Ile można wycisnąć ze śruby i szyny miedzianej?

Lisciasty

unread,

Feb 14, 2014, 11:14:55 AM2/14/14

to

Połączenie dwóch szyn miedzianych, dajmy na to 120x10 mm,
realizowane za pomocą 4 śrub M12, klasa 8.8.
Skręcenie za pomocą 75Nm daje rezystancję połączenia
na poziomie 2,5 mikrooma. Po dopakowaniu do 105Nm
rezystancja spada do 1,9 a po osiągnięciu 140Nm
osiąga 1,2 mikrooma. W tym momencie rozsądek przeważył
nad chciwością i zostawiłem złom w spokoju ;)
Ale zastanawiam się nad górną granicą takiego dociskania,
może ktoś ma doświadczenia w kwestii wytrzymałości
śruby M12? Interesowałoby mnie również, czy jak
dokręcimy i nie pieprznie przez tydzień, to czy
tak już będzie do końca świata, czy ryzyko pozostaje?

Pzdr.
L.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 14, 2014, 12:28:09 PM2/14/14

to

Temperatura jest? Wibracje są? Jak nie, to tak pozostanie bez zmian w czasie. Ja bym pod łeb podłożył sprężynę talerzową tak żebyś mógł zmierzyć jej ugięcie. O ile nie dokręcisz do oporu, to będziesz mógł dość precyzyjnie zmierzyć naciąg śruby (siłę docisku szyn) w niutonach, bo te niutonometry to się średnio przekładaja na naciąg. No i taka sprężyna zapewni że wciąż jakiś naciąg będzie jeśli się ta miedź jednak plastycznie podda. To miękki metal, pełzanie pod dużym naprężeniem możesz mieć i w niskiej temperaturze.
Konrad
PS No i na 8.8 świat się nie kończy, masz do wyboru nawet 12.9, a jak chcesz naprawdę wysokie wytrzymałości to weź szpilkę plus dwie nakrętki. Tylko wtedy będziesz potrzebował dać grube podkładki pod tymi nakrętkami żeby rozłożyć naprężenie na dużej powierzchni. W sam raz pakiet talerzowych sprężyn da radę.
PS2 Pytanie głupie, ale jestem ciekaw: nie nasmarowałeś tego smarem miedzianym? A elektropoler?

Lisciasty

unread,

Feb 14, 2014, 4:04:50 PM2/14/14

to

W dniu piątek, 14 lutego 2014 18:28:09 UTC+1 użytkownik Konrad Anikiel napisał:

> Temperatura jest? Wibracje są?

Temperatura może dobijać do 50-70 st.C, wibracji nie ma.

>Ja bym pod łeb podłożył sprężynę talerzową tak żebyś mógł zmierzyć jej ugięcie.

Hm po obu stronach są talerzowe podkładki, takie z nacięciami
od strony łba/nakrętki, a płaskie od strony szyny.
One są nieco wypukłe i się spłaszczają. To jest ta sprężyna?
I jak zmierzyć ten naciąg?

> pełzanie pod dużym naprężeniem możesz mieć i w niskiej temperaturze.

A co będzie jak sobie popełza? Poluzuje się docisk?
Myślałem, że jak się sprasuje tymi niutonometrami, a potem to sobie
popracuje dłuższy czas w ciepełku, to się jakoś ta miedź jedna
z drugą zespawa, bo ja wiem, dyfuzyjnie, i będzie taka sklejona.
Sam se to wymyśliłem, ale to pewnie tak nie działa? :>

> PS No i na 8.8 świat się nie kończy, masz do wyboru nawet 12.9,

No muszę ogarnąć trochę teorii, śruby kojarzę ale te sprężyny talerzowe
to nie za bardzo, gugiel też wypluwa kupe różnych obrazków...

> PS2 Pytanie głupie, ale jestem ciekaw: nie nasmarowałeś tego smarem
> miedzianym? A elektropoler?

Nie ma żadnego smaru, wszystko suche. Szyny są czyste, nie polerowane,
ale oszmatowałem jakimś czyściwem do szyn, przynajmniej tak twierdził
jeden Mietek jak mi nalewał z beczki. Jakieś takie benzynopodobne,
ale nie śmierdzące.

