Skruv

För andra betydelser, se Skruv (olika betydelser)

Träskruv för skruvning i trä

En skruv är en av de enkla maskinerna och ett av de allra mest använda maskinelementen. Skruven som förbandskomponent består av en pinne av trä, metall eller någon polymer, med en gänga dvs. ett spiralvridet spår. Skruvprincipen har använts i tusentals år, och en från antiken känd applikation är Arkimedes skruv, en transportskruv som används än idag.

Arbetsprincip

Skruven har en eller flera gängor som löper i spiral runt centrum, kärnan, vanligen högerrotation för framåtrörelse. I sidovy ses att gängan har en lutning, så att den stiger en gängbredd för varje löpt varv, gängans stigning (gäller enkelgängade skruvar). Skruven använder det lutande planets princip.

Vid anbringande av vridmoment vid skruvens ända, exempelvis med manuell vridning eller motor, tvingar lutningen fram en axiell rörelse, det sker alltså en växling från rotation till linjär rörelse. Normalt blir förhållandet så att en mindre kraft men större rörelse anbringad för skapa rotation, resulterar i en mindre rörselse men större kraft att ändra skruvens läge i förhållande till godset, muttern eller vadhelst gängan gör ingrepp i eller verkar mot.

Lutningen är i regel sådan att skruven blir självhämmande, så att en kraft i skruvens axialriktning inte kan få skruven att rotera, eftersom friktionsvinkeln är större än gängans lutning. Skakningar kan emellertid skapa risk att ett skruvförband att öppnar sig. Därför brukar man dra åt skruven så hårt att förspänningen i skruven skapar tillräcklig friktion. Dessutom kan olika gänglåsningsprinciper användas, såsom kontramutter, låsmutter eller gänglåsningsmedel.

För fall då erforderligt vridmoment blir för stort, kan gängan möjligen smörjas, vilket emellertid motverkar självhämningen.

För speciellt bruk kan man göra en skruv med så stor stigning att en axiell kraft resulterar i rotation.

Användningsområden i urval

• Omvandling av roterande rörelse till linjär rörelse, rörelseskruv
  • Mekanisk domkraft
  • Bendixkoppling till startmotor
  • Skruvtransportör (som Arkimedes skruv) för vätska, pulver, granulat och flis
  • Korkskruv
  • Mikrometer
  • Spännanordning på en hyvelbänk
  • Matningsskruv på koordinatbord på fräsmaskin och för automatisk verktygsstyrning t.ex. på svarv
  • Snäckväxel, där den momentant linjära rörelsen i snäckhjulets perifer blir en rotaion i dess utgående axel.

• Förbandsteknik, skruvningen åstadkommer en fixerande kraft
  • Skruvförband, fästskruvar
  • Glödlampssockel
  • Vantskruv
  • Hopsättning av anpassade delar, exempelvis flasklock, pennor,

Utförande

Skruvhuvuden för olika typer av skruvmejslar: a) Spår, b) Phillips, c) Pozidriv, d) Torx, e) Insex, f) Fyrkant, g) Tri-Wing, h) Torq-Set, i) Spanner

Olika former på skruvhuvuden: platt, cylinderformat huvud med rundad kant (a), kullrigt huvud (b, c, d, f), sänkt huvud (e, f). Sedda uppifrån är skruvhuvuden ibland (sex)kantiga

Fästelementskruv finns i många olika varianter men kan indelas i två vanliga huvudtyper efter gängans utformning och dess användning - maskinskruv och trä- eller plåtskruv. Medan maskinskruv normalt avses att skruvas in i en motgående godsgänga eller en mutter och har relativt hög hållfasthet, så är trä- eller plåtskruven avsedd att skruvas direkt i ett mjukt underlag alternativt tunt gods med eller utan förborrat hål. Trä- eller plåtskruv är normalt av relativt låg hållfasthet, då användningen i sådana material inte kräver höghållfast stål. Det finns även maskinskruv som är självborrande och självgängande och kan sägas vara en hybrid av de två typerna, gängor som Taptite®.

De vanligaste maskinskruvarna är cylindriska skallskruvar det vill säga skruvar med huvud. Andra skruvar omfattar pinnskruv, gängad stång, stoppskruv och olika gängade artiklar som ofta inte förspänns. Skallskruvar kan indelas i försänkta huvud och platt huvud med avseende på upplagsytan som tar upp kraften från underlaget vid förspänning. Skallen är försedd med ett verktygsgrepp till exempel utvändig sexkant, invändig sexkant, torx, spår-, stjärn- eller trekantsgrepp. Utförandet med avseende på verktygsingrepp är standardiserat.

Skruvar indelas i en mängd underklasser beroende på utförande och användningsområde.

