Jak zajistit integritu šroubového spoje při použití výztužného sloupku v plastové sestavě

Různé kombinace spojovacích prvků byly ručně sestaveny za účelem stanovení přibližných rozdílů v efektivitě. Výsledky jsou následující:

Montáž se šroubem s přírubou byla nejrychlejší, následovaná montáží s výztužným sloupkem s hlavou, který je nutné správně orientovat. Jak se dalo očekávat, přidání třetí součásti (podložky) výrazně zpomalilo montážní proces – montáž vyžadovala dvojnásobný čas.

Při automatizaci montáže je nezbytné zajistit, aby konstrukce byla co nejefektivnější. Přidání třetího dílu, jako je podložka, nemusí být při automatizaci žádoucí kvůli problémům s podáváním a polohováním. Mezi další běžné faktory ovlivňující efektivitu patří počet dílů a snadnost orientace. Všechny šrouby, výztužné sloupky s hlavou a některé podložky vyžadují správnou orientaci. Vzhledem k relativně nízkému poměru průměru hlavy k vnějšímu průměru a krátké délce je mechanické polohování výztužných sloupků s hlavou a podložek obtížnější než u šroubů. Naopak symetrické výztužné sloupky nevyžadují orientaci. Sestava s přírubovým šroubem vyžaduje orientaci pouze jedné součásti, zatímco sestava s výztužným sloupkem s hlavou nebo podložkou vyžaduje orientaci dvou součástí.

Použití výztužného sloupku s hlavou nebo šroubu s přírubou v různých sestavách, které se často opravují, může být výhodnější, protože nehrozí, že by při opětovné montáži byla omylem vynechána podložka. Tyto prvky jsou také vhodnější v aplikacích, kde existuje více míst montáže nebo je nedostatečná kontrola kvality.

Spojovací prvky jsou obecně nejlevnějšími součástmi sestavy. Následující tabulka uvádí orientační ceny pro každou z dříve zmíněných kombinací součástí, a to na základě roční spotřeby 1 milionu sestav obsahujících spojení M6.

Relativní rozdíly v nákladech mezi šrouby a výztužnými sloupky se liší v závislosti na dodavateli součástí a vlastnostech šroubů. Z těchto tří možností poskytuje metoda s podložkou, šroubem a výztužným sloupkem bez hlavy nejnižší náklady na součásti pro regulaci dosedací plochy. Jak však již bylo uvedeno, náklady na upevňovací komponenty jsou často nejméně významné ve srovnání s celkovými náklady na sestavu.

Následující tabulka uvádí odhadovanou celkovou analýzu nákladů pro každou konfiguraci při předpokladu mzdových nákladů ve výši 50 USD/hodinu pro sestavení 1 milionu komponent:

V této analýze nejsou zahrnuty administrativní náklady spojené s objednáváním, manipulací a správou skladových zásob součástí, ani náklady spojené s dodavateli. Přidání třetí součásti tyto náklady může zvýšit. Navíc, pokud je montážní proces automatizován, technologie potřebná k podávání a orientaci podložky také zvýší celkové náklady. Bez ohledu na to může přírubový šroub nebo podložka ve většině aplikací nahradit výztužný sloupek s hlavou, čímž se zvýší efektivita montáže a sníží celkové náklady na montáž.

Nejvhodnější způsob, jak zajistit dostatečnou dosedací plochu na plastu u šroubové sestavy, závisí na požadavcích a omezeních dané aplikace. V aplikacích s menším objemem výroby nebo nutnosti servisu může být vhodnější použít podložku. V aplikacích s větším objemem výroby, v automatizovaných aplikacích nebo v aplikacích s možností údržby je nejjednodušší použít výztužný sloupek bez hlavy s přírubovým šroubem, což vytváří nejnižší celkové náklady.  Obě konfigurace s podložkou nebo přírubovým šroubem představují nákladově výhodnější řešení než použití výztužného sloupku s hlavou.

Ačkoli tento článek poskytuje obecné konstrukční pokyny, doporučuje se konzultovat návrh s aplikačními inženýry specializujícími se na upevňování a spojování, aby se zajistilo použití správně nakonfigurovaného spoje pro každou aplikaci.