Skruvar – översikt över standard

Det finns olika beteckningssystem för skruvars egenskaper. De underliggande standarderna utgör grunden för klassificering och beteckning av skruvtyper. I denna artikel presenteras kortfattat några av de olika skruvstandarderna och deras skillnader, och den ger en allmän översikt över skruvar i den europeiska regionen.

Översikt över skruvstandarder

Standarder används för standardisering och utgör ett överenskommelse inom en specifik grupp som har kommit överens om denna standard. Eftersom många nationella standarder har uppstått över tid och under påverkan av historisk och regional utveckling, är de ofta bara vanligt förekommande och erkända i dessa regioner. Över hela världen finns det en mängd olika standarder för att säkerställa att skruvarna uppfyller specifika krav. Användningen av och efterlevnaden av standarder är i allmänhet inte bindande, men kan avtalas eller bemyndigas av lagstiftare. Dessa standarder är nödvändiga för att säkerställa fästelementens kvalitet, säkerhet och funktionalitet.

Standarder

Deutsche Institut für Normung e.V., förkortat DIN, ansvarar för att fastställa och uppdatera de nationella DIN-standarderna. Standardiseringen på den europeiska inre marknaden är inriktad på europeiska standarder, förkortade EN. EN-standarder kommer att antas i nationella standarder så snabbt som möjligt och utan ändringar efter Europeiska rådets resolution; i Tyskland kallas de DIN EN. Motsvarande DIN dras tillbaka och ersätts av DIN EN. ISO-standarder är avsedda att underlätta global standardisering. Globala ISO-standarder bör kategoriskt antas i EN-standarder utan ändringar. Som en global tillverkare med huvudkontor i Japan producerar och säljer MISUMI även produkter som är standardiserade i enlighet med den nationella standarden JIS (Japanese Industrial Standard). Respektive standard beskriver detaljerna för standardiserade skruvar, inklusive diameter, (gänga) längd och huvudform.

Följande förklarar skruvbeteckningen i enlighet med DIN:

• DIN 933 M 10 x 80 A2-70

Förkortningen DIN 933 står för sexkantskruvar med gänga upp till huvudet. M10 x 80 avser en metrisk skruv med 10 mm (M10) diameter och en längd på 80 mm. A2-70 beskriver en rostfri stålspecifikation som inte bara indikerar materialets kvalitet och korrosionsbeständighet utan även en draghållfasthet på minst 700 N/mm². Utöver denna information innehåller respektive standarder i allmänhet relevanta gängtabeller.

DIN-skruvar

DIN-standarder är mest kända i Tyskland. Tidigare har många skruvar redan standardiserats i Tyskland med en DIN-standard. Till exempel, DIN 933 applicerad på sexkantskruvar. Syftet med att etablera globala standarder har lett till utvecklingen av internationella standarder (ISO-standarder) för ett växande antal tillämpningar och till att DIN-standarder ersätts med motsvarande EN-standarder eller ISO-standarder. DIN-standarder gäller dock när det inte finns någon motsvarande efterföljande standard som DIN EN- eller ISO-standard (DIN EN ISO).

ISO-skruvar

ISO reglerar olika skruvstandarder på internationell nivå. Många ISO-standarder innehåller till stor del samma regler som de tidigare giltiga DIN-standarderna. De används dock i flera länder. De efterföljande standarderna för DIN 931 och DIN 933 är till exempel DIN EN ISO 4014 och DIN EN ISO 4017. Andra standarder är:

• ISO 4762 för insexskruvar med sexkantshylsa
• ISO 7380 för skruvar med platt huvud och sexkantshylsa
• ISO 2009 för försänkta skruvar med spår
• ISO 7045 för skruvar med panoreringshuvud med Phillips tvärslits
• ISO 965 för gängor för allmänt bruk

Inom maskinteknik används sexkantskruvar i enlighet med DIN EN ISO 4014 och cylinderskruvar i enlighet med DIN EN ISO 4762 oftast.

Skruvar i enlighet med JIS

Standarden Japanese Industrial Standard (JIS) publiceras av Japanese Standards Association. Många skruvar är också standardiserade i det metriska enhetssystemet. Förutom olika överlappningar av skruvar som är standardiserade i enlighet med den japanska JIS-standarden med de som tillverkades i enlighet med DIN eller ISO, det finns ibland betydande skillnader i vissa skruvtyper. I vissa fall krävs specialverktyg för JIS-standarden.

Vanliga JIS-standarder för gängor inkluderar:

• JIS B 0205-1:2001 för allmän metrisk gänga (standardvinkelform)
• JIS B 0205-2:2001 och JIS B 0205-3:2001 för metriska gängor för allmänt bruk
• JIS B 0205-4:2001 för allmän metrisk gänga (standardmått)
• JIS B 0207:1982 för metriska fina gängor

MISUMI erbjuder skruvar av alla standarder.