Generalnie poziom 20 mikroomów jest akceptowalny, a jak jest 5 to już
super, więc te 2,5 tym bardziej. Bardziej chodzi o sterowanie
rozpływem prądów w gałęziach równoległych.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 15, 2014, 5:57:00 AM2/15/14

to

W dniu piątek, 14 lutego 2014 21:04:50 UTC użytkownik Lisciasty napisał:
> Temperatura może dobijać do 50-70 st.C, wibracji nie ma.

A to nie, za nisko na pełzanie.

> >Ja bym pod łeb podłożył sprężynę talerzową tak żebyś mógł zmierzyć jej ugięcie.
> Hm po obu stronach są talerzowe podkładki, takie z nacięciami
> od strony łba/nakrętki, a płaskie od strony szyny.
> One są nieco wypukłe i się spłaszczają. To jest ta sprężyna?
> I jak zmierzyć ten naciąg?

Ty potrzebujesz takich: http://www.springmasters.com/disc-springs/din-2093.html
Dobierasz sobie pakiet takich które dadzą Ci potrzebny docisk przy jakichś 75% spłaszczenia. Mierzysz suwmiarką ugięcie, zamieniasz to sobie na naciąg według tabeli, w zależności jak ułożyłeś pakiet: http://www.springmasters.com/disc-springs/stacking.html Proste.

> > pełzanie pod dużym naprężeniem możesz mieć i w niskiej temperaturze.
> A co będzie jak sobie popełza? Poluzuje się docisk?

Tak, ale w 70C nie ma problemu.

> Myślałem, że jak się sprasuje tymi niutonometrami, a potem to sobie
> popracuje dłuższy czas w ciepełku, to się jakoś ta miedź jedna
> z drugą zespawa, bo ja wiem, dyfuzyjnie, i będzie taka sklejona.
> Sam se to wymyśliłem, ale to pewnie tak nie działa? :>

Działa, ale musiałbyś to potrzymać w 850-950 C w obojętnej atmosferze przez kilka(naście) godzin.

> Nie ma żadnego smaru, wszystko suche. Szyny są czyste, nie polerowane,
> ale oszmatowałem jakimś czyściwem do szyn, przynajmniej tak twierdził
> jeden Mietek jak mi nalewał z beczki. Jakieś takie benzynopodobne,
> ale nie śmierdzące.

No to weź to chociaż scotch britem przetrzyj.

J.F.

unread,

Feb 15, 2014, 6:34:39 AM2/15/14

to

Dnia Fri, 14 Feb 2014 08:14:55 -0800 (PST), Lisciasty napisał(a):
> Połączenie dwóch szyn miedzianych, dajmy na to 120x10 mm,
> realizowane za pomocą 4 śrub M12, klasa 8.8.
> Skręcenie za pomocą 75Nm daje rezystancję połączenia
> na poziomie 2,5 mikrooma. Po dopakowaniu do 105Nm
> rezystancja spada do 1,9 a po osiągnięciu 140Nm
> osiąga 1,2 mikrooma. W tym momencie rozsądek przeważył
> nad chciwością i zostawiłem złom w spokoju ;)

A wyczysciles miejsce styku ? papier scierny moze cuda zdzialac :-)

> Ale zastanawiam się nad górną granicą takiego dociskania,
> może ktoś ma doświadczenia w kwestii wytrzymałości
> śruby M12?

A gwint w miedzi, czy stalowa nakretka ?

Tak czy inaczej - wytrzymalosci i momenty sa znane.
Chyba troche przesadziles :-) 60Nm
http://www.srubena.com.pl/poradnik-momenty.html

> Interesowałoby mnie również, czy jak
> dokręcimy i nie pieprznie przez tydzień, to czy
> tak już będzie do końca świata, czy ryzyko pozostaje?

Powyzej pisza o 70% granicy plastycznosci, wiec chyba troche
naruszyles srube, ale to jej raczej nie urwie.

wspolczynnik rozszerzalnosci cieplnej miedzi 17e-8,
stali ok 12e-8, a jak rozumiem ten styk bedzie sie grzac :-)

J.

