Śruby pozostają tradycyjnym sposobem mocowania kół, tarcz hamulcowych oraz piast kół. Chociaż temat ten był wielokrotnie opisywany, a mocowanie kół przy pomocy śrub wydaje się prostą operacją nie wymagająca specjalnej wiedzy i umiejętności, w praktyce warsztatowej często pojawiają się problemy.

Nierzadko lekceważone jest ryzyko wynikające ze zbyt silnego lub słabego dokręcenia kół. Dlatego też w celu maksymalnego wyeliminowania możliwego ryzyka należy przestrzegać kilku zasad.

Co to jest siła naprężająca?

Podczas normalnej jazdy połączenie gwintowane koła powinno absorbować wszystkie obciążenia dynamiczne (w szczególności wibracje), a skręcone elementy powinny zachowywać się jak jeden element (koło – tarcza hamulcowa – piasta). W tym celu należy zapewnić odpowiednią siłę naprężającą, która definiowana jest jako siła powstająca w kierunku osiowym podczas dokręcania śruby.

Moment dokręcania wywierający na śrubę siłę naprężającą generuje siłę rozciągającą, oddziałującą na gwint, co z kolei powoduje elastyczne rozciągnięcie śruby oraz skurcz obręczy koła. W tym przypadku śrubę można wyobrazić sobie jako naprężającą się sprężynę, natomiast łączone elementy (piasta koła, tarcza hamulcowa oraz obręcz koła) jako sprężynę zaciskającą się.

Elastyczne rozszerzenie lub ściśnięcie poszczególnych elementów prowadzi do ciernego połączenia powstającego pomiędzy elementami pozostającymi pod obciążeniem. Na siłę naprężająca mają wpływ takie czynniki jak moment dokręcenia, tarcie na powierzchni gwintu, właściwości materiału, wymiary śruby oraz jej parametry.

Przykład:
Siła naprężająca dla śruby koła M12x1.5 o parametrach 10.9, dokręconej momentem 120 Nm odpowiada około 57,000 N – to prawie 5.8 ton metrycznych.

Wyłącznie w przypadku uwzględnienia wszystkich czynników można mówić o fachowym i profesjonalnym dokręceniu śrub kół.

Jeżeli siła naprężająca jest za niska

Jeżeli śruby koła zostaną dokręconemomentem niższym od zalecanego przez producenta pojazdu, wymagana siła naprężająca nie zostanie uzyskana. Prowadzi to do wibracji elementów pod obciążeniem. W konsekwencji może dojść do odkręcenia śruby, a w najgorszym przypadku do odpadnięcia koła. Siła naprężająca zmienia się za każdym razem, gdy jest odkręcana lub dokręcana. Powierzchnia gwintu jest poddawana obciążeniu podczas każdego dokręcania i odkręcania, co z kolei zwiększa tarcie gwintu oraz pod łbem śruby.

Ze względu na zwiększone tarcie klucz dynamometryczny przestaje „dociągać” śrubę jeszcze przed uzyskaniem wymaganej wartości. W rezultacie w miejscu styku koła, piasty i śruby nie można zapewnić siły naprężającej wymaganej przez producenta (patrz wykres). Siła tarcia wzrasta drastycznie w przypadku skorodowanego, zabrudzonego lub uszkodzonego mocowania kół, a efektem tego jest gwałtowny spadek siły naprężającej (patrz rys. 1 i 2).

Jeżeli siła naprężająca jest za wysoka

Jeżeli śruby kół dokręcane są bez użycia klucza dynamometrycznego, może dojść do zbyt silnego dokręcenia śrub. Prowadzi to z reguły do rozciągnięcia śrub lub nadmiernego ściśnięcia – szczególnie w przypadku felg aluminiowych. W rezultacie wyeliminowany zostaje efekt sprężystości. Oznacza to deformację plastyczną (patrz rys. 3). Jeżeli śruby kół zostaną posmarowane, drastycznie spada tarcie, co z kolei skutkuje nadmierną siłą naprężenia, nawet jeżeli został użyty klucz dynamometryczny. W skrajnym przypadku może nawet dość do zerwania śruby.

Wskazówki montażowe:

• Należy przestrzegać momentów dokręcania zalecanych przez producenta samochodu.
• Należy stosować wyłącznie klucze dynamometryczne, które pozwalają na uzyskanie precyzyjnego momentu dokręcania śrub.
• Śruby należy zawsze wymieniać w przypadku korozji, zniekształcenia lub uszkodzenia gwintu.
• Gwinty w piaście należy sprawdzić pod katem zanieczyszczeń i korozji, a w przypadku uszkodzeń należy wymienić piastę.
• Oczyścić skorodowaną powierzchnię przylegania obręczy.
• Sprawdzić, czy miejsca styku śrub i obręczy są wolne od zanieczyszczeń, resztek oleju i smaru oraz czy nie są uszkodzone.
• Śruby kół należy dokręcać równomiernie i we właściwej kolejności. Należy bezwzględnie przestrzegać zaleceń producenta samochodu.
• Do dokręcania nigdy nie należy używać kluczy udarowych.
• Nie należy stosować smarów i olejów.