Klasę wytrzymałości śruby zapisują dwie liczby, na przykład 8.8. Pierwsza pomnożona przez 100 daje wytrzymałość na rozciąganie Rm w MPa (8 x 100 = 800 MPa), a obie liczby przemnożone i pomnożone przez 10 dają granicę plastyczności Re w MPa (8 x 8 x 10 = 640 MPa). Im wyższa klasa, tym mocniejsza śruba.
Niżej rozkładamy to oznaczenie na czynniki pierwsze, zestawiamy klasy 8.8, 10.9 i 12.9 w tabeli z realnymi wartościami Rm i Re i podpowiadamy, którą klasę dobrać do konkretnej roboty. Technikę zamocowań prowadzimy od 1979 roku, więc parametry podajemy za normą ISO 898-1 i kartami producentów, nie z opisu na woreczku.
Jak czytać oznaczenie klasy śruby
Klasę śruby wybija się na łbie jako dwie liczby rozdzielone kropką: 8.8, 10.9 albo 12.9. To nie jest rozmiar ani rodzaj gwintu, tylko informacja o wytrzymałości stali. Odczytasz z niej dwie wartości, które decydują o doborze.
- Rm, wytrzymałość na rozciąganie to pierwsza liczba razy 100. Dla 8.8 wychodzi 8 x 100 = 800 MPa. To naprężenie, przy którym śruba pęka.
- Re, granica plastyczności to obie liczby przemnożone przez siebie i przez 10. Dla 8.8 wychodzi 8 x 8 x 10 = 640 MPa. To próg, powyżej którego śruba odkształca się trwale i nie wraca do pierwotnej długości.
Druga liczba mówi, jaką część wytrzymałości na rozciąganie stanowi granica plastyczności. W klasie 8.8 jest to 80 procent, czyli 0,8. W praktyce znaczy to jedno: śrubę dokręca się tak, żeby pracowała poniżej Re, w zakresie sprężystym. Gdy przekroczysz Re, trzpień wydłuży się na stałe, a połączenie traci docisk.
Klasy 8.8, 10.9 i 12.9 w tabeli
Trzy klasy pokrywają większość zastosowań konstrukcyjnych i warsztatowych. Różni je wytrzymałość stali, twardość i to, jak duży docisk uzyskasz na danym przekroju gwintu. Wartości Rm i Re pochodzą z normy ISO 898-1, twardość podajemy w skali Rockwella (HRC).
| Klasa | Rm (MPa) | Re (MPa) | Twardość (HRC) | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 | 640 | ok. 22-32 | konstrukcje stalowe, maszyny, montaż ogólny średnich i większych obciążeń |
| 10.9 | 1000 | 900 | ok. 32-39 | połączenia sprężane, konstrukcje o dużym obciążeniu, motoryzacja |
| 12.9 | 1200 | 1080 | ok. 39-44 | aplikacje krytyczne, oprzyrządowanie, wysoki docisk na małym przekroju |
Klasa 8.8 to koń roboczy techniki zamocowań. Dobra wytrzymałość w rozsądnej cenie, dostępna w każdym rozmiarze. Po 10.9 i 12.9 sięga się wtedy, gdy trzeba przenieść większą siłę na tym samym gwincie albo zejść z rozmiarem śruby bez straty nośności. Ma to jednak swoją cenę: im wyższa klasa, tym mniejsza plastyczność, o czym za chwilę.
Klasy niższe i śruby nierdzewne
Poniżej 8.8 są klasy z miękkiej stali: 4.6 (Rm 400 MPa, Re 240 MPa), 5.6 (Rm 500 MPa, Re 300 MPa) i 5.8 (Rm 500 MPa, Re 400 MPa). Wystarczają do lekkich mocowań, osłon, elementów nieprzenoszących dużych sił. Tam, gdzie nie ma obciążenia konstrukcyjnego, dopłata do 8.8 nic nie daje.
Osobna kategoria to śruby nierdzewne, które mają inne oznaczenie niż klasy 8.8 czy 10.9. Zapisuje się je literą i liczbą, na przykład A2-70 albo A4-80:
- A2 to stal nierdzewna austenityczna (odpowiednik AISI 304), dobra do wnętrz i typowej wilgoci.
