Ruuvi

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kokoelma erilaisia ruuveja.
Voimansiirrossa käytettävä kierukkavaihde.

Ruuvi on yksinkertainen mekaaninen laite, jonka avulla kiertyvä liike muunnetaan eteneväksi liikkeeksi. Ruuveja – tai yleisemmin kierteitä – käytetään erilaisiin tarkoitukseen: kiinnittämiseen, kappaleiden liikuttamiseen tai säätämiseen. Ruuveiksi sanotaan myös kierteen muotoon valmistettuja kuljetinrakenteita. On olemassa esimerkiksi viljan siirtoon tarkoitettu ruuvikuljetin, rehuelevaattori. Myös puun halkaisuun voidaan käyttää erityistä halkaisuruuvia.

Ruuvin historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Antiikin aikana käytettiin Arkhimedeen ruuvia veden nostamiseen. Täyttä varmuutta ei ole siitä, keksikö sen Arkhimedes. Diodoroksen mukaan Arkhimedes keksi vesiruuvin asuessaan nuorena miehenä Aleksandriassa. Vesiruuvi levisi Egyptistä koko välimeren alueelle. Vitruvius mainitsee kirjoissaan ruuvipuristimen keksijäksi Heronin (10-70). Heron itse kuvaa omassa Mekhaniká teoksessaan niin ruuvipuristinta kuin kierukkavaihdetta. Ruuvipuristinta varten Heron kehitti menetelmän valmistaa mutteri. Jos ruuville halutaan nimetä isä, niin tämä kunnia kuuluu ehkä eniten Heronille. [1]

Ensimmäinen kuva kiinnitykseen käytetystä ruuvista löytyy keskiaikaisesta saksalaisesta julkaisusta, Wolfeggin linnan talokirja noin vuosilta 1475-1490, jossa esitetään myös ruuvisorvi. Kiinnitykseen käytetyn ruuvin todennäköisin ensimmäinen käyttökohde oli hakapyssyn lunttulukko kiinnitys pyssyn puiseen tukkeen. Toinen 1500-luvulla toinen tunnettu käyttökohde ruuveille oli haarniskat.[2] Laajemmin metalliruuveja alettiin käyttää naulojen rinnalla 1500-luvulla. Saksalainen vuori-insinööri Georgius Agricola (1494–1555) kertoo 1556 julkaistussa teoksessan "De re metallica", miten metalliruuveilla saadaan nahka lujasti kiinni palkeiden puukehikkoon. Ruuvimeisseli keksittiin kuitenkin vasta 1780,[3] kun ruuvien teollinen valmistus oli alkanut 1770-luvulla. Sahaamalla tehty ura oli pitkään suositumpi kantamuoto, joskin nelikulmainen kolo oli ollut käytössän, mutta sen valmistus oli ongelma, sillä stanssaamisessa ruuvi hajosi helposti.[4]

Whitworth-kierre on eräs vanhimmista yhtenäisistä ruuvikierrejärjestelmistä. Sen suunnitteli vuonna 1841 Joseph Whitworth ja vuonna 1884 se otettiin käyttöön British Association for the Advanve of Science (BA)- järjestön teknisissä mittalaitteissa pienille ruuveille ja sai siten virallista asemaa.[5]

Peter Robertson patentoi 1907 kylmäkarkaisulla tehdyn kestävän kolokantaruuvin. Hän halusi valmistaa ruuvinsa itse, joten sopimus Henry Fordin kanssa meni oregonilaiselle kulkukauppiaalle Henry F. Phillipsille, joka oli kehittänyt ristipääruuvin. Phillips salli muiden valmistaa ruuviaan lisenssillä. Autoteollisuudelle oli hyvä, että meisseli nousee ristipään kaltevista urista ylös, koska koneruuvitaltoissa ei ollut vääntövoiman rajoitinta. Seuraava kantamalli oli Torx, jonka Camcar-nimisen yrityksen tutkimusryhmä kehitti 1965 ja patentoi 1971. Pozidriv-ruuvi on Phillips-ruuvin kehittyneempi versio, mutta lipsuminen on yhä sen ominaisuus.[4]

Yleistä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Teknisenä toteutuksena ruuvi on kierteinen tanko, jossa on usein kanta ja puuruuveissa myös terävä kärki. Myös itseporutuvia ruuveja, joissa kärki toimii leikkaimena, valmistetaan peltien kiinnitykseen.

Ruuveja valmistetaan erilaisista materiaaleista ja erilaisin pintakäsittelyin:

  • teräsruuveja valmistetaan muun muassa fosfatoituina, keltapassivoituina, sinkittyinä ja muovipinnoitteisina
  • ruuvin materiaalina ruostumaton ja haponkestävä teräs kestää korrosoivia olosuhteita paremmin kuin teräsruuvit, joissa korroosionesto on vain pinnassa. Esimerkiksi meriolosuhteissa käytetään usein ruostumattomia ruuveja
  • messingistä valmistettuja puuruuveja käytetään ulkonäöllisistä syistä
  • myös muovisia ruuveja on olemassa joihinkin erikoistarkoituksiin, kuten sähköä eristävään tarkoitukseen

Muita ruuvitarvikkeita:

Ruuvityyppejä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Erimuotoisia kantoja.

Ruuveissa on erimuotoisia kantoja:

  • kupukantaruuvi (a)
  • pallokantaruuvi (b,c)
  • litteäkupukantaruuvi (d)
  • uppokantaruuvi(Senkkikanta) (e)
  • linssikantaruuvi (kupu-uppokantainen ruuvi) (f)
  • lukkoruuvi (kupukantainen päältä, alla neliömäinen lukitusosa)
  • kansiruuvi= puukierre, kuusiokanta. täkkipultti=kupukanta, tylppäpää ja mutterikiristys

Ruuveissa on muun muassa seuraavanlaisia hahloja niiden vääntämiseksi:

  • uraruuvi; taltan koko ilmoitetaan yleensä kärjen leveytenä millimetreissä
  • ristikanta: Phillips (PH) ja Pozidriv (PZ); taltan koko ilmoitetaan lukuina 000, 00, 0, 1, 2, 3 ja 4, joista 0 on pienin ja 4 suurin koko - esim. PH2 on hyvin yleinen perusristikanta. Pozidriv-kantaiset ristipääruuvit erottaa Phillips-ruuveista kannan neljän ”pääsiipien” välissä olevista pienemmistä urista. Phillips-kanta kampeaa ruuvimeisselin ulos momentin kasvaessa; Pozidriv-kannalla ei ole tätä ominaisuutta.
  • torx (ulko- ja sisäpuolinen); yleisiä taltan kokoja ovat T-10, T-15, T-20, T-25, T-30 ja T-40
  • Assy
  • XZN
  • kuusiokoloruuvi; avaimen koko ilmoitetaan kuusion avainvälinä millimetreissä
  • kuusio (lähinnä pulteissa); avaimen koko kuten kuusiokoloruuvien osalta.

Pultti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ankkuripultti.

Tasakärkistä koneruuvia kutsutaan pultiksi ja sen ympärille kiertyvää vastakappaletta mutteriksi. Niin kutsutulla vaarnapultilla (myös pinnapultti) ei ole kantaa. Ankkuripultti laajentuu asennusreiässä kiristyessään, jolloin saadaan aikaan hyvä tartunta.

Käyttötarkoitus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Koneruuvi ja sen ympärille kiertyvä mutteri.

Ruuveja on erilaisille materiaaleille:

  • puuruuvi (joissa kierteet usein puuttuvat ruuvin kannan läheltä)
  • peltiruuvi (jotka ovat aina kierteytettyjä kantaan saakka)
  • muoviruuvi (myös itsekierteyttäviä)

Ruuveja valmistetaan myös erilaisiin erikoistarkoituksiin:

  • kipsilevyruuvi
  • luuruuvi (kirurgia)
  • vaarnaruuvi, molemmista päistä kierteinen kannaton ruuvi, jollaista käytetään piilotetuissa ruuviliitoksissa.[6]

Ruuvien kierteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ruuvien kierteitä on erilaisilla tiheyksillä (nousu) ja profiileilla. Kierteiden nousut kuten halkaisijatkin on standardoitu. Suomessa yleisimmissä ruuveissa on metriset nk. M-kierteet. Metrisistä kierteistä on olemassa kaksi alatyyppiä: yleisempi karkea kierre ja hienokierre. Muita yleisiä kierretyyppejä on tuumaiset UNC (karkea) ja UNF (hieno) erityisesti putkistoissa sekä aiemmin brittiläisissä laitteissa käytetyt BSW (Whitworth) ja BSF (brittiläinen hienokierre). Sähkölaitteissa on käytetty BA -kierrettä. Kierteissä on nousun lisäksi ero myös kierteen harjakulmassa; BA 47,5°, BSF ja BSW 55°, M, UNF ja UNC 60°.

Eräiden metrijärjestelmän ruuvien ja muttereiden avainvälit
ruuvi/mutteri avainväli s, mm
M2 4
M2,5 5
M3 5,5
M4 7
M5 8
M6 10
M7 11
M8 13
M10 17
M12 19
M14 22
M16 24
M18 27
M20 30

Ruuvien vääntäminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yleensä ruuvi kiristyy myötäpäivään kierrettäessä. Ruuveja valmistetaan myös niin sanotulla vasenkätisellä kierteellä, jolloin se kiristyy vastapäivään kierrettäessä. Tällainen saattaa olla tarpeen esimerkiksi tietyissä koneiden pyörivissä osissa tahattoman aukeamisen estämiseksi. Käsiporakoneiden istukat on usein kiinnitetty itse porakoneeseen oikeakätisillä kierteillä, mutta lukkoruuvi vasenkätisellä kierteellä kuten polkupyörien polkimet vasemmalla puolella pyörää.

Ruuvien vääntämiseen tarkoitettuja työkaluja:

Muita liittämismenetelmiä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Witold Rybczynski: Vähän kireämmälle: Ruuvin ja ruuvitaltan historia. (Alkuteos: One good turn: A natural history of the screwdriver and the screw, 2000.) Suomentanut Juha Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 2002. ISBN 952-5202-63-1.
  2. Witold Rybczynski: Vähän kireämmälle, s. 50-53
  3. Macaulay, David & Ardley, Neil: Uusi kuinka kaikki toimii, s. 376. Helsinki: Otava, 2005. ISBN 951-1-16001-X.
  4. a b Pekka Hakala, Kuka keksi Torx-ruuvin, Helsingin Sanomat 15.5.2011 sivu D 6
  5. Robinson, Andrew: Mittaamisen historia, s. 171. Multikustannus, 2008. ISBN 978-952-468-187-2.
  6. WSOY Iso tietosanakirja 10, s. 69, WSOY 1997 ISBN 951-0-20163-4