Gwint trapezowy Tr wg DIN 103: oznaczenie, wymiary, nakrętki

Oznaczenie zaczyna się od liter Tr. Pierwsza liczba to średnica nominalna d w milimetrach, druga — skok w milimetrach. Przy gwincie jednozwojnym skok jest równy podziałce, czyli odległości między sąsiednimi zwojami, więc wystarcza jedna liczba. Przy gwincie wielozwojnym pisze się skok, a podziałkę podaje w nawiasie po literze P. Ich iloraz to liczba zwojów.

Para 7H/7e to klasa średniej dokładności. W 7H wykonuje się nakrętki z katalogu (tak podają karty norm AN 122 i AN 117), w 7e — pręty. Gwint prawy jest domyślny. Kiedy potrzebny jest lewy i jak go rozpoznać, opisujemy w artykule gwint lewy. Przegląd wszystkich systemów, od metrycznego po rurowy, jest w artykule rodzaje gwintów.

Boki zwoju tworzą kąt 30°, a wierzchołki i dna są płaskie. Pręt i nakrętka stykają się wyłącznie bokami. Na średnicy zewnętrznej i wewnętrznej norma przewiduje luz wierzchołkowy a_c, więc nakrętka prowadzi się na bokach zwojów, a nie na wierzchołkach. Stąd też dwie średnice wewnętrzne: rdzeń pręta d₃ jest mniejszy od otworu nakrętki D₁.

Dla Tr 16 × 4: d₂ = 16 − 2 = 14 mm, d₃ = 16 − (4 + 0,5) = 11,5 mm, D₁ = 12 mm. Pręt Tr 16 ma więc rdzeń o średnicy 11,5 mm i to ta średnica, nie 16 mm, decyduje o jego nośności na rozciąganie i wyboczenie. Jak liczy się nośność prętów gwintowanych, piszemy w artykule wytrzymałość pręta gwintowanego.

D₁ wyznacza też otwór przed nacięciem gwintu wewnętrznego. W klasie 7H średnica otworu nakrętki Tr 16 × 4 mieści się w granicach 12,000–12,375 mm; producent gwintowników trapezowych Völkel podaje dla tego rozmiaru otwór 12,25 mm.

Jeden obrót przesuwa nakrętkę o skok: na Tr 16 × 4 o 4 mm, na dwuzwojnym Tr 16 × 8 (P4) o 8 mm. Przesuw o 100 mm to 25 albo 12,5 obrotu. Większy skok daje szybszy ruch, ale też większy kąt wzniosu zwoju. Od tego kąta zależy, czy obciążona śruba sama się cofnie.

Gwint jest samohamowny, gdy kąt wzniosu jest mniejszy od kąta tarcia w gwincie. Kąt tarcia zależy od materiału nakrętki, smarowania i stanu powierzchni, a nie od wymiarów zarysu. Dlatego DIN 103 tej właściwości nie określa i nie gwarantuje.

Nakrętki trapezowe w katalogu to sześciokątna AN 122 i okrągła (cylindryczna) AN 117. Obie mają gwint wg DIN 103 w tolerancji 7H. Wg kart norm ich wysokość to półtorej średnicy gwintu: Tr 16 × 4 — 24 mm, Tr 20 × 4 — 30 mm, Tr 40 × 7 — 60 mm. Nakrętka Tr 16 × 4 ma więc w sobie sześć zwojów.

Liczba zwojów ma znaczenie, bo nakrętka trapezowa zużywa się, zanim pęknie. Nośność pary pręt–nakrętka liczy się z dopuszczalnego nacisku na boki zwojów, a łączna powierzchnia boków rośnie z wysokością nakrętki.

Wg kart norm AN 122 wykonuje się ze stali automatowej, stali C45, nierdzewnej A1 i A4 oraz z brązu, a AN 117 — ze stali niestopowej lub automatowej i ze stali nierdzewnej A1, A2 lub A4. W katalogu są nakrętki stalowe bez powłoki i okrągłe w A1/A2, a w obu kształtach także z gwintem lewym. Zbiera je filtr nakrętek z gwintem trapezowym.

Pręty trapezowe w katalogu mają 1 m długości i gwint wg DIN 103 na całej długości. Ze stali C15 bez powłoki są rozmiary od Tr 12 × 3 do Tr 60 × 9, ze stali nierdzewnej A2 — Tr 12 × 3, 16 × 4, 18 × 4, 20 × 4 i 30 × 6, a z gwintem lewym, ze stali C15 — w ośmiu rozmiarach od Tr 12 × 3 do Tr 36 × 6.

Dopisek „~DIN 976” w nazwie oznacza wykonanie na wzór normy pręta gwintowanego. Sama DIN 976-1 opisuje jednak pręty z gwintem metrycznym; wymiary gwintu trapezowego określa DIN 103. W handlu pręty trapezowe opisuje się też jako „DIN 975”, od normy prętów gwintowanych. Jak DIN 975 ma się do DIN 976, wyjaśniamy w porównaniu DIN 975 i DIN 976.

Pręt metryczny nie zastąpi trapezowego, i odwrotnie. Tr 16 × 4 ma skok dwa razy większy niż M16, który wg ISO 261 ma 2 mm, i inny zarys. Metryczne skoki zwykłe i drobne zebraliśmy w artykule gwint metryczny.

• Średnica nominalna wzięta za nośną. Pręt Tr 20 × 4 zmierzony na wierzchołkach ma ok. 20 mm, ale rdzeń — 15,5 mm. Siłę i wyboczenie liczy się z d₃.
• Skok pomylony z podziałką. Tr 16 × 8 (P4) wygląda z boku jak Tr 16 × 4, bo zwoje leżą co 4 mm. Na czole pręta dwuzwojnego widać jednak dwa początki bruzdy, a nakrętka przesuwa się na obrót o 8 mm.
• Nakrętka metryczna na pręcie trapezowym. Nie wejdzie: Tr 16 × 4 ma inny zarys i skok niż M16. Do pręta trapezowego potrzebna jest nakrętka trapezowa tego samego rozmiaru i kierunku zwojów.
• Lewy zamiast prawego. Pręty i nakrętki LH różnią się od prawych tylko kierunkiem zwojów. Zamawiając parę, sprawdź oznaczenie LH na obu.
• Samohamowność pod drganiami. Jednozwojny gwint w spoczynku trzyma obciążenie, ale drgania mogą go ruszyć. Tam, gdzie cofnięcie się śruby jest groźne, potrzebna jest blokada.