PeJot

unread,

Feb 15, 2014, 7:14:48 AM2/15/14

to

W dniu 2014-02-14 22:04, Lisciasty pisze:

>
> Generalnie poziom 20 mikroomów jest akceptowalny, a jak jest 5 to już
> super, więc te 2,5 tym bardziej. Bardziej chodzi o sterowanie
> rozpływem prądów w gałęziach równoległych.

Sterowanie kiloamperami przy użyciu klucza płaskiego ? :)

BTW: podchodząc zupełnie "warsztatowo", zamiast stada podkładek 2
stalowe płyty jako "okładki" do miedzi. Taki patent widziałem gdzieś
chyba przy okazji badań zwarciowych.

--
P. Jankisz
O rowerach: http://coogee.republika.pl/pj/pj.html
"Dopóki nie skorzystałem z Internetu, nie wiedziałem, że na świecie jest
tylu idiotów" Stanisław Lem

---
Ta wiadomość e-mail jest wolna od wirusów i złośliwego oprogramowania, ponieważ ochrona avast! Antivirus jest aktywna.
http://www.avast.com

Marek

unread,

Feb 15, 2014, 9:25:00 AM2/15/14

to

On Fri, 14 Feb 2014 08:14:55 -0800 (PST), Lisciasty
<lisc...@post.pl> wrote:
> śruby M12? Interesowałoby mnie również, czy jak
> dokręcimy i nie pieprznie przez tydzień, to czy
> tak już będzie do końca świata, czy ryzyko pozostaje?

U mnie zauważyłem, że przewody w rozdzielnicy (4mm2) dokręcone na
maksa, po kilku latach zawsze są "luźniejsze". Miedź zbyt plastyczna
jest u sobie wypełza...

--
Marek

J.F.

unread,

Feb 15, 2014, 1:09:12 PM2/15/14

to

Dnia Sat, 15 Feb 2014 15:25:00 +0100, Marek napisał(a):
> U mnie zauważyłem, że przewody w rozdzielnicy (4mm2) dokręcone na
> maksa, po kilku latach zawsze są "luźniejsze". Miedź zbyt plastyczna
> jest u sobie wypełza...

Miedz czy aluminium ?

Bo miedz podobno nie pelznie.

J.

Marek

unread,

Feb 15, 2014, 6:10:08 PM2/15/14

to

On Sat, 15 Feb 2014 19:09:12 +0100, "J.F."
<jfox_x...@poczta.onet.pl> wrote:
> Miedz czy aluminium ?
> Bo miedz podobno nie pelznie.

Miedź.

--
Marek

Konrad Anikiel

unread,

Feb 16, 2014, 3:16:45 AM2/16/14

to

W dniu sobota, 15 lutego 2014 14:25:00 UTC użytkownik Marek napisał:

> U mnie zauważyłem, że przewody w rozdzielnicy (4mm2) dokręcone na
> maksa, po kilku latach zawsze są "luźniejsze". Miedź zbyt plastyczna
> jest u sobie wypełza...

Pełzanie to jest zjawisko które tak naprawdę ma kilka różnych składowych. W stalach większość z nich zachodzi tylko powyżej jakiegoś progu temperatury, najczęściej około 1/3 temperatury topnienia. Ale niektóre zjawiska zachodzą nawet i w temperaturze pokojowej. Tyle że tak pomału, że jest to albo niemierzalne, albo tak wolne że się to zaniedbuje. No, powiedzmy raz na 10 lat do fortepianu się woła stroiciela.

Inżynierskie podejście do pełzania jest takie że nie rozróżnia się tych zjawisko oddzielnie. Buduje się modele które opisują sumaryczne zachowanie, nieliniowe, bo każde z tych zjawisk ma inne natężenie w zależności od naprężenia, temperatury i czasu. Mówi się że do wystąpienia pełzania trzeba przekroczyć energię aktywacji, która jest funkcją temperatury i naprężenia. Wówczas zjawisko ma charakter funkcji czasu, czyli nie jest natychmiastowe, tylko zależne od prędkości obciążania i zachodzi pomału.

