[ความรู้เกี่ยวกับสปริง] ประเภทของเกลียวและคุณสมบัติทางกลของโบลท์

I. ประเภทของเธรด

เธรดแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามวัตถุประสงค์: เธรดเชื่อมต่อและเธรดส่ง

1. การเชื่อมต่อเธรด

เกลียวเชื่อมต่อแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เกลียวธรรมดา และ เกลียวไปป์ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมต่อส่วนประกอบ เกลียวมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปมีสี่ประเภท ได้แก่ เกลียวธรรมดาระยะพิทช์หยาบ เกลียวธรรมดาละเอียด เกลียวไปป์ และเกลียวไปป์แบบเรียว

1. รูปแบบเกลียวของเกลียวธรรมดาเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า (มุมเกลียว 60 องศา) ความแตกต่างระหว่างเกลียวละเอียดและเกลียวหยาบก็คือ ภายใต้เส้นผ่านศูนย์กลางหลักเดียวกัน เกลียวละเอียดจะมีขนาดเล็กกว่าเกลียวที่มีระยะพิทช์หยาบ

2. รูปแบบเกลียวของเกลียวไปป์และเกลียวไปป์แบบเรียวเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่ว (มุมเกลียวคือ 55 องศา) เกลียวท่อส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมต่อท่อน้ำ ท่อน้ำมัน ท่อก๊าซ และท่ออื่นๆ เกลียวท่อแบ่งออกเป็นเกลียวท่อทรงกระบอกและเกลียวท่อเรียว ซึ่งทั้งสองมีหน่วยเป็นนิ้ว และระยะพิทช์จะแสดงด้วยจำนวนเกลียวภายในความยาวเกลียว 25.4 มม.

เกลียวท่อแบ่งออกเป็น:

● เกลียวไปป์แบบไม่ปิดผนึก (G): ต๊าปเกลียวไปป์ใช้สำหรับการประมวลผลเกลียวภายใน และแม่พิมพ์ใช้สำหรับการประมวลผลเกลียวภายนอก

● เกลียวท่อแบบปิดผนึก (R): ต้องใช้ความแม่นยำสูง และมีวิธีการติดตั้งสองวิธี: เกลียวในทรงกระบอกและเกลียวนอกแบบเรียวทำให้เกิดขนาดที่พอดี "ทรงกระบอก/เทเปอร์"; เกลียวในแบบเรียวและเกลียวนอกแบบเรียวทำให้เกิดความพอดีแบบ "เทเปอร์/เทเปอร์"

(1) ขนาดของเกลียวท่อเป็นค่าโดยประมาณของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ ตัวอย่างเช่น 1/2 นิ้วสอดคล้องกับ DN15

(2) ความหนาของรูปแบบเกลียวไปป์จะแสดงด้วยจำนวนเกลียวต่อนิ้ว และระยะพิทช์ที่แปลงแล้วจะเป็นทศนิยม ตัวอย่างเช่น เกลียวท่อ G1 นิ้วมี 11 เกลียวตามแนวแกน และระยะพิทช์คือ 25.4 ÷ 11 พรีเมี่ยม 2.309 มม. เกลียวท่อส่วนใหญ่ใช้สำหรับเชื่อมต่อข้อต่อท่อและชิ้นส่วนผนังบาง โดยมีระยะพิทช์เล็กและขนาดเกลียว

● เกลียวเมตริกจะแสดงตามระยะพิทช์ ในขณะที่เกลียวของอเมริกาและอังกฤษจะแสดงตามจำนวนเกลียวต่อนิ้ว

● เกลียวเมตริกมีรูปแบบเกลียวด้านเท่า 60 องศา เกลียวอังกฤษมีรูปแบบเกลียวหน้าจั่ว 55 องศา และเกลียวอเมริกันมีรูปทรงเกลียวหน้าจั่ว 60 องศา

หมายเหตุ: คนวงในมักใช้ "fen" เพื่อหมายถึงขนาดเกลียว . 1 นิ้วเท่ากับ 8 fen, 1/4 นิ้วคือ 2 fen, และอื่นๆ (เช่น 1/2 นิ้วคือ 4 fen, 3/4 นิ้วคือ 6 fen)

