Șurub (detaliu)

Șurub (din germanul Gewinde - tăiere, filetare, prin gwint polonez ) - un dispozitiv de fixare pentru conectarea sau fixarea pieselor. Are forma unei tije cu filet exterior la un capăt și un element structural pentru transmiterea cuplului la celălalt [1] ; acest element constructiv poate fi:

cap crestat
cap moțat (pe lateral)
sau, în lipsa unui cap, o fantă în capătul tijei. [unu]

De asemenea, șuruburile pot servi ca axă de rotație pentru piesele rotative, pot servi drept ghid pentru mișcarea rectilinie sau de rotație și pot fi folosite și în alte scopuri [2] .

Istoricul aspectului

Mecanismul șurubului era cunoscut în Grecia antică (sub denumirea de șurub al lui Arhimede ). Șurubul a fost descris mai târziu de matematicianul grec Archytas din Tarentum . În secolul I î.Hr e. angrenajele din lemn cu șurub erau deja utilizate pe scară largă în țările mediteraneene ca parte a preselor de ulei și vin. În Europa secolului al XV-lea , șuruburile metalice ca elemente de fixare erau foarte rare, dacă s-au cunoscut vreodată [3] . Șurubelnițele manuale (în original - tournevis francez [4] ) au apărut nu mai târziu de 1580 , deși s-au răspândit abia la începutul secolului al XIX-lea [5] . Inițial, șuruburile au fost unul dintre numeroasele tipuri de elemente de fixare din construcții și au fost folosite în meșteșugurile de tâmplărie și fierărie.

Utilizarea pe scară largă a șuruburilor metalice a început după apariția în 1760-1770 a mașinilor pentru producția lor în masă în linie [6] . Dezvoltarea acestor mașini a mers la început în două moduri: producția industrială de șuruburi pentru lemn pe o mașină cu un singur scop și ștanțarea la scară mică a șuruburilor necesare de către meșteri pe o mașină semi-manuală cu echipamente interschimbabile.

Diferența dintre un șurub și alte elemente de fixare

Șurubul diferă de șurub prin faptul că nu are o constricție conică la capăt și nu creează un filet în material la înșurubare. .

Clasificare

În funcție de scop, există:

șuruburi de fixare (pentru conectarea detașabilă a pieselor);
șuruburi de fixare (pentru fixarea reciprocă a pieselor).

Șuruburi de montare

Cel mai comun tip de șurub în inginerie este șurubul de mașină. Un astfel de șurub este partea principală a unei conexiuni cu șuruburi detașabile și este o tijă cu un filet la un capăt și un cap la celălalt.

Capul șurubului este folosit pentru a presa piesele care trebuie îmbinate și pentru a prinde șurubul cu o șurubelniță , cheie , cheie hexagonală (hexagon) sau altă unealtă. Șuruburile de montare cu capete rotunde, hexagonale, pătrate și alte capete au devenit larg răspândite. Un tip de cap de șurub - o încuietoare - este folosit pentru a îngreuna deșurubarea șurubului. De exemplu, un șurub cu una sau două găuri pe cap (în loc de o fantă ), șuruburi pentru o șurubelniță în formă de Y și așa mai departe. În URSS , căile ferate (fixarea dispozitivelor de cale) foloseau adesea șuruburi cu 5 fețe . Pentru pasionații de mașini, „secretele” sunt vândute pentru atașarea roților de mașină - toate, de regulă, necesită propria lor cheie unică non-standard.

În Rusia, proprietățile mecanice ale șuruburilor, șuruburilor de fixare și știfturilor din oțeluri carbon nealiate și aliate conform GOST 1759.4-87 [ 7] ( ISO 898/1-78) în condiții normale caracterizează 11 clase de rezistență: 3,6; 4,6; 4,8; 5,6; 5,8; 6,6; 6,8; 8,8; 9,8; 10,9; 12.9. Primul număr, înmulțit cu 100, determină rezistența nominală la tracțiune în N / mm², al doilea număr (separat cu un punct de primul), înmulțit cu 10, este raportul dintre rezistența de curgere și rezistența la tracțiune în procente. Produsul numerelor înmulțit cu 10 dă limita de curgere nominală în N/mm². Cele mai comune șuruburi și șuruburi sunt de gradul 8.8 (rezistență normală).

Conexiunea pieselor cu un șurub și o piuliță se numește șuruburi, iar șuruburile destinate acestora, respectiv, se numesc șuruburi . . Șuruburile au de obicei un cap hexagonal la cheie.

La conectarea pieselor care au o suprafață neplană, se fac maree în locațiile șuruburilor sau se realizează prelucrarea locală a suprafeței, astfel încât plăcuțele de sprijin pentru capul șurubului și piuliță să fie plate. În caz contrar, conexiunea poate fi înclinată, ceea ce va duce la solicitări suplimentare și poate provoca distrugerea șurubului. În piesele din materiale moi, sunt prevăzute bucșe puternice pentru îmbinările cu șuruburi. În părțile subțiri, este de dorit să se facă o îngroșare locală pentru filetare. La conectarea materialelor cu potenţiale electrice diferite se pot folosi bucşe din materiale izolante sau şuruburi nemetalice [8] .

Șuruburi de fixare

Șuruburile de fixare sunt utilizate atunci când este necesar pentru a fixa poziția relativă a pieselor una față de alta. Pentru a face acest lucru, au diferite proeminențe sau adâncituri la capete pentru o mai bună fixare a pieselor și, de asemenea, dacă este necesar sau posibil, se fac găuri speciale pentru