Miedź niczym zasadniczym tu się od stali nie różni, ale:
1. Temperatura topnienia jest niższa, więc i pełzanie zachodzi w niższych temperaturach

2. Miedzi używa się na przewody elektryczne, w których temperatura wytwarza się niejako sama, czyli tam gdzie gęstość prądu jest wysoka.

3. Z powodu chropowatości powierzchni, w mikroskopowej skali etementy nigdy nie przylegają do siebie idealnie. Mają górki i dołki, więc stykają się tylko tymi górkami.

4. Przy takim styku, te górki powodują że zarówno mechaniczne naprężenie jak i gęstość prądu (czyli temperatura) są wysokie w punktach styku. Tam lokalnie występują warunki w których pełzanie może zachodzić.

5. To zjawisko trwa do momentu kiedy te górki się na tyle zdeformują, że styk będzie oparty na większej powierzchni, przy której zarówno obciążenie mechaniczne jak i gęstość prądu rozłożą się na tyle że energia aktywacji nie będzie przekroczona.

6. Styki elekrtryczne konstruuje się tak żeby docisk mechaniczny był zapewniony mimo tego pełzania. Zawsze jest jakiś element sprężysty. Nie potrzeba tego dużo, bo żeby "uklepać" chropowatość powierzchni wystarczy parę mikronów odkształcenia. A tyle sprężystości da nam kilkumilimetrowa długość wkręta stalowego, solidnie dokręconego.

7. Problem zaczyna się jeśli ten styk był zaprojektowany kiepsko. Czyli docisk mechaniczny sie skończy, przez to że w połączeniu było za mało sprężystości, a energia aktywacji w lokalnych punktach styku jeszcze wciąż jest przekroczona i materiał wciąż pełznie. Dochodzą do tego ruchy mechaniczne, bo mimo że to materia martwa, to zawsze znajdzie się jakiś człowiek który albo tym poruszy, albo po prostu zgasi światło na noc i wywoła cykle rozszerzenia cieplnego. Wtedy mamy poluzowanie, czyli jakiś fragment powierzchni styku nam wypada, więc prąd płynie przez mniejszą powierzchnię, powodując tam jeszcze szybsze pełzanie. Po iluś tam takich cyklach kończy się mechaniczny docisk, kończy się metaliczny styk, zaczyna się łuk, którzy daje temperaturę dużo wyższą, więc tempo pełzania rośnie lawinowo, powierzchnia pokrywa się tlenkami, więc nawet tam gdzie mieliśmy metaliczny styk, tracimy go.

8. Wniosek: bardzo ważnym elementem połączeń elektrycznych jest zapewnienie stałego docisku mechanicznego niezależnego od plastycznego odkształcenia elementów dociskanych. Wystarczy sprężyna, tylko trzeba umieć dobrać jej sztywność i skok.

Konrad

J.F.

unread,

Feb 16, 2014, 5:53:37 AM2/16/14

to

Dnia Sun, 16 Feb 2014 00:16:45 -0800 (PST), Konrad Anikiel napisał(a):
> W dniu sobota, 15 lutego 2014 14:25:00 UTC użytkownik Marek napisał:
>> U mnie zauważyłem, że przewody w rozdzielnicy (4mm2) dokręcone na
>> maksa, po kilku latach zawsze są "luźniejsze". Miedź zbyt plastyczna
>> jest u sobie wypełza...

> Miedź niczym zasadniczym tu się od stali nie różni, ale:
> 1. Temperatura topnienia jest niższa, więc i pełzanie zachodzi w niższych temperaturach

jakies 300 C wychodzi, no chyba ze myslales w Kelvinach.
Dawno, dawno temu, na ceramice - moze. Teraz wszystko z plastiku i
100 C raczej nie przekracza.

> 2. Miedzi używa się na przewody elektryczne, w których temperatura wytwarza się niejako sama, czyli tam gdzie gęstość prądu jest wysoka.

Przewody sa izolowane, a izolacja nawet 100 C nie wytrzymuje.