Några vanliga skruvtyper för skruvförband

Skruvar - från vänster: spårskruv med cylindriskt huvud, plåtskruv med krysspår, gipsskruv, träskruv

• Maskinskruv: Hel- eller delgängad med sexkantsskalle och mutter för hopmontering av metalldelar. Huvudsakligen cylindrisk.
• Passkruv: Delgängad skruv, där den ogängade delen är precisionsbearbetad för att centrera i ett passande hål. Används exempelvis för att fästa in en axel i ett noggrant bestämt läge. Den gängade delen är som en vanlig maskinskruv. Ofta försedd med insexhuvud.
• Stålbyggnadsskruv: Liknande maskinskruv men ofta med andra egenskapskrav.
• Fransk träskruv: Träskruv i grövre dimensioner med sexkantshuvud, används främst när järndetaljer ska monteras på träkonstruktioner.
• Träskruv: Konisk med vass gänga
• Plåtskruv: Cylindrisk med spets, vass gänga
• Expanderskruv: För att fästa saker i betong
• Haspelskruv: För att fixeras i sitt iskruvade läge av en hasp i ett hål. Nyttan är att förhindra effekter av vibrationer som kan göra att skruven av sig själv gängas ur. Används för att säkra inkopplingen av till exempel släp efter fordon som traktor och lastbil.

Plåtskruv och träskruv kan vid en hastig blick förefalla lika men träskruven har en klenare kärna och djupare gängor som ger bättre fäste i trä som är porösare. Den styrka som plåtskruvens kraftigare kärna ger är inte nödvändig i träkonstruktioner.

Bult används ofta lekmannamässigt och vardagligt som benämning på en lite större cylindrisk skruv, ofta med sexkantshuvud till vilken en mutter skruvas. Enligt fackmannamässig terminologi saknar en bult gängor och låses med exempelvis friktion, en sprint såsom saxpinne eller spännstift.

Gängor

Stålbyggnadsskruv DIN 6914 med DIN 6916 bricka och UNI 5587 mutter.

Skruvgängan har olika standarder för stigning och form (profil):

• Metrisk (grov, medel och fin delning), se M-gänga
• Metrisk rundgänga
• UNC-gänga (Unified grov)
• UNF-gänga (Unified fin)
• Whitworth
• NPT konisk rörgänga
• Trapetsgänga
• Såggänga

Nästan alla skruvar är högergängade, men för speciella funktioner görs vänstergängade skruvar. Exempelvis då sådan vridbelastning förekommer som annars kan lossa skruven, som vänster cykelpedal. Eller då en rotation ska orsaka samtidig rörelse åt motsatta håll, som i vantskruvar.

Metrisk gänga är idag vanligast, standard enligt ISO sedan 1947, men fortfarande används i viss utsträckning tumgängor av olika slag till exempel UNC (Unified Coarse) och UNF (Unified Fine), inom vissa områden, främst i produkter relaterade till USA. Även andra och ibland exotiska gängor existerar till exempel BSA-gänga från den engelska motorcykeltillverkaren. Tidigt hade varje tillverkare sin egen gängprofil och stigning, men detta standardiserades vid mitten av på 1800-talet av Whitworth.

Hållfasthet

En förzinkad insexskruv med kvalitetsmärkning

Hållfasthetsklasserna för skruvar är standardiserade av ISO, DIN, ANSI och Svensk Standard med flera. Märkning av skruvar görs på skallen för att identifiera kvalitetsklassen. Exempelvis betyder märkningen 6.8 att brottgränsen är 600 MPa och flytgränsen 80% därav, dvs 480 MPa. En viss stållegering kan förekomma i olika hållfasthetsklasser, beroende på efterbehandling m.m. Användbar yta vid dimensionering är skruvens kärna, då gängan inte kan anses tillföra meningsfull belastningsupptagande yta.

I ett hållfasthetsoptimerat förband dras skruven till ca 70 % av sträckgränsen, varför noggrann övervakning av åtdragningsmoment behövs för att flytning inte sker, vilket i så fall kräver utbyte av skruven. För hård åtdragning kan förstöra gängan eller även orsaka brott i skruven. Muttern ska som regel vara starkare än skruven. Risk för utmattning och brottanvisning i gänga är stor i felaktigt åtdraget förband.

För att inte orsaka för stort tryck mellan skalle och underlag vid åtdragning, används ofta en bricka som fördelar kraften på en större yta, och även underlättar åtdragning utan åverkan på godset.

Om en skruv skadas så att den inte kan demonteras normalt, kan flera metoder tillgripas, exempelvis skruvutdragare, mutterspräckare, upphettning till glödande, kapning eller urborrning med omgängning.

Se även

• Skruvförband
• Bult
• Skruvmejsel
• Mutter
• Spik
• Nit

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Skruv.
  Bilder & media
• Skruvforum - Forum Skruvprodukter för byggnadsverk
• Teknikhandbok utgiven av Bumex AB