ساختار و خواص پیچ و مهره، پیچ و ناودانی

1. ویژگی های ساختاری بست های مختلف

1.1 ساختار سر

وظایف اصلی سر پیچ ها و سر پیچ ها تحمل بار و آچار زدن است. انواع سر متداول عبارتند از: سر شش گوش، سر شش گوش دوتایی، سر اسپلاین، سر تابه، سر استوانه ای و سایر سرهای خاص. هر ساختار با سناریوهای کاربردی خاص و الزامات مونتاژ مطابقت دارد.

1.2 ساختار آچار

سازه های آچار پیچ پیچ و مهره به سازه های آچاری خارجی و سازه های آچاری داخلی تقسیم می شوند. فرم های رایج آچار خارجی سر شش گوش، سر دوازده نقطه ای، سر اسپلاین، سر ده نقطه ای، سر هشت ضلعی، سر مربع و سر پنج ضلعی را می پوشانند که در این میان سر شش ضلعی و سر دوازده نقطه ای بیشترین کاربرد را دارند. سازه های آچار داخلی بیشتر برای سرهای گردان مانند سرهای غرق شده، سر تابه و سر استوانه ای استفاده می شود. انواع آچار داخلی معمولی شامل درایو شکاف دار، درایو فیلیپس، شش ضلعی داخلی و اسپلاین داخلی (Torx) است. علاوه بر این، انواع اسلات خارجی ثبت شده وجود دارد: درایو فیلیپس با گشتاور بالا و درایو شکاف دار با گشتاور بالا.

در شرایط عادی، سازه های آچار خارجی دارای مقاومت ضد لغزش و پیچشی بهتری نسبت به سازه های داخلی هستند. از این رو، اتصال دهنده های با استحکام بالا عمدتاً ساختارهای آچار خارجی را اتخاذ می کنند. با این وجود، آچار خارجی نیاز به فضای مونتاژ بزرگ‌تری دارد و در محیط‌های نصب محدودیت‌های بیشتری دارد. در میان انواع آچار داخلی، شش ضلعی داخلی و Torx داخلی عملکرد پیچشی فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌کنند و می‌توانند در شرایط کاری با مقاومت بالا اعمال شوند. سوراخ های شش ضلعی داخلی به طور کلی توسط سوراخ های آزمایشی پیش از حفاری و سپس پانچ با پانچ های شش ضلعی تشکیل می شوند. ضایعات فلزی تولید شده توسط مشت زدن تمایل دارند در انتهای سوراخ جمع شوند و ممکن است در حین سرویس بیفتند و آلاینده های خارجی ایجاد کنند. برای کاربردهایی با کنترل دقیق بر روی اجسام خارجی، تمام باقی مانده های داخل سوراخ ها باید کاملا تمیز شوند.

1.3 ساختار ساقه

راپیچساقه به بخش بدون نخ صاف اشاره دارد. با توجه به قطر ساقه، به ساقه با قطر اصلی، ساقه با قطر زیرین، ساقه پله ای و ساقه بزرگ تقسیم می شود.

ساقه با قطر اصلی (ساقه استاندارد): قطر اسمی آن برابر با قطر اصلی رزوه با دو درجه تحمل است. تلرانس های شل (h12، h14) عمدتاً برای پیچ های کششی استفاده می شود. تلرانس های محکم (f9, f7, r6) برای پیچ های برشی اعمال می شود.

ساقه با قطر گام (ساقه نازک): قطر اسمی آن تقریباً به قطر گام رزوه می رسد، معمولاً با تحمل h12 یا بدون نیاز به تحمل خاص. برای پیچ های کششی مناسب است.

ساقه پلکانی (ساقه کمری): قطر آن کمتر یا برابر با قطر جزئی رزوه است که برای کاهش سفتی پیچ و کاهش تمرکز تنش در ریشه نخ طراحی شده است.

ساقه بزرگ شده (ساقه تقویت شده): قطر آن از قطر اصلی نخ بیشتر است. این می تواند تداخلی را با سوراخ های مونتاژ ایجاد کند و معمولاً برای تعمیر و نگهداری تجهیزات و تقویت استفاده می شود.

