Set Screws Manufacturers

Cunoașterea industriei

Șuruburi de fixare și șuruburi de fixare: Ghid profesional de cunoștințe în industrie

De ce șuruburile se scot - și cum să o preveniți

Una dintre cele mai frecvente defecțiuni în câmp cu șuruburile de fixare cu mufă este dezlipirea soclului hexagonal, unde cheia hexagonală nu mai mușcă și șurubul devine imposibil de acționat sau îndepărtat. Acest lucru se întâmplă rar pentru că șurubul este defect - aproape întotdeauna se rezumă la trei cauze care pot fi prevenite: utilizarea unei chei de dimensiune greșită, aplicarea unui cuplu la o cheie hexagonală uzată sau subdimensionată sau instalarea șurubului cu unelte nealiniate care rotunjesc colțurile soclului la prima tură. Hexagonalul intern în a şurub de fixare este format cu precizie și chiar și o nepotrivire de 0,1 mm între cheie și priză crește dramatic stresul de contact pe colț, accelerând uzura.

Calitatea materialului șurubului joacă, de asemenea, un rol direct. Șuruburile de fixare din inox de gradul 45H au o mufă mai moale decât versiunile din oțel aliat de gradul 14.9 prelucrate din oțel 40Cr sau SCM435. Când aplicațiile cu cuplu mare necesită rezistență la coroziune din inoxidabil, trecerea la un șurub de fixare cu mufă TORX sau spline în loc de un hexagonal standard este cea mai practică actualizare - unitățile cu spline distribuie cuplul în mai multe puncte de contact și reduc riscul de dezlipire cu peste 30% în comparație cu soclurile hexagonale la dimensiuni echivalente ale șuruburilor. La Suzhou Anzhikou, configurațiile de antrenare non-standard, inclusiv prize spline, tri-lobi și dublu hexagonal, sunt disponibile pe șuruburi personalizate până la diametrul M2.

Alegerea stilului potrivit pentru punctul de șurub pentru aplicația dvs

Geometria punctului unui șurub de fixare nu este cosmetică - determină modul în care este transferată sarcina, dacă arborele de împerechere este marcat permanent și dacă șurubul se va slăbi sub vibrație. Selectarea tipului greșit de punct este o cauză frecventă a slăbirii premature, a deteriorării arborelui și a deplasării poziției în ansamblurile de precizie. Cele mai utilizate cinci stiluri de puncte servesc fiecare unui scop mecanic distinct:

În practică, punctul de cupă reprezintă peste 70% din șurub de fixare utilizare la nivel global, deoarece oferă o mușcătură puternică fără a necesita o adâncitură pre-găurită pe arbore. Cu toate acestea, pentru instrumentele optice, actuatoarele de precizie sau orice ansamblu în care se preconizează îndepărtarea și repoziționarea arborelui, punctul plat este alegerea corectă - distribuie sarcina de strângere pe o zonă mai largă și nu lasă nicio urmă permanentă. Șuruburile de fixare cu vârf sunt deosebit de utile în dispozitivele de indexare și mecanismele de cadran, în care nasul cilindric extins cuplează un orificiu perforat în cruce în arbore pentru a elimina complet jocul de rotație.

Specificațiile cuplului de strângere și riscul ascuns de strângere excesivă a șuruburilor

Majoritatea inginerilor aplică instinctiv cuplul de strângere șuruburilor de fixare - o rotire fermă până când se simte bine. Această abordare este problematică, deoarece șuruburile de fixare, spre deosebire de șuruburile traversante, nu au flanșă cu cap de șurub pentru a semnala sarcina clemei prin feedback tactil. Strângerea excesivă a unui șurub de fixare cu diametru mic este extrem de ușoară și are două rezultate distructive: îndepărtarea filetului în orificiul filetat (în special în carcasele din aluminiu) și deformarea mufei hexagonale interioare care împiedică îndepărtarea ulterioară.