> 6. Styki elekrtryczne konstruuje się tak żeby docisk mechaniczny był zapewniony mimo tego pełzania. Zawsze jest jakiś element sprężysty. Nie potrzeba tego dużo, bo żeby "uklepać" chropowatość powierzchni wystarczy parę mikronów odkształcenia. A tyle sprężystości da nam kilkumilimetrowa długość wkręta stalowego, solidnie dokręconego.

Ale czesto jest 2-3mm tylko. Sprezystosc zadna.

> 8. Wniosek: bardzo ważnym elementem połączeń elektrycznych jest
> zapewnienie stałego docisku mechanicznego niezależnego od
> plastycznego odkształcenia elementów dociskanych. Wystarczy
> sprężyna, tylko trzeba umieć dobrać jej sztywność i skok.

Wniosek niby logiczny, ale milardom drobnych urzadzen wystarcza srubka
:-)

Teraz srubki czesto zastapione sprezynkami, ale imo dlatego ze sie
szybciej montuje.

J.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 16, 2014, 6:05:32 AM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 10:53:37 UTC użytkownik J.F. napisał:
> jakies 300 C wychodzi, no chyba ze myslales w Kelvinach.
> Dawno, dawno temu, na ceramice - moze. Teraz wszystko z plastiku i
> 100 C raczej nie przekracza.

No właśnie to jest typowy błąd w rozumowaniu. Te 100C to jest ogólna temperatura, powiedzmy zewnętrznej powierzchni. Ale to ciepło się bierze z punktowych, mikroskopijnych źródeł, a w nich temperatura jest dużo wyższa. Owszem, miedź jest świetnym przewodnikiem ciepła więc dobrze to punktowe ciepło rozprasza, Ale jak nie ma gdzie go zrzucić (nie masz przecież wentylatora w gniazdku ściennym), to nic nie pomoże.

Lisciasty

unread,

Feb 16, 2014, 1:22:51 PM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 11:53:37 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:
> Przewody sa izolowane, a izolacja nawet 100 C nie wytrzymuje.

Eh? Parę godzin przewody 1x240 pracowały przy 110C i jakoś nie
wyparowały :>

> Teraz srubki czesto zastapione sprezynkami, ale imo dlatego ze sie
> szybciej montuje.

Niby tak, ale trwałość czegoś takiego jest kiepska w dłuższym czasie,
ktoś tam próbował w elektrowni ale przestał próbować :>

L.

Lisciasty

unread,

Feb 16, 2014, 1:31:05 PM2/16/14

to

W dniu sobota, 15 lutego 2014 12:34:39 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:

> A wyczysciles miejsce styku ? papier scierny moze cuda zdzialac :-)

Papierem nie, tylko chemicznie.
Może poexperymentuję, ciekawe do jakiej wartości rezystancji
da się zejść :]

> A gwint w miedzi, czy stalowa nakretka ?

Śruba i nakrętka stalowe.

> Chyba troche przesadziles :-) 60Nm

Bo ja wiem, w jakiś tabelach widziałem nawet 94Nm, przy jakimś tam
gwincie. Przy 140 śruba nadal wygląda zdrowo, toteż chciałem się
spytać, jak to jest naprawdę, a nie w tabelkach :>

L.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 16, 2014, 1:37:35 PM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 18:22:51 UTC użytkownik Lisciasty napisał:
> > Teraz srubki czesto zastapione sprezynkami, ale imo dlatego ze sie
> > szybciej montuje.
> Niby tak, ale trwałość czegoś takiego jest kiepska w dłuższym czasie,
> ktoś tam próbował w elektrowni ale przestał próbować :>

Dlatego ja Ci nie mówię o jakiejś sprężynce z długopisu, tylko fest sprężynach, które by trzymały naciąg na poziomie tego co śruba wytrzyma, nawet jak Ci ta miedź popłynie kilka milimetrów.

J.F.

unread,

Feb 16, 2014, 1:44:38 PM2/16/14

to

Dnia Sun, 16 Feb 2014 10:31:05 -0800 (PST), Lisciasty napisał(a):
> W dniu sobota, 15 lutego 2014 12:34:39 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:
>> A wyczysciles miejsce styku ? papier scierny moze cuda zdzialac :-)
> Papierem nie, tylko chemicznie.
> Może poexperymentuję, ciekawe do jakiej wartości rezystancji
> da się zejść :]

Ciekaw jestem kropli rteci :-)

J.