- A4 to stal kwasoodporna z dodatkiem molibdenu (odpowiednik AISI 316), odporniejsza na chlorki: sól drogową, wodę morską, chemię.
- Liczba po myślniku to jedna dziesiąta wytrzymałości Rm w MPa. A2-70 i A4-70 mają Rm 700 MPa (Re ok. 450 MPa), a A4-80 ma Rm 800 MPa.
Nierdzewka nie dorówna wytrzymałością klasie 10.9 czy 12.9, ale nie rdzewieje, a to na zewnątrz i w wilgoci bywa ważniejsze. Zwykła stal klasy 8.8 w takim środowisku koroduje i z czasem przenosi mniej niż nominalne Rm. Wybór między wysoką klasą a nierdzewką sprowadza się do pytania, czy większym wrogiem połączenia jest siła, czy środowisko.
Jaka klasa do czego, czyli dobór w praktyce
Dobór klasy zaczyna się od obciążenia i środowiska, a nie od tego, co akurat leży w szufladzie. Poniższa tabela porządkuje najczęstsze przypadki.
| Zastosowanie | Zalecana klasa | Uwagi |
|---|---|---|
| Lekkie mocowania, osłony, elementy nieobciążone konstrukcyjnie | 4.6 do 5.8 | tania stal, wystarcza do małych sił |
| Montaż ogólny, konstrukcje stalowe, maszyny | 8.8 | najpopularniejsza klasa, dobry stosunek ceny do wytrzymałości |
| Połączenia sprężane, duże obciążenia, motoryzacja | 10.9 | wyższy docisk, połączenia odpowiedzialne, moment z tablic producenta |
| Aplikacje krytyczne, oprzyrządowanie, wysoki moment na małym gwincie | 12.9 | maksymalna wytrzymałość, ale niższa plastyczność |
| Środowisko korozyjne: na zewnątrz, wilgoć, chlorki | A2-70 lub A4-70/A4-80 | nierdzewna, dobór A2 lub A4 wg agresywności otoczenia |
Przy połączeniach odpowiedzialnych za bezpieczeństwo (konstrukcje nośne, elementy przenoszące ludzi lub ciężkie maszyny) klasę i moment dokręcania warto potwierdzić w dokumentacji projektowej albo karcie technicznej łącznika, bo to od nich zależy realna nośność.
Klasa śruby a nakrętka
Nakrętka nigdy nie może być słabsza od śruby. Ma własne oznaczenie klasy, zapisane jedną liczbą: 8, 10, 12. Zasada doboru jest prosta: nakrętka o klasie równej lub wyższej niż pierwsza liczba w klasie śruby.
- śruba 8.8 dobiera nakrętkę klasy 8 lub wyższej,
- śruba 10.9 dobiera nakrętkę klasy 10,
- śruba 12.9 dobiera nakrętkę klasy 12.
Gdy nakrętka jest słabsza od śruby, jej gwint zerwie się przy dokręcaniu, zanim śruba osiągnie swój moment. Do twardych klas 10.9 i 12.9 dobiera się też podkładki o odpowiedniej twardości, żeby łeb i nakrętka nie wgniatały się w materiał i nie rozluźniały połączenia.
Moment dokręcania a klasa śruby
Mocniejsza klasa wytrzymuje wyższy moment dokręcania, bo ma wyższą granicę plastyczności i można ją napiąć mocniej bez trwałego odkształcenia. Sam moment zależy od klasy, średnicy i skoku gwintu oraz od tarcia na gwincie i pod łbem, dlatego odczytuje się go z tablic momentów producenta, a nie ustawia na wyczucie.
Do odpowiedzialnych połączeń używa się klucza dynamometrycznego, żeby trafić w zadaną wartość w niutonometrach. Za mały moment i połączenie się luzuje, za duży i przekraczasz Re, co kończy się zerwaniem śruby. Jak dobrać i ustawić taki klucz, tłumaczymy w osobnym poradniku: klucz dynamometryczny.