Cuplurile de așezare recomandate pentru șuruburile de fixare standard din oțel aliat (Clasul 14.9) sunt următoarele și ar trebui tratate ca limite superioare mai degrabă decât ca obiective:

• M2 (cheie hexagonală 0,9 mm): 0,1 – 0,15 N·m
• M2.5 (cheie hexagonală 1,3 mm): 0,2 – 0,3 N·m
• M3 (cheie hexagonală 1,5 mm): 0,4 – 0,6 N·m
• M4 (cheie hexagonală 2,0 mm): 1,0 – 1,5 N·m
• M5 (cheie hexagonală 2,5 mm): 2,0 – 3,0 N·m
• M6 (cheie hexagonală 3,0 mm): 4,0 – 5,5 N·m
• M8 (cheie hexagonală 4,0 mm): 9,0 – 12,0 N·m

Când materialul gazdă este aliaj de aluminiu (de exemplu, 6061-T6), reduceți valorile cuplului de mai sus cu aproximativ 40% pentru a evita smulgerea filetului. Pentru aplicații în medii predispuse la vibrații — motoare, cutii de viteze, pompe — aplicarea unei cantități mici de compus de blocare a filetului de rezistență medie (echivalent cu Loctite 243) pe filete înainte de instalare este mai fiabilă decât să te bazezi doar pe cuplu. Acest lucru elimină necesitatea unei forțe de strângere excesive, menținând în același timp un cuplu de rupere care rezistă auto-slăbirii sub sarcini ciclice.

Selectarea materialului dincolo de inoxidabil: când să folosiți șuruburi din oțel aliat, alamă sau titan

Ipoteza implicită pentru șuruburile de fixare rezistente la coroziune este din oțel inoxidabil - de obicei A2 (304) sau A4 (316). Deși acest lucru este potrivit pentru majoritatea mediilor, nu este întotdeauna alegerea optimă, iar selectarea materialului greșit duce la probleme care devin evidente abia după instalare. Înțelegerea compromisurilor dintre materialele disponibile este esențială pentru aplicații de precizie și de specialitate.

Oțel aliat (clasa 12,9 / 14,9)

Șuruburile de fixare din oțel aliat acoperite cu oxid negru sau cu fosfat de zinc oferă cea mai mare duritate și rezistență internă a soclului dintre orice opțiune standard. Miezul tratat termic (de obicei din oțel SCM435 sau 40Cr) rezistă la deformarea soclului la un cuplu ridicat, făcându-le alegerea corectă pentru aplicații cu forță mare de strângere pe arbori căliți. Nu sunt potrivite pentru medii umede sau agresive chimic fără protecție suplimentară a suprafeței.

Șuruburi de fixare din alamă

Șuruburile din alamă sunt nemagnetice, nu produc scântei și conduc electric - proprietăți care le fac indispensabile în electronice, medii explozive și instrumente de precizie în care hardware-ul feros ar provoca interferențe. De asemenea, vârful mai moale din alamă previne zgârieturile pe arborele din inox lustruit sau cromate. Duritatea lor mai mică înseamnă că șuruburile de fixare din alamă nu ar trebui să fie niciodată folosite în roluri de strângere cu cuplu mare, dar pentru șuruburile de reglare, contactele de împământare și poziționarea senzorilor în echipamente medicale sau de laborator, alama este adesea singura alegere adecvată.

Șuruburi de fixare din titan

Șuruburile de viteză din titan de gradul 5 (Ti-6Al-4V) sunt specificate în aplicații aerospațiale, de ciclism de vârf și dispozitive medicale, unde reducerea greutății este critică și este necesară rezistența la coroziune în fluidele corporale sau în atmosfere agresive. La aproximativ 56% din greutatea oțelului inoxidabil echivalent, șuruburile de fixare din titan oferă economii semnificative de masă în ansamblurile în care sunt utilizate zeci de elemente de fixare. Uzura - tendința titanului de a se suda la rece sub contact de alunecare - trebuie gestionată prin aplicarea unui compus anti-gripare pe filete înainte de instalare.

Lungimea de angajare a filetului: Parametrul cel mai trecut cu vederea în designul șurubului de fixare

Spre deosebire de un șurub standard în care angajarea filetului poate fi confirmată vizual prin numărarea filetelor expuse, un șurub de fixare se află complet îngropat într-un orificiu filetat oarbă - ceea ce face imposibilă verificarea adâncimii de angajare vizuală după instalare. Angajarea insuficientă a filetului este una dintre principalele cauze ale defecțiunilor de extragere a șurubului de fixare sub sarcină axială și este aproape întotdeauna o eroare de proiectare, mai degrabă decât un defect de fabricație.