1.4 ساختار نخ

پارامترهای رزوه شامل طول رزوه موثر، دقت رزوه، نیمرخ نخ، شعاع ریشه نخ، خروج نخ و فاصله شانه می باشد. برای پیچ و مهره هایی با قطر استاندارد و اسمی یکسان، طول رزوه موثر ثابت است. تغییرات در طول کلی پیچ با تنظیم طول ساقه صاف به دست می آید. نخ ها به نخ بلند، نخ متوسط ​​و نخ کوتاه دسته بندی می شوند:

رزوه بلند: مطابق با پیچ های کششی برای تحمل بارهای کششی بزرگ.

رزوه کوتاه: مطابق با پیچ و مهره های برشی، با تکیه بر تماس سطحی برای موقعیت یابی ضد افت با حداقل بار کششی.

رزوه متوسط: برای پیچ‌ها تحت بارهای کششی و برشی ترکیبی اعمال می‌شود که می‌تواند هم کشش و هم برش را تحمل کند.

2. ساختار انحصاری ناودانی

گل میخ ها بدون سر پیچ و مهره ای هستند و در هر دو انتها کاملاً رزوه می شوند. رزوه های دو سر را می توان با قطرهای یکسان یا متفاوت ساخت. در حین نصب، یک انتها برای تثبیت دائمی با جداسازی نادر به قسمت پایه پیچ می شود. انتهای دیگر با مهره ها برای مونتاژ و جداسازی مکرر جفت می شود. برای تضمین بستن محکم انتهای تعبیه شده، رزوه های مناسب انتقال برای قفل تداخلی استفاده می شوند. کلیدهای نگهدارنده و سایر ساختارها نیز می توانند برای تثبیت ضد شل شدن استفاده شوند.

3. خواص کلیپیچ، پیچ و گل میخ

خواص اتصال دهنده به خواص مکانیکی و خواص متالورژیکی تقسیم می شود. خواص مکانیکی ظرفیت اتصال دهنده ها را برای تحمل بارهای خارجی مختلف از منظر ماکروسکوپی با شاخص های اصلی از جمله خاصیت کششی، خاصیت برشی و مقاومت در برابر خستگی ارزیابی می کند. خواص متالورژیکی کیفیت میکروسکوپی ساختارهای مواد، پوشش خطوط جریان فلزی، ساختار متالوگرافی و ناپیوستگی های مواد مانند تخلخل و ترک را ارزیابی می کند.

4. طبقه بندی درجات عملکرد اتصال دهنده ها

دو سیستم استاندارد اتصال دهنده اصلی در داخل کشور پذیرفته شده است: سیستم استاندارد ملی همه منظوره (سیستم GB) و سیستم اتصال دهنده مخصوص هوافضا. تفاوت در محیط های خدماتی و شاخص های فنی منجر به قوانین درجه بندی متمایز برای خواص مکانیکی بین دو سیستم می شود.

4.1 نمرات عملکرد تحت سیستم استاندارد ملی GB

12 استاندارد ملی فعلی وجود دارد که خواص مکانیکی را برای بست های سری پیچ در چین مشخص می کند.

(1) درجات عملکرد پیچ‌ها، پیچ‌ها و ناودانی‌های فولاد کربنی و فولاد آلیاژی

نه درجه بر اساس استحکام کششی و استحکام تسلیم تعریف شده است: 4.6، 4.8، 5.6، 5.8، 6.8، 8.8، 9.8، 10.9 و 12.9. به طور معمول، گریدهای زیر 8.8 از فولاد کربنی ساخته می شوند، در حالی که گریدهای 8.8 و بالاتر از فولاد آلیاژی با عملیات حرارتی اختصاصی استفاده می کنند.

قالب علامت گذاری: قوانین XY به صورت زیر تعریف می شوند:

عدد قبل از نقطه اعشار برابر است با استحکام کششی اسمی (MPa) تقسیم بر 100.

عدد بعد از نقطه اعشار برابر است با نسبت بازده ضرب در 10.

قدرت تسلیم اسمی=(ضرب دو عدد) ÷ 10.

مثال: پیچ درجه 9.8. رقم 9 به معنای استحکام کششی اسمی=9 × 100=900 مگاپاسکال است. رقم 8 به معنای نسبت بازدهی=8 ÷ 10=0.8.

(2) درجات عملکرد پیچ، پیچ و گل میخ فولاد ضد زنگ

بست های فولادی ضد زنگ به سه دسته (آستنیتی، مارتنزیتی، فریتی) و نه گروه مواد A1، A2، A3، A4، A5، C1، C3، C4، F1 تقسیم می شوند. در ترکیب با فرآیندهای شکل دهی، 23 درجه عملکرد کامل تشکیل می شود.

قانون علامت گذاری: گروه مواد + عدد مقاومت دو رقمی. حروف مخفف دسته های مواد هستند: فولاد زنگ نزن آستنیتی =، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی C =، فولاد ضد زنگ فریتی F =. دو رقم نشان دهنده یک دهم مقدار مقاومت کششی است.

مثالها: A2-70 به فولاد زنگ نزن آستنیتی گروه 2 اشاره دارد که با کار سرد با حداقل استحکام کششی 700 مگاپاسکال تشکیل شده است. C3-80 به فولاد ضد زنگ مارتنزیتی گروه 3 اشاره دارد که با کوئنچ و تمپر با حداقل استحکام کششی 800 مگاپاسکال پردازش می شود.

(3) درجات عملکرد اتصال دهنده های فلزی غیر آهنی

مواد غیر آهنی رایج عبارتند از آلیاژ مس و آلیاژ آلومینیوم. درجه بندی توسط استحکام کششی تعیین می شود و این بست ها به طور کلی به عنوان انواع کم مقاومت طبقه بندی می شوند. اتصال دهنده هایی با درجه و مشخصات یکسان دارای حداقل بار کششی یکسان هستند. نمرات مربوط به درجه های مواد و شاخص های کششی است. آلیاژهای مس هفت درجه دارند: CU1، CU2، CU3، CU4، CU5، CU6، CU7. آلیاژهای آلومینیوم شش درجه دارند: AL1، AL2، AL3، AL4، AL5، AL6.

مثال: CU2 مخفف آلیاژ مس درجه 2 مربوط به گرید H63 با مقاومت کششی 370 مگاپاسکال است. علامت گذاری شامل دو حرف به اضافه یک رقم است. حروف مربوط به نمادهای عنصر شیمیایی (CU برای مس مس، AL برای آلومینیوم Al) است. ارقام فقط شماره سریال هستند، به ترتیب قدرت صعودی مرتب نشده اند و با درجه های ثابت مواد و پارامترهای مکانیکی مطابقت دارند.

(4) نمرات عملکرد ست پیچ ها

پیچ‌های تنظیمی نیز اتصال دهنده‌های رزوه‌دار خارجی هستند، اما معیارهای درجه‌بندی متفاوتی را نسبت به پیچ‌های معمولی اتخاذ می‌کنند. آنها بر اساس سختی به جای استحکام کششی طبقه بندی می شوند.

فولاد کربن وپیچ های ست فولاد آلیاژی: چهار درجه، یعنی 14H، 22H، 33H، 45H. عدد نشان دهنده یک دهم حداقل سختی ویکرز و H نشان دهنده سختی است. برای مثال، 14H به معنای حداقل سختی ویکرز=14 × 10=140 HV است.

پیچ های ست فولاد ضد زنگ: فقط از فولاد ضد زنگ آستنیتی استفاده می شود که به پنج گروه مطابق با پیچ های فولادی ضد زنگ تقسیم می شوند: A1، A2، A3، A4، A5 با ترکیب شیمیایی یکسان. دو درجه سختی مشخص شده است: 12H و 21H. 12H برای پیچ های ست آستنیتی نرم با حداقل سختی 125 HV اعمال می شود. 21H برای پیچ های ست سخت کار سرد با حداقل سختی 210 HV اعمال می شود.