Lisciasty

unread,

Feb 16, 2014, 1:47:54 PM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 19:44:38 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:

> Ciekaw jestem kropli rteci :-)

Znaczy, nakapać rtęci między tę miedź i skręcić?
Czy jak? :>

L.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 16, 2014, 1:52:57 PM2/16/14

to

Że co? W sensie żeby amalgamat się wytworzył, czy że rtęć będzie miała lepszy styk? To jest wprawdzie ciecz, ale zwilżalność rtęci jest wyjątkowo słaba.

J.F.

unread,

Feb 16, 2014, 1:57:15 PM2/16/14

to

Dnia Sun, 16 Feb 2014 10:22:51 -0800 (PST), Lisciasty napisał(a):
> W dniu niedziela, 16 lutego 2014 11:53:37 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:
>> Przewody sa izolowane, a izolacja nawet 100 C nie wytrzymuje.
> Eh? Parę godzin przewody 1x240 pracowały przy 110C i jakoś nie
> wyparowały :>

A czym izolowane ?

popularny polwinit (PCW/PVC) mieknie juz przy 70C, w 110C nie paruje,
ale zwarcie kabli grozi, a moze i plastyfikator paruje.

Ale moze miales gume, polipropylen czy poliuretan ... bo chyba nie
teflon ?

J.

Lisciasty

unread,

Feb 16, 2014, 2:13:28 PM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 19:57:15 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:
> Ale moze miales gume, polipropylen czy poliuretan ... bo chyba nie
> teflon ?

Jakieś czarne gumoidalne coś, nie wiem dokładnie co.
Metodą Macajewa dało się badać, nie było bardzo miękkie
i nie śmierdziało :> No ale leżało na betonie, miało jakieś
tam chłodzenie.

L.

J.F.

unread,

Feb 16, 2014, 2:14:24 PM2/16/14

to

Dnia Sun, 16 Feb 2014 10:52:57 -0800 (PST), Konrad Anikiel napisał(a):
> W dniu niedziela, 16 lutego 2014 18:47:54 UTC użytkownik Lisciasty napisał:
>> W dniu niedziela, 16 lutego 2014 19:44:38 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:
>>> Ciekaw jestem kropli rteci :-)
>>
>> Znaczy, nakapać rtęci między tę miedź i skręcić?
>> Czy jak? :>

Wlasnie tak. i nieduzo.

> Że co? W sensie żeby amalgamat się wytworzył, czy że rtęć będzie
> miała lepszy styk? To jest wprawdzie ciecz, ale zwilżalność rtęci
> jest wyjątkowo słaba.

w takich warunkach bedzie sie jednak musiala rozlac szeroko.
A amalgamat sie zaraz wytworzy - przy okazji bedzie mozna lepiej
dokrecic.

I jedyne co mnie martwi to nieznany opor amalgamatu ... a rtec ma duzy
(jak na metale)

Mozna by tez poeksperymentowac z jakim niskotopliwym stopem - np
Wooda.

J.

Konrad Anikiel

unread,

Feb 16, 2014, 4:08:27 PM2/16/14

to

W dniu niedziela, 16 lutego 2014 19:14:24 UTC użytkownik J.F. napisał:
> Mozna by tez poeksperymentowac z jakim niskotopliwym stopem - np
> Wooda.

No to czemu nie zlutować od razu?

J.F.

unread,

Feb 16, 2014, 6:44:10 PM2/16/14

to

Takie szyny ? Zdrowy palnik trzeba, no i sprawdzic czy otoczenie
wytrzyma. A potem jak to zdemontowac :-)

Ale tez ciekawe ... cyna i olow tez maja spora rezystancje ...

J.

PeJot

unread,

Feb 17, 2014, 12:38:49 AM2/17/14

to

W dniu 2014-02-16 11:53, J.F. pisze:

> Przewody sa izolowane, a izolacja nawet 100 C nie wytrzymuje.

Bez przesady, przewody z izolacją 105 st. to nie jest technologia kosmiczna.