Česká republika
Kdy, proč a jak (ne)mazat stopky vrtáků
Na jedné stavbě jsem si všiml v koutě několik použitých vrtáků se stopkou SDS-plus. Všechny měly suchou stopku – tak, jak je vybrali z balení, tak je i používali. „Chlapi, ale stopky těch vrtáků je třeba mazat!“ a ukázal jsem na tubu s vazelínou, ležící (a nedotčenou) v kufříku našeho vrtacího kladiva. „Jasně, šéfe, budeme to tak dělat.“ A hned i vzali vazelínu, z jiné kopy vrták s oválnou stopkou do kovu a chystali se namazat jeho stopku a upevnit ho do vrtacího šroubováku s tříčelisťovým sklíčidlem...
STOP!
Když mluvíme o vrtácích používaných v ručních elektrických nářadích, máme v zásadě dvě možnosti upínání: tříčelisťovým sklíčidlem pro upnutí v běžných vrtačkách/vrtacích šroubovácích nebo některým z rychloupínacích systémů elektropneumatických vrtacích kladiv.
NIKDY nemažeme oválné stopky vrtáků upínaných do sklíčidel a VŽDY mažeme stopky vrtáků do rychloupínacích systémů vrtacích kladiv (obr. 1).
Proč? Nejprve trochu fyziky...
Řeč bude o klidovém a smykovém tření.
Obr. 1. Mazání stopky vrtáku elektrických ručních nářadí
Pohyb pevného tělesa po jiném pevném tělese, ke kterému je tlačeno silou, je bržděn třením. V principu jde o odpor proti skutečnému nebo možnému pohybu dotýkajících se těles. Síla vznikající v dotykové ploše stejných nebo různých materiálů je třecí síla.
Obr. 2. Tření klidové (A), smykové (B)
Na obr. 2 jsou těmito materiály ocelový pás, resp. kování na styčné ploše saní s podkladem a sníh jako „podkladový materiál“. Rozlišujeme tření klidové – sáně stojí na sněhu, nehýbou se. K jejich pohnutí potřebujeme vyvinout určitou sílu - klidové tření se změní na tření smykové.
Když jste to někdy zkusili, jistě jste si uvědomili, že k udržení saní v pohybu až tak moc síly nepotřebujete a když je dobrý povrch, kloužou i samy.
K překonání klidového tření však bylo nutné vynaložit větší sílu než pro udržení saní v pohybu. Toto je velmi důležitý poznatek a budeme ho potřebovat: klidové tření dvou těles je vždy větší než jejich smykové tření.
A abych nezapomněl – když nám jde něco velmi pomalu, často používáme výraz „jde to jako v létě na saních“. Souvisí to s třením – i když jsou saně tytéž, podkladový materiál je jiný – pro každého z nás je jasné, že tření je úplně jiné a v létě nejsou vhodné podmínky pro sáňkování 
.
Třecí síla je přímo úměrná tlakové síle, kterou působí pohybující se těleso kolmo na podložku. Výsledná třecí síla však závisí na materiálu styčných ploch, ze které jsou tělesa, mezi nimiž je tření. Tato závislost je vyjádřena součiniteli tření, které můžeme nalézt v každých lepších strojnických tabulkách. Některé z nich jsou v tab. 1.
Krátký praktický příklad:
Součinitel tření mezi kováním saní a sněhem je v klidu 0,2 a v pohybu 0,05. Jakou sílu musíme vyvinout k tomu, aby se sáně pohnuli a potom k tomu, abychom je táhli po rovině? Sáně spolu s dítětem mají hmotnost 20 kg.
K pohnutí saní potřebujeme sílu 20 kg x 0,2 = 4 kg a k následnému tažení po rovině 20 kg x 0,05 = 1 kg.