Lungimea minimă de cuplare a filetului necesară pentru a dezvolta rezistența totală la tracțiune a șurubului depinde de duritatea relativă a șurubului și a materialului filetat. Următoarele îndrumări se aplică pentru șuruburile standard cu mufa:

• Șurub din oțel aliat în carcasă din oțel: Angajare minimă = 1,0× diametrul nominal al șurubului (de exemplu, M6 necesită cel puțin 6 mm de cuplare filet).
• Șurub din oțel aliat în carcasă de aluminiu: Angajare minimă = 1,5–2,0× diametrul nominal al șurubului pentru a compensa rezistența la tracțiune mai mică a filetelor de aluminiu.
• Șurub din oțel inoxidabil în carcasă din plastic: Angajare minimă = 3,0× diametrul nominal al șurubului; inserțiile elicoidale (de exemplu, Helicoil) sunt insistent recomandate.
• În medii cu vibrații: Adăugați 25–50% la valorile minime de mai sus ca o marjă de siguranță împotriva afânării progresive.

Atunci când grosimea peretelui carcasei nu permite o adâncime adecvată de cuplare, soluția este fie de a crește diametrul șurubului, fie de a trece la un șurub de fixare mai lung și de a utiliza un design cu bof cu filet. Șuruburile de fixare cu mufă cu lungime personalizată – inclusiv lungimi nestandard care nu sunt disponibile în stocul de catalog – pot fi produse conform specificațiilor exacte, ceea ce este o cerință comună pentru proiectanții de mecanisme de precizie care lucrează cu carcase compacte.

Soluții anti-slăbire specifice șuruburilor de fixare din ansambluri rotative

Șuruburile de fixare standard utilizate pentru fixarea scripetelor, angrenajelor, camelor și gulerelor pe arbori rotativi sunt printre cele mai expuse la vibrații din orice mașină. Spre deosebire de elementele de fixare cu flanșă care beneficiază de frecare sub capul șurubului, șuruburile se bazează în întregime pe frecarea filetului și pe angajarea punct-la-arbore pentru a rezista slăbirii. În ansamblurile care se rotesc continuu - în special cele cu inversări de direcție, cicluri de pornire-oprire sau sarcini dezechilibrate - acest lucru este adesea insuficient fără măsuri suplimentare.

Cele mai eficiente strategii anti-slăbire pentru șuruburi de fixare în aplicații rotative, clasificate de la cele mai simple la cele mai robuste, sunt:

• Stivuire cu șuruburi duble: Instalați două șuruburi de fixare de aceeași dimensiune în același orificiu filetat, cu șurubul interior setat la un cuplu adecvat și șurubul exterior strâns ferm pe acesta. Preîncărcarea compresivă dintre cele două șuruburi crește dramatic rezistența la auto-slăbire fără componente suplimentare.
• Șuruburi de fixare duble decalate: Utilizați două găuri filetate la 90° sau 120° decalat în jurul circumferinței butucului. Acest lucru distribuie sarcina de strângere mai uniform în jurul arborelui și previne armonarea sau deplasarea axială a arborelui sub sarcini excentrice.
• Șuruburi de fixare cu plasture din nailon: Acestea au un plasture de nailon pre-aplicat pe flancurile firului care se deformează în firul de îmbinare la instalare, creând o blocare mecanică care nu depinde doar de frecare. Eficient pentru aplicațiile în care dispozitivele de blocare a filetelor lichide sunt interzise.
• Crestături ale arborelui pre-găurite: Pentru instalațiile permanente, o mică adâncitură conică găurită în arbore la punctul de contact al șurubului de reglare - potrivită cu un șurub de fixare cu punct conic - creează o interblocare mecanică pozitivă care rezistă atât la mișcarea de rotație, cât și la mișcarea axială chiar și sub vibrații severe.

Șuruburile de fixare cu plasture din nailon și cu vârf din nailon sunt articole personalizate care necesită unelte de producție specifice. Capacitățile de producție ale Suzhou Anzhikou includ șuruburi de fixare cu inserție de nailon cu acoperire de petice optimizate pentru cicluri de instalare de unică folosință sau multifuncționale, produse la dimensiunile filetului, lungimile și geometriile punctului specificate de client.