Betydelsen av skillnaderna

Skillnader i standardisering påverkar främst valet av verktyg. Som regel är JIS-skruvar kompatibla med verktyg som är anpassade till DIN-skruvar. Ändå kan den så kallade cam-out-effekten (verktyg som glider ut ur skruvhuvudet) uppstå, till exempel på Phillips skruvar i enlighet med JIS-standarden vid användning av olämpliga verktyg. Det rekommenderas därför att använda speciella JIS-verktyg för JIS-skruvar. Detta gör det enkelt att röra sig och skruvarna skadas inte i onödan.

Gängtyper och deras skillnader

En gänga är en spiralformig höjd eller fördjupning på en skruv, en bult eller ett annat fästelement. Gängorna omfattas också av standarderna. Följande parametrar beskriver gängorna mer i detalj:

• Gängspetsar: är ytterkanterna på en gänga.
• Ytterdiameter: även kallad nominell diameter, är diametern på den yttre gängade delen. Tabeller med utvändig gängdiameter används för att bestämma den nödvändiga yttre dimensionen.
• Kärndiameter: även kallad kärnhålsdiameter. Vid skärning av gängor säkerställer ett kärnhålshål korrekt centrering. Kärnhålet bestämmer den minsta innerdiametern för den efterföljande gängan. Det finns olika gängade kärnhålstabeller för avläsning av tillhörande nominella dimensioner och pitchar.
• Kanter: är de sneda eller lutande sidorna av en gänga som bildar de spiralformade förhöjningarna eller fördjupningarna och som sträcker sig längs gängprofilen.
• Stigning: gängstigningen är en dimension som anger avståndet mellan på varandra följande gängor eller höjder av en gänga. Det definieras olika beroende på gänga. För metriska gängor resulterar gängstigningen till exempel från banan som reses i ett varv. För tumgängor bestäms till exempel gängstigningen av antalet gängor per tum.
• Gängstigningvinkel: gängstigningsvinkeln är den vinkel vid vilken flankerna av en gänga stiger eller faller (som ses längs gängprofilen).
• Start: är den kontinuerliga fördjupningen i spiralen (runt eller i en bult/mutter).

Gängformerna är olika över hela världen och leder ofta till utmaningar i kompatibiliteten mellan skruvar och deras applikationer. Tyskland och många andra europeiska länder använder främst metriska gängor, som kännetecknas av en standardiserad stigning och vinkel. Denna standardisering underlättar identifiering och tillämpning. Däremot använder USA traditionellt tumgängor. I USA är Unified Thread Standard (UTS)-gängor särskilt vanliga, vilket skiljer sig avsevärt i deras klassificering och dimensioner från de metriska systemen. I Japan används det metriska systemet för gängade anslutningar i stor utsträckning. För rörgängor används tumgängor vanligtvis internationellt för alla standardiseringsregioner. De olika gängstigningarna, vinklarna och dimensionssystemen (metriska kontra tum) har effekten att användbarheten hos skruvar från olika regioner ofta är begränsad eller inte alls möjlig. På grund av den historiska utvecklingen av gängstandarder över hela världen är det viktigt att noggrant kontrollera gängan innan du använder skruvar. Detta förhindrar skador och säkerställer anslutningarnas funktionalitet.

Olika typer av skruvhuvuden

Förutom själva gängan spelar skruvarnas huvuden också en viktig roll. Olika skruvhuvuden och deras fördelar presenteras nedan:

Runt huvud

Runda huvudskruvar har ett runt huvud som sträcker sig bortom ytan på materialet som de skruvas in i. Huvudet kan vara antingen helt runt eller något halvklotformat, beroende på designen. Den runda formen minskar risken för skador, ger en större kontaktyta och möjliggör en jämn lastfördelning.

Cylinderhuvud

Cylinderhuvudet är ett platt skruvhuvud med cylindrisk yta. Den skruvas in ovanifrån, vilket är anledningen till att den är lämplig för användning i svåråtkomliga områden. DIN-standarderna 4762 och 912 eller JIS B 1176 gäller för insexskruvar. Platta huvudskruvar är en speciell form av topplocksskruvar.

Hexagonhuvud

Sexhörningshuvudet har sex sidor och en plan yta med sex hörn. Den är lätt att greppa och dra åt med en insexnyckel eller en skiftnyckel med öppet ansikte. Hexagon-skruvar är lämpliga för tillämpningar med högt vridmoment. Till skillnad från runda huvudskruvar som drivs från insidan dras en sexkantskruv åt med den kraft som verkar på huvudet från utsidan. DIN-standarderna 4014 och 933 eller JIS B 1180 gäller sexkantskruvar.