Třecí síla při tažení saní po rovině je čtyřkrát nižší než síla potřebná k uvedení saní do pohybu.
| v klidu | v pohybu | |||
| Materiál | suché | mazané | suché | mazané |
| ocel/ocel | 0,15 - 0,20 | 0,10 - 0,12 | 0,10 - 0,20 | 0,03 - 0,09 |
| ocel/bronz | 0,11 - 0,15 | 0,10 - 0,20 | 0,10 - 0,15 | 0,005 - 0,008 |
| ocel/litina | 0,20 - 0,30 | 0,13 - 0,27 | 0,17 - 0,18 | 0,05 - 0,10 |
| kůže/litina | 0,30 - 0,60 | 0,12 - 0,15 | 0,40 - 0,60 | 0,12 - 0,15 |
| ocel/ferodo | - | - | 0,50 - 0,60 | 0,30 - 0,50 |
Tab. 1. Součinitel smykového tření některých dvojic materiálů
Tření bychom však mohli rozdělit na užitečné a škodlivé.
Užitečné je takové, které se snažíme různými způsoby záměrně zvyšovat a škodlivé naopak snižovat. Když si tuto větu zapamatujeme, pak rozhodnutí, zda mazat nebo nemazat stopku jakéhokoli vrtáku bude pro nás velmi jednoduché.
Užitečné tření
Bez tření by nebyla možná chůze, kvůli vyššímu tření mají atleti tretry a fotbalisté kopačky, v zimě posypáváme silnice a kamiony používají sněhové řetězy. Bez tření by se žádný vůz nepohnul a ani by nezastavil. Na hodinách tělesné výchovy jsme šplhali po laně – bez tření by to nešlo. Nemohli bychom psát, kreslit, ani zapálit obyčejnou zápalku. Dokonce bez tření by nedržely ani šňůrky v botách.
A jaké je tření při uchycení vrtáku s oválnou stopkou do tříčelisťového sklíčidla?
Správně – užitečné. Proto se ho snažíme zvyšovat. Z údajů v tab. 1 vidíme, jaké rozdíly jsou v třecích silách v klidu a pohybu při suché a při namazané kontaktní ploše ocel/ocel - tedy například mezi stopkou vrtáku a čelistmi sklíčidla.
Suchá stopka v suchých čelistech má v klidu součinitel tření 0,15 – třecí síla je tedy o 50% vyšší než když jsou styčné plochy namazány. Když se vrták v čelistech pohne a prokluzuje (z klidového tření se stalo smykové), u namazaných styčných ploch může součinitel tření klesnout na hodnotu 0,03 a to je pětkrát méně než u suchých třecích ploch v klidu.
Mazání výrazně snižuje součinitel smykového tření, což je v tomto případě nežádoucí a proto udržujme oválné stopky vrtáků i styčné plochy čelistí sklíčidla v čistém a odmaštěném stavu. Při vrtání zejména do kovových materiálů, kde často používáme vrtací olej pro chlazení špičky vrtáku, dejme pozor, aby se nedostal zbytečně na stopku. Prokluz vrtáku poškozuje čelisti a často se poškodí i samotná stopka (obr. 3.). Některé typy vrtáků – zejména s většími průměry – mohou mít právě z těchto důvodů trojhrannou nebo šestihrannou stopku.
Obr. 3. Poškozené stopky a sklíčidla
Škodlivé tření
Jedná se o tření, které nepotřebujeme a snažíme se ho minimalizovat, protože nám škodí – brání pohybu. Vzniká teplo a snižuje se účinnost. Sáně mají na styčných plochách kovové kování a také lyže voskujeme, aby lépe klouzali, mažeme ložiska, převody a různé styčné plochy všude, kde je menší tření vítáno.
Obr. 4. Různé upínací systémy
Do této kategorie jednoznačně patří stopky vrtáků a sekáčů používaných v elektropneumatických kladivech. Existuje poměrně značné množství upínacích systémů (obr. 4) a jejich konstrukce se mohou navzájem lišit, avšak z pohledu tření a potřeby mazání platí při práci s nimi stejné zásady.
Nejpoužívanější jsou stopky s uchycením SDS-plus a SDS-max. Mají rychloupínací systém vyvinutý firmou Robert Bosch a pro zajímavost SDS původně znamenal Steck, Dreh, Sitz (vložit, otočit, držet) a v anglickém vysvětlení zkratky SDS se později používalo Special Direct System (speciální přímý systém).
