Engleska riječ za vijak je screw , koja je u posljednjim stoljećima znatno promijenila značenje, a barem od 1725. godine znači "parenje".
Osim poznavanja imena, trebalo je proći tisuće godina da se malom vijku propiše da se zateže u smjeru kazaljke na satu i olabavi suprotno.
Zašto se vijci moraju zategnuti u smjeru kazaljke na satu?
Šest najjednostavnijih vrsta alatnih strojeva su vijci, nagnute površine, poluge, remenice, klinovi, kotači i osovine.
Vijak je jedan od šest jednostavnih strojeva, ali nije ništa više od osi i nagnute ravnine koja se okreće oko nje. Danas su vijci evoluirali u standardne veličine. Tipičan način korištenja vijaka je njihovo zatezanje rotacijom u smjeru kazaljke na satu (za razliku od procesa suprotnog od kazaljke na satu za njihovo otpuštanje).
Međutim, svi su vijci na početku izuma bili izrađeni ručno, a finoća vijaka nije bila dosljedna. Osobne sklonosti obrtnika često su to odredile.
Do sredine-16. stoljeća francuski dvorski inženjer Jaques Besson izumio je tokarski stroj koji se mogao rezati u vijke, a trebalo je 100 godina da se ta tehnika proširi. Englez Henry Maudsley izumio je moderni tokarski stroj 1797. godine, značajno poboljšavši finoću konca. Unatoč tome, još uvijek ne postoji jedinstveni standard za veličinu i eleganciju vijaka.
To se promijenilo 1841. Joseph Whitworth, Maudsleyev učenik, poslao je članak Instituciji komunalnih inženjera pozivajući na integraciju modela vijaka. Dao je dva prijedloga:
1. Kut nagiba navoja vijaka treba biti standardno 55 stupnjeva;
2. Bez obzira na promjer vijka, broj žica po nozi trebao bi odgovarati određenom standardu.
Iako je vijak malen, potrebno mu je n vrsta alatnih strojeva i n + 1 vrsta uređaja za izradu u ranim danima, a prve vijke nije lako proizvesti jer njihov proizvodni proces "zahtijeva tri alata i dva stroja alate." Kako bi riješio uobičajeni problem britanske proizvodnje, Amerikanac William Sellers izumio je navoj s ravnim vrhom i ravnom petom 1864., mala promjena koja je učinila da proizvodnja vijaka treba samo alat i alatni stroj. Brže, jednostavnije i jeftinije.
Sellerovi navoji postali su popularni u Sjedinjenim Državama i ubrzo postali standard za američke željezničke tvrtke.
Sellerovi navoji postali su popularni u Sjedinjenim Državama i ubrzo postali standard za američke željezničke tvrtke.
Glavne varijable procesa zatezanja:
(1) Zakretni moment (T): primijenjeni zatezni moment, u Nm (Nm);
(2) Sila stezanja (F): stvarna aksijalna veličina stezanja (pritiska) između spojnih tijela, jedinica goveda (N);
(3) Koeficijent trenja (U): koeficijent zakretnog momenta koji troši glava vijka, par navoja itd.;
(4) Kut zakretanja (A): Na temelju specifičnog zakretnog momenta, vijak proizvodi određeno aksijalno produljenje ili kut navoja za koji spoj treba zakrenuti kompresijom.
1. Metoda kontrole momenta
Definicija:Metoda upravljanja koja odmah zaustavlja pritezanje kada moment pritezanja dosegne određeni postavljeni kontrolni moment.
Prednosti:Kontrolni sustav je jednostavan, a kvalitetu zatezanja lako je provjeriti pomoću pretvarača momenta ili moment ključa visoke preciznosti.
Nedostaci:točnost upravljanja nije visoka (pogreška predopterećenja ± oko 25%) i ne može u potpunosti iskoristiti potencijal materijala.
2. Metoda upravljanja zakretnim kutom
Definicija:Najprije zavrnite vijak s malim momentom, a zatim od ove točke zavrnite zadani način kontrole kuta.
Prednosti:Točnost aksijalne sile prednaprezanja vijka je visoka (±15%), može se postići značajno aksijalno prednaprezanje, a vrijednost se može koncentrirati oko prosječne vrijednosti.
Nedostaci:kontrolni sustav je kompliciraniji za mjerenje momenta i kuta dva parametra; Štoviše, odjelu za inspekciju kvalitete nije lako pronaći odgovarajuću metodu za provjeru rezultata zatezanja.
3. Metoda kontrole granice tečenja
Definicija:Metoda zaustavljanja zatezanja vijka nakon što je izvučen do granice tečenja.
Prednosti:točnost zatezanja je vrlo visoka i može kontrolirati pogrešku prednaprezanja unutar ±8%, ali njegova točnost uglavnom ovisi o granici tečenja samog vijka.
Nedostaci:Proces zatezanja zahtijeva dinamički i kontinuirani izračun i procjenu nagiba krivulje momenta i kuta, a brzina upravljanja u stvarnom vremenu i brzina računanja imaju visoke zahtjeve.