Försänkt huvud

Försänkta skruvar har ett koniskt skruvhuvud som gör att skruven kan försänkas i materialet. De används ofta när skruvhuvudet måste vara i jämnhöjd med materialets yta för att ge en jämn yta utan utskjutande delar. Försänkta skruvar minskar risken för snubbling och skador. DIN ISO 10642 gäller till exempel för försänkta skruvar.

Panhuvud

Panorerade huvudskruvar har ett halvcirkelformat huvud. Detta huvud fördelar lasten jämnt över den totala ytan och belastar materialet mindre. Inträngning av skruvhuvudet i arbetsstycket undviks, livslängden förlängs. DIN ISO 7380-2 gäller till exempel för skruvar med panhuvud.

Räfflad skruv

Räfflade skruvar kännetecknas av ett huvud med en räfflad yta som ger ökat grepp. Denna speciella textur gör det möjligt att dra åt eller lossa skruven för hand utan verktyg. Räfflade skruvar är särskilt lämpliga för tillämpningar som kräver frekvent manuell justering eller för områden där snabb åtkomst utan verktyg är viktigt, till exempel på höljen för elektronisk utrustning eller justeringsmekanismer.

Vinghuvud

Vingskruvar har två laterala, vingliknande utsprång som möjliggör enkel åtdragning och lossning för hand utan verktyg. Detta skruvhuvud är särskilt användbart för tillämpningar som kräver snabb och frekvent justering, t.ex. vid montering på maskinskydd eller vid justering av olika utrustningar. De breda vingarna erbjuder god hantering med motsvarande hävstångseffekt, vilket underlättar åtdragning och lossning, även om större krafter krävs.

Öglebultar

Öglebultar, även kallade ringbultar, kännetecknas av en cirkulär ring som ser ut som ett "öga" på huvudet. Denna design gör att krokar kan kopplas in eller kablar kan gängas igenom, vilket stöder en mängd olika monterings- och lyftuppgifter. De är särskilt användbara för tillämpningar som kräver fjädring, till exempel transport av tunga laster. Öglebultar ger en säker fästpunkt och är utformade för att fungera tillförlitligt även vid tunga laster. Tack vare sin robusta konstruktion kan de motstå dragkrafter och skjuvkrafter.

Andra huvudformer

Förutom de klassiska huvudformerna, såsom runda, cylinder och sexkantiga huvudskruvar, finns det också mindre vanliga, men ändå viktiga huvudformer som fyrkantiga och triangulära skruvhuvuden. Fyrkantiga bultar erbjuder hög motståndskraft mot vridning och är särskilt populära inom monteringsindustrin, vilket kräver robusta anslutningar. Triangulära skruvar, som kräver specialverktyg för åtdragning, erbjuder ytterligare säkerhet mot obehörig gängning och används därför ofta i säkerhetsanordningar. Tekniska framsteg och alltmer specifika krav inom olika branscher har lett till utvecklingen av ytterligare skruvhuvudformer som kan erbjuda optimerade lösningar för speciella monterings- eller säkerhetskrav.

Olika skruvdrivenheter

Att välja rätt skruvdrivning är avgörande för effektiv och säker montering. De vanligaste typerna är slitsade skruvar, Phillips-skruvar, insexskruvar och externa sexkantskruvar. Spårskruvar är en av de äldsta skruvformerna och används ofta för enkla applikationer som inte kräver högt vridmoment. Phillips skruvar ger bättre stöd och används ofta inom elektroteknik och i allmän maskinteknik. Sexkantskruvar, även kallade Allen-skruvar, ger ännu större vridmomentöverföring och används ofta för anslutningar som kräver hög hållfasthet. Externa sexkantskruvar är å andra sidan idealiska för tillämpningar som använder skiftnycklar och kräver högre vridmoment. Varje skruvanslutning kräver specialformade verktyg som är exakt anpassade till skruvanslutningens passform och form för att säkerställa optimalt stöd och optimal vridmomentsöverföring. Till exempel kräver sexkantshylsa och Torx-drivenheter skiftnycklar eller bitar som passar in i skruvprofilen och förhindrar huvudskador. Dessa verktyg finns i metriska och tum system, vilket gör dem lätta att använda i olika regioner och branscher. Vid användning av JIS-skruvenheter rekommenderas att du beställer ett speciellt JIS-skruvmejselverktyg.

Översikt över skruvstandarder

Utan att göra anspråk på att vara komplett visar följande tabell de olika skruvstandarderna: