A šroub se šestihrannou hlavou je nejuniverzálněji používaný závitový spojovací prvek, definovaný svou šestihrannou hlavou, plným nebo částečným závitem dříku a požadavkem na samostatnou podložku pro rozložení upínací síly. A šestihranný šroub příruby je přímou evolucí stejného spojovacího prvku – obsahuje širokou, kruhovou přírubu integrovanou pod šestihrannou hlavou, která funguje jako vestavěná podložka, rozdělující zatížení na větší ložiskovou plochu, aniž by vyžadovala samostatnou součást. Vyberte si standardní šroub se šestihrannou hlavou pro všeobecné konstrukční, civilní a těžké průmyslové aplikace, kde jsou podložky standardní praxí; vyberte šroub se šestihrannou přírubou tam, kde je prioritou rychlost montáže, snížený počet dílů nebo rozložení zatížení tenkého/měkkého substrátu – zejména v automobilových, HVAC a lehkých výrobních sestavách.
Šroub se šestihrannou hlavou – někdy nazývaný šroub se šestihrannou hlavou, když má užší rozměrovou toleranci a podložku pod hlavou – je definován svým šestihranným profilem hlavy, který umožňuje zapojení standardních otevřených, krabicových, nástrčných a nastavitelných klíčů. Šest plochých ploch hlavy a definovaný rozměr šířky (WAF) jsou základem dimenzování klíče napříč všemi metrickými a britskými standardy spojovacích prvků.
Šrouby se šestihrannou hlavou jsou vyráběny podle přísně kontrolovaných rozměrových standardů, které definují výšku hlavy, šířku přes plošky, šířku přes rohy, délku záběru závitu a tolerance stopky. Primární standardy v globálním použití jsou:
| Velikost závitu | Šířka přes plošky (mm) | Výška hlavy (mm) | Stoupání závitu (mm) | Velikost klíče |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 10 | 4.0 | 1.0 | 10 mm |
| M8 | 13 | 5.3 | 1.25 | 13 mm |
| M10 | 17 | 6.4 | 1.5 | 17 mm |
| M12 | 19 | 7.5 | 1.75 | 19 mm |
| M16 | 24 | 10.0 | 2.0 | 24 mm |
| M20 | 30 | 12.5 | 2.5 | 30 mm |
| M24 | 36 | 15.0 | 3.0 | 36 mm |
Volba mezi šestihrannými šrouby s částečným a plným závitem je funkčně významná a nejedná se pouze o výrobní variantu. A šroub s částečným závitem (ISO 4014 / DIN 931) má úsek dříku bez závitu mezi hlavou a závitovou částí. Tato stopka bez závitu funguje jako přesná hmoždinka v otvoru pro šroub a odolává smykovým silám přes rozhraní spoje, aniž by na tvar závitu působila smykovým napětím – což je bod koncentrace napětí. Normy pro konstrukční šrouby, jako je AISC a EN 1090, z tohoto důvodu konkrétně vyžadují, aby závity nezabíraly smykovou rovinu u spojů kritických pro skluz. A šroub s plným závitem (ISO 4017 / DIN 933) má nitě vedoucí po celé délce až ke spodní straně hlavy. To maximalizuje délku záběru závitu pro tahové zatížení, ale znamená to, že závity mohou v některých geometriích spojů protínat smykovou rovinu, což je přijatelné pro kritické spoje bez prokluzu.
The šestihranný šroub příruby — standardizováno podle ISO 15071 (metrické, bez zoubkování) a DIN 6921 (s vroubkováním) — přidává na spodní stranu standardní šestihranné hlavy kruhovou přírubu podobnou podložce. Příruba je kovaná nebo tvarovaná za studena jako nedílná součást hlavy šroubu, nikoli jako samostatná součást. Tato jediná konstrukční změna vytváří podstatně odlišné chování spojovacího prvku v několika klíčových oblastech.
Příruba zvyšuje nosná oblast pod hlavou šroubu — plocha povrchu, přes kterou je upínací síla distribuována do materiálu spoje. U šestihranného šroubu M10 bez podložky je dosedací plocha pod hlavou přibližně 78 mm² . Šroub s šestihrannou přírubou M10 s průměrem příruby přibližně 21–22 mm to zvyšuje na přibližně 260–290 mm² — více než trojnásobek nosné plochy. To je důležité u aplikací zahrnujících:
Toto je nejdůležitější dílčí rozlišení v kategorii šroubů s šestihrannou přírubou:
| Velikost závitu | Hexadecimální WAF (mm) | Průměr příruby (mm) | Tloušťka příruby (mm) | Výška hlavy (mm) |
|---|---|---|---|---|
| M6 | 10 | 14.2 | 1.1 | 5.7 |
| M8 | 13 | 17.9 | 1.4 | 7.6 |
| M10 | 15 nebo 16 | 21.8 | 1.8 | 9.6 |
| M12 | 18 | 26.0 | 2.0 | 11.4 |
| M14 | 21 | 29.9 | 2.3 | 13.2 |
| M16 | 24 | 34.5 | 2.6 | 15.6 |
Všimněte si, že šestihranná WAF na přírubových šroubech je často o jednu velikost menší než na standardním šestihranném šroubu se stejným průměrem závitu (např. šroub s přírubou M10 používá 15 nebo 16 mm klíč spíše než 17 mm požadovaný pro standardní šroub M10 ISO 4014). Důvodem je to, že samotná příruba poskytuje rotační uchopovací povrch během instalace a redukovaný hex WAF šetří materiál a snižuje celkovou velikost obálky hlavy – výhoda ve stísněných montážních prostorech.
Pochopení konstrukčních a praktických rozdílů mezi těmito dvěma typy šroubů je nezbytné pro správný výběr spojovacího prvku. Následující srovnání pokrývá rozměry a funkční faktory, které jsou nejdůležitější při rozhodování o inženýrství a výrobě.
| Charakteristický | Šroub se šestihrannou hlavou | Šroub s šestihrannou přírubou |
|---|---|---|
| Oblast ložiska hlavy (M10) | ~78 mm² (bez podložky) | ~260–290 mm² (integrální příruba) |
| Vyžaduje se podložka | Obvykle ano (pro rozložení zátěže) | Ne (příruba funguje jako podložka) |
| Odolnost proti vibracím | Střední (pro vysoké vibrace vyžaduje pojistnou podložku nebo Nordlock) | Vysoká (zoubkovaná verze poskytuje integrované zamykání) |
| Rychlost montáže | Pomalejší (nutná manipulace s pračkou) | Rychlejší (jedna složka) |
| Počet dílů na spoj | 3 (matice šroubu) nebo 2 (matice šroubu do závitového otvoru) | 2 (matice šroubu) nebo 1 (do závitového otvoru) |
| Konzistence točivého momentu | Proměnná, pokud podložka není konzistentní v tvrdosti/povrchu | Konzistentnější (integrální příruba, definovaná kontaktní geometrie) |
| Vhodnost pro tenké plechy | Špatný bez podložky; dobré s velkou pračkou | Dobré (příruba rozkládá zatížení na větší plochu) |
| Konstrukční / Inženýrské využití | Norma – vztahuje se na EN 15048, ASTM F3125 | Netypické – přírubové šrouby nejsou pokryty normami pro konstrukční šrouby |
| Primární průmyslová odvětví | Stavebnictví, ropa a plyn, stroje, infrastruktura | Automobilový průmysl, HVAC, spotřebiče, lehká výroba |
| Cena za jednotku | Nižší (jednodušší geometrie) | Mírně vyšší (složitější kování) |
Šrouby se šestihrannou hlavou i šrouby s šestihrannou přírubou jsou dostupné v celé řadě tříd mechanických vlastností, které definují jejich pevnost v tahu, mez kluzu a únosnost. Výběr nesprávné třídy vlastností je běžnou technickou chybou, která vede buď k předčasnému selhání spoje (nespecifikováno), nebo ke zbytečným nákladům a hmotnosti (nadměrně specifikováno).
Metrické šrouby jsou klasifikovány podle ISO 898-1, přičemž třída vlastnosti je na hlavě šroubu označena dvěma čísly oddělenými desetinnou čárkou. První číslo označuje 1/100 jmenovité pevnosti v tahu v MPa ; druhý udává poměr kluzu k pevnosti v tahu vynásobený 10.
| Třída majetku | Nominální pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) | Typická aplikace |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Lehké, nekritické spoje |
| 5.6 | 500 | 300 | Všeobecné strojírenství |
| 8.8 | 800 | 640 | Nejběžnější konstrukční a mechanická třída |
| 10.9 | 1000 | 900 | Vysoce pevné konstrukční, automobilové hnací ústrojí |
| 12.9 | 1200 | 1080 | Kritické aplikace pro vysoké zatížení, motorsport, letecký průmysl |
třídy 8.8 je nejpoužívanější třídy vlastností pro šrouby se šestihrannou hlavou a šestihrannou přírubou v mechanických a lehkých konstrukčních aplikacích. Poskytuje dobře vyváženou kombinaci pevnosti, tažnosti a ceny – vyrábí se ze středně uhlíkové oceli s kalením a popouštěním. Přírubové šrouby třídy 10.9 jsou běžné v automobilových motorových a hnacích sestavách, kde je vyžadována vysoká upínací síla u kompaktních geometrií spojů.
Šestihranné šrouby palcové řady používají označení třídy SAE – radiální čáry na hlavě šroubu – spíše než čísla. Nejběžnější třídy jsou SAE Grade 2 (bez známek, nízkouhlíková ocel, 74 000 psi v tahu), SAE Grade 5 (3 radiální linie, 120 000 psi v tahu – nejběžnější konstrukční třída) a SAE Grade 8 (6 radiálních čar, 150 000 psi v tahu – vysoká pevnost pro náročné aplikace). Označení ASTM (A307, A325, A490) se používají pro konstrukční šrouby v konstrukci budov a mostů, přičemž A325 (ekvivalent pevnosti přibližně 5. stupně) je standardní konstrukční šroub v severoamerické ocelové konstrukci.
Šrouby se šestihrannou hlavou a šestihrannou přírubou jsou k dispozici v řadě materiálů a povrchových úprav. Správná specifikace závisí na provozním prostředí, požadované pevnosti, hmotnostních omezeních a vystavení korozi.
Převážná většina šestihranných šroubů a přírubových šroubů v průmyslovém použití je vyrobena z nízko, středně nebo legované uhlíkové oceli, tepelně zpracované na požadovanou třídu vlastností. Šrouby z uhlíkové oceli nabízejí nejlepší kombinaci pevnosti v tahu, obrobitelnosti a nákladů. Jejich primárním omezením je náchylnost ke korozi ve vlhkém, venkovním nebo chemickém prostředí – u většiny aplikací se řeší spíše povrchovými úpravami než změnou materiálu.
Šestihranné šrouby z nerezové oceli (nejčastěji A2-70 a A4-80 podle ISO 3506) jsou určeny pro prostředí kritická pro korozi – námořní, potravinářské, chemické a venkovní architektonické aplikace. A2 (nerez 304) pokrývá většinu obecných požadavků na odolnost proti korozi. A4 (nerez 316) přidává molybden pro odolnost proti napadení chloridy, takže je vhodný pro námořní a pobřežní aplikace. Kompromisem je nižší pevnost v tahu ve srovnání s tepelně zpracovanou uhlíkovou ocelí stejné velikosti — A2-70 má minimální pevnost v tahu 700 MPa ve srovnání s 800 MPa pro ocel 8,8 uhlíku. Nerezové šrouby s šestihrannou přírubou jsou široce používány v potravinářských zařízeních, potrubí HVAC a konstrukci farmaceutických závodů.