2. หัวข้อการส่งผ่าน

เธรดการส่งผ่านใช้ในการส่งกำลังหรือการเคลื่อนไหว และมีเธรดมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปสี่รายการ:

1) เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมู: รูปทรงเกลียวเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูหน้าจั่วที่มีมุมเกลียว 30 องศา ซึ่งเป็นเกลียวเกียร์ที่ใช้กันมากที่สุด เมื่อเทียบกับเกลียวสี่เหลี่ยม ประสิทธิภาพการส่งผ่านจะต่ำกว่าเล็กน้อย แต่มีความสามารถในการแปรรูปที่ดี มีความแข็งแรงของรากสูง และประสิทธิภาพในการตั้งศูนย์กลางที่ดี ลีดสกรูของเครื่องมือกลใช้เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูเพื่อส่งกำลังแบบสองทิศทาง และรหัสเกลียวคือ Tr

2) เกลียวฟันเลื่อย: เกลียวเกียร์ชนิดหนึ่งที่มีแรงในทิศทางเดียว รูปแบบเกลียวเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูหน้าจั่ว ด้านหนึ่งทำมุม 30 องศากับเส้นแนวตั้ง และอีกด้านหนึ่งสร้างมุม 3 องศา สร้างมุมเกลียว 33 องศา โดยมีรหัสเกลียว B ใช้เพื่อรับกำลังทางเดียวเท่านั้น เนื่องจากประสิทธิภาพและความแข็งแรงในการส่งผ่านสูงกว่าเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมู จึงมักใช้ในกลไกรับแรงทิศทางเดียว เช่น เครื่องอัดสกรูและเครื่องอัดไฮดรอลิก

3) เธรดสี่เหลี่ยม: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการส่งแรง ลักษณะเฉพาะของมันคือประสิทธิภาพการส่งผ่านสูงกว่าเธรดอื่นๆ แต่ความยากในการประมวลผลมีขนาดใหญ่และความแรงของรูตต่ำ ดังนั้นการใช้งานจึงมีจำกัด

4) เธรดโมดูล: หรือที่เรียกว่าเธรดเฟืองตัวหนอนซึ่งมีมุมเกลียว 40 องศา ซึ่งมีลักษณะของอัตราการส่งข้อมูลขนาดใหญ่ โครงสร้างที่กะทัดรัด การส่งผ่านที่เสถียร และประสิทธิภาพการล็อคตัวเองที่ดี ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ลดขนาด

ครั้งที่สอง สมบัติทางกลของสลักเกลียว

1. เกรด: เกรดความแข็งแรงของสลักเกลียวเมตริกส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกรดประสิทธิภาพ 10 ระดับ: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9

ความแตกต่างและความหมายของสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง: สลักเกลียวเกรด 8.8 ขึ้นไปเรียกรวมกันว่าสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง และเกรดที่เหลือเรียกว่าสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงทั่วไป

2. ความหมายของเครื่องหมายเกรดประสิทธิภาพของโบลต์: เครื่องหมายเกรดประสิทธิภาพของโบลต์ประกอบด้วยตัวเลขสองส่วน ซึ่งแสดงถึงค่าความต้านทานแรงดึงที่ระบุและอัตราส่วนผลผลิตของโบลต์ตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ความหมายของสลักเกลียวที่มีสมรรถนะเกรด 4.8 (หมายเหตุ: เกรด 4.8 เป็นสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง ไม่ใช่สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง) คือ:

(1) ความต้านทานแรงดึงเล็กน้อยของวัสดุสลักเกลียวคือเกรด 400MPa

(2) อัตราผลตอบแทนของวัสดุสลักเกลียวคือ 0.8

(3) ความแข็งแรงของผลผลิตที่ระบุของวัสดุสลักเกลียวคือเกรด 400×0.8=320MPa

3. เกรดประสิทธิภาพทางกลของสลักเกลียวโดยมีตัวชี้วัดหลักๆ อยู่ 4 ประการ คือ

ก. ตัวบ่งชี้ความแข็งแรง (ความต้านทานแรงดึง, จุดคราก, ความแข็งแรงของคราก, ความเครียดที่รับประกัน);

ข. ตัวบ่งชี้ความแข็ง (ความแข็งวิคเกอร์, ความแข็งบริเนล, ความแข็งร็อกเวลล์, ความแข็งพื้นผิว);

ค. ตัวบ่งชี้ความเป็นพลาสติกและความเหนียว (การยืดตัว ความแข็งแรงของการรับน้ำหนักของลิ่ม พลังงานการดูดซับแรงกระแทก ความแน่นของส่วนหัว)

ง. ตัวบ่งชี้ชั้นการแยกคาร์บอน (ความสูงขั้นต่ำของชั้นเกลียวที่ไม่ถูกแยกคาร์บอน ความลึกสูงสุดของชั้นการแยกคาร์บอนเต็ม)

4. คำอธิบายคำนาม

1) ความต้านทานแรงดึง (σb) (N/mm²): แรงดึงสูงสุดที่ผลิตภัณฑ์สามารถรับได้ต่อหน่วยพื้นที่ ซึ่งหมายถึงความเค้นสูงสุดที่วัสดุโลหะสามารถรับได้ก่อนที่จะแตกหัก

2) น้ำหนักบรรทุกที่รับประกัน (SP) (นิวตัน/มม.²): ตามเกรดและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ จะมีการรับภาระบางอย่างกับผลิตภัณฑ์ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง และผลิตภัณฑ์สามารถรับน้ำหนักได้โดยไม่มีการเสียรูปถาวรที่วัดได้

3) จุดคราก (σs) (N/mm²): จุดที่ความเครียดเพิ่มขึ้นแต่ความเค้นไม่เพิ่มขึ้นเมื่อยืดวัสดุ ในกราฟแรงดึงของผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงต่ำทั่วไป จุดครากที่ชัดเจนสามารถแสดงได้ ซึ่งเป็นขอบเขตระหว่างการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นและการเปลี่ยนรูปพลาสติกของวัสดุ ในกราฟแรงดึงของผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงสูง จะไม่มีจุดผลผลิตที่ชัดเจน เมื่อไม่สามารถวัดจุดครากได้ ก็ให้ใช้วิธีวัดความแข็งแรงของครากแทน

4) คำจำกัดความของความแข็งแรงของผลผลิต: เป็นขีดจำกัดของผลผลิตเมื่อวัสดุโลหะประสบกับปรากฏการณ์ของผลผลิต นั่นคือความเครียดที่ต้านทานการเสียรูปของไมโครพลาสติก สำหรับวัสดุโลหะที่ไม่มีปรากฏการณ์ผลผลิตที่ชัดเจน มีการระบุว่าค่าความเค้นที่ทำให้เกิดการเสียรูปตกค้าง 0.2% คือขีดจำกัดของผลผลิต ซึ่งเรียกว่าขีดจำกัดของผลผลิตตามเงื่อนไขหรือความแข็งแรงของผลผลิต แรงภายนอกที่เกินขีดจำกัดนี้จะทำให้ชิ้นส่วนเสียหายถาวรซึ่งไม่สามารถกู้คืนได้ ตัวอย่างเช่น ขีดจำกัดผลผลิตของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำคือ 207MPa เมื่อแรงภายนอกเกินขีดจำกัดนี้ ชิ้นส่วนจะทำให้เกิดการเสียรูปถาวร เมื่อน้อยกว่าขีดจำกัดนี้ ชิ้นส่วนสามารถกลับคืนรูปเดิมได้

หมายเหตุ:

ก. การเปลี่ยนรูปของวัสดุแบ่งออกเป็นการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น (สามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้หลังจากแรงภายนอกถูกลบออก) และการเปลี่ยนรูปพลาสติก (ไม่สามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้หลังจากแรงภายนอกถูกลบออก และรูปร่างเปลี่ยนแปลง เช่น การยืดตัวหรือการทำให้สั้นลง)

ข. เมื่อความเครียดเกินขีดจำกัดความยืดหยุ่น จะเข้าสู่ระยะคราก และการเสียรูปจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในเวลานี้ นอกเหนือจากการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นแล้ว การเสียรูปพลาสติกบางส่วนก็จะเกิดขึ้นเช่นกัน เมื่อความเครียดถึงจุดคราก ความเครียดของพลาสติกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และความผันผวนเล็กน้อยจะเกิดขึ้นในความเครียดและความเครียด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าผลผลิต ความเค้นสูงสุดและต่ำสุดในระยะนี้เรียกว่าจุดครากบนและจุดครากล่างตามลำดับ

เนื่องจากค่าของจุดครากที่ต่ำกว่านั้นค่อนข้างคงที่ จึงถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ความต้านทานของวัสดุ เรียกว่าจุดครากหรือความแข็งแรงของคราก (ReL หรือ Rp0.2)

5) ความแข็ง: ความสามารถของวัสดุโลหะในการต้านทานการเยื้องของวัตถุที่แข็งกว่าเรียกว่าความแข็ง เป็นปริมาณทางกายภาพที่ครอบคลุมของประสิทธิภาพของวัสดุ ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถของวัสดุโลหะในการต้านทานการเสียรูปยืดหยุ่น การเสียรูปหรือการแตกหักของพลาสติกภายในปริมาตรเล็กน้อย (ตัวชี้วัดทั่วไป: ความแข็งของวิคเกอร์ส HV30, ความแข็งบริเนล HB, ความแข็งร็อกเวลล์ HRB และ HRC, ความแข็งพื้นผิว HV0.3)

6) ความแข็งแรงในการรับน้ำหนักของลิ่ม: ใช้การทดสอบการรับน้ำหนักของลิ่มกับหัวหกเหลี่ยม หัวสี่เหลี่ยม (สี่มุม) หน้าแปลนหกเหลี่ยม หรือสลักเกลียวฝาครอบหัวจม นั่นคือ ทดสอบความต้านทานแรงดึงของผลิตภัณฑ์หลังจากเพิ่มบล็อกลิ่มไว้ใต้ศีรษะ โดยมีจุดประสงค์เพื่อตรวจจับความต้านทานแรงดึงของผลิตภัณฑ์และความแน่นของส่วนหัว

7) การยืดตัว (δ): การยืดตัวของผลิตภัณฑ์คืออัตราส่วนของการยืดตัวหลังแตกหักต่อความยาวเดิมก่อนแตกหัก

1 จุดคราก: ความเค้นที่ตัวอย่างสามารถยืดออก (เปลี่ยนรูป) ต่อไปได้ โดยไม่เพิ่มแรง (คงตัว) ในระหว่างการทดสอบ

2 จุดครากบน: ความเค้นสูงสุดก่อนแรงจะลดลงครั้งแรกเมื่อตัวอย่างให้ผลผลิต

3 จุดครากที่ต่ำกว่า: ความเครียดขั้นต่ำในระยะคราก เมื่อไม่พิจารณาผลกระทบชั่วคราวเริ่มต้น

เหล็กบางชนิด (เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนสูง) ไม่มีปรากฏการณ์ผลผลิตที่ชัดเจน โดยปกติแล้ว ความเครียดที่เกิดการเสียรูปของไมโครพลาสติก (0.2%) จะถูกนำมาเป็นกำลังรับของเหล็ก ซึ่งเรียกว่ากำลังรับแรงอัดแบบมีเงื่อนไข

8) ความแน่นของส่วนหัว: ติดตั้งผลิตภัณฑ์เข้ากับส่วนรองรับที่มีรูเอียง และกระแทกหัวผลิตภัณฑ์ สำหรับสลักเกลียวเต็มเกลียวหรือหมุดเกลียว ตราบใดที่ไม่มีส่วนหัวหลุด แม้ว่าจะมีรอยแตกร้าวบนเกลียวแรกก็ตาม ให้ถือว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของการทดสอบนี้ สำหรับผลิตภัณฑ์แบบครึ่งเกลียว จะต้องไม่เกิดรอยแตกร้าวที่ส่วนหัว พื้นผิวรองรับ และเนื้อเปลี่ยนระหว่างพื้นผิวรองรับและแกนสกรู ตาม GB/T 3098.1 การทดสอบนี้จะต้องดำเนินการสำหรับสลักเกลียวและสกรูที่มีข้อกำหนดน้อยกว่าหรือเท่ากับ M16 และมีความยาวสั้นเกินไปที่จะทำการทดสอบโหลดลิ่ม