Z animace je zřejmý mechanismus rychloupínacího systému.
Stopka vrtáku nebo sekáče je vystavena značnému namáhání. Neustále totiž do ní udeří úderník, a to několikrát za jednu otáčku.
Údery do stopky způsobují prudké zvýšení teploty úderníku i samotné stopky - téměř 100 °C již po dvaceti minutách vrtání nebo sekání. K tomu tření dvou těles...
Je logické, že tření je zde naším nepřítelem - ne však jediným. Mazivo má chladící i těsnící funkci, snižuje opotřebení třecích ploch, hluk a v neposlední řadě významnou měrou chrání upínací mechanismus před znečištěním. Proto je nezbytné stopky vrtáků a sekáčů určených do elektropneumatických kladiv správně mazat.
Možností je několik a mohou se kombinovat. Zásadou je mazat často a méně, ne zřídka a hodně (obr. 5). Stačí trochu vazelíny velikosti hrášku, a to i během přestávek při vrtání nebo sekání.
Animace rychloupínacího systému SDS-plus
K mazání stopek se používá lithiové mazivo s vysokou teplotní odolností a stabilitou zachování dobrých mazacích vlastností v rozsahu od -30°C do +120°C (krátkodobě až do +140°C). Při teplotách nad 100°C však mění svoji konzistenci na tekutou a vyplavuje prach a nečistoty z upínacího systému, které se tam dostaly při vrtání nebo sekání.
Obr. 5. Nesprávné (A) a správné mazání (B), (C) a (D) vrtáků se stopkami SDS-plus
Závěr
Maziva slouží jako separační médium mezi dvěma třecími plochami, které jsou v pohybu. Jejich úkolem je nejen snížit opotřebení, ale také chladit a v některých případech i těsnit a snižovat hlučnost v místě tření. Často slouží také jako ochrana proti korozi. Nepodceňujme proto mazání – cena maziva a trochu času věnovaného správnému mazání tak, jak to bylo v článku vysvětleno, se nám několikanásobně vrátí. Nevěřili byste, jak lze takovýmto způsobem prodloužit životnost vrtacího kladiva. Ano – vrtacího kladiva – mažeme totiž hlavně kvůli vrtacímu kladivu, ne kvůli vrtáku. Ale o tom a také o teplotách na úderníku a stopce si povíme více v následujícím článku.
Klíčová slova: maziva, mazání stopek, stopky vrtáků, tření, mazivo, suchá stopka
Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
Strojnické tabulky (Jiří Leinveber, Pavel Vávra) vyd. ALBRA 2021
Technická fysika (Bohumil Dobrovolný) vyd. ROH, Praha 1952
Marek Baláž
U společnosti HERMAN jsem začal pracovat jako servisní technik. Během tohoto období jsem měl možnost poznat každý model nářadí takříkajíc do posledního šroubku. V současné době vedu servisní oddělení a osobně se podílím na testování nových výrobků.
Děkujeme, recenze byla přidána
Neodpověděli jste správně na otázky z článku
JurAle –
Užitečné.
Ondra –
Užitečné informace. Díky.
Za prodejnu Renáta Sliwková –
Tento článek je takové malé opáčko s fyziky:)
Tomáš Vojík –
užitečné rady a trochu fyziky ze základní školy. Ale bohužel komu není rady, není ani pomoci. Zákazníci zapomínají mazat, to co se má a když už tak nevhodnými prostřeky. Prej že ""WD spasí všechno" - :(
Josef Koval –
Článek je napsán srozumitelně i pro laiky a tudíž by mělo být všem jasné jak důležité je mazání.
Pavel Brádka –
Super !
Pepa –
Dobrý den,
můžu se zeptat, které vrtáky jsou s oválnou stopkou? Kulaté stopky znám, ale oválnou jsem ještě neviděl, je na ně nejaké speciální upinací sklíčidlo?
Odpověď:
Dobrý deň, čo sa týka terminológie v článku, oválná stopka = kulatá stopka :-)
Marta Stoklasová –
hezky formulované