glavom i svorni vijci uvrću se ručno. Prostor potreban za pritezanje i otpuštanje vijka ovisi o vrsti vijka, odnosno potrebnoj vrsti ključa. Najmanje je mjesta potrebno za inbus vijke pa se oni mogu smjestiti neposredno jedan uz drugi.

Povezano

Arhimedov vijak

Izvori

↑ "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.
↑ [1] Arhivirano 2017-02-28 na Wayback Machine-u "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.
↑ [2] Arhivirano 2012-01-31 na Wayback Machine-u "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.

[1] "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.

[2] [1] Arhivirano 2017-02-28 na Wayback Machine-u "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.

[3] [2] Arhivirano 2012-01-31 na Wayback Machine-u "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.

[1]

[2]

[3]