Częste błędy przy doborze klasy śruby
Większość problemów z połączeniami śrubowymi bierze się z doboru, nie z samej śruby. Te pomyłki wracają najczęściej:
- Klasa 12.9 do wszystkiego. Wyższa klasa jest twardsza, ale też bardziej krucha i wrażliwsza na kruchość wodorową. Przy połączeniach dynamicznych, udarowych albo narażonych na korozję pewniejsza bywa 8.8 lub 10.9 niż 12.9.
- Słabsza nakrętka na mocnej śrubie. Nakrętka klasy 8 na śrubie 10.9 zerwie gwint przed osiągnięciem momentu. Klasa nakrętki musi odpowiadać klasie śruby.
- Zignorowana korozja. Zwykła stal 8.8 do 12.9 na zewnątrz rdzewieje, a skorodowany trzpień przenosi mniej niż nominalne Rm. W wilgoci i chemii idzie nierdzewka albo śruba z powłoką (ocynk galwaniczny, powłoka cynkowo-lamelowa).
- Mylenie klasy z rozmiarem. Liczby 8.8 nie mają nic wspólnego z gwintem M8. Klasa opisuje wytrzymałość stali, rozmiar (M8, M10, M12) to średnica gwintu. To dwie niezależne informacje.
Co dalej
Śruby, nakrętki i podkładki w pełnym zakresie klas prowadzimy w kategorii technika zamocowań, w tym łączniki Wkręt-met do konstrukcji i montażu. Jeśli mocujesz w murze, a nie łączysz stali ze stalą, sprawdź nasz poradnik jak wybrać kotwę, a przy pracy w drewnie: jak dobrać wkręty do drewna. Gdy połączenie jest odpowiedzialne i nie masz pewności, jaką klasę dobrać, napisz albo zadzwoń pod +48 62 764-56-74. Dobierzemy śrubę, nakrętkę i moment pod obciążenie, tak jak doradzamy klientom od 1979 roku.
Najczęściej zadawane pytania
Co oznacza 8.8 na śrubie?
8.8 to klasa wytrzymałości śruby. Pierwsza liczba pomnożona przez 100 daje wytrzymałość na rozciąganie Rm, czyli 8 x 100 = 800 MPa. Obie liczby przemnożone i pomnożone przez 10 dają granicę plastyczności Re, czyli 8 x 8 x 10 = 640 MPa. Krótko: śruba 8.8 pęka przy 800 MPa, a trwale odkształca się powyżej 640 MPa.
Która śruba jest mocniejsza: 8.8 czy 10.9?
Mocniejsza jest 10.9. Ma wytrzymałość na rozciąganie Rm 1000 MPa i granicę plastyczności Re 900 MPa, podczas gdy 8.8 ma odpowiednio 800 i 640 MPa. Klasa 10.9 przenosi większą siłę i pozwala dokręcić połączenie wyższym momentem, dlatego trafia do konstrukcji sprężanych i połączeń o dużym obciążeniu.
Jaka klasa śruby do konstrukcji stalowej?
Do konstrukcji stalowych standardem są klasy 8.8 i 10.9. Klasa 8.8 obsługuje większość połączeń montażowych, a 10.9 połączenia sprężane i mocno obciążone. Klasę, średnicę i moment dokręcania połączenia odpowiedzialnego potwierdza się z projektem konstrukcyjnym, bo to on ustala wymaganą nośność.
Czy śruba 12.9 jest lepsza od 10.9 do wszystkiego?
Nie. Klasa 12.9 jest najmocniejsza (Rm 1200 MPa), ale też najtwardsza i przez to bardziej krucha oraz wrażliwsza na kruchość wodorową. Do połączeń dynamicznych, udarowych albo narażonych na korozję często pewniej sprawdza się 10.9 lub 8.8. Klasę 12.9 wybiera się tam, gdzie trzeba maksymalnej wytrzymałości na małym przekroju, na przykład w oprzyrządowaniu.
Jaką nakrętkę dobrać do śruby klasy 10.9?
Do śruby 10.9 dobiera się nakrętkę klasy 10 lub wyższej. Nakrętka nie może być słabsza od śruby, bo jej gwint zerwie się przy dokręcaniu, zanim śruba osiągnie zadany moment. Oznaczenie klasy nakrętki to jedna liczba wybita na powierzchni: 8, 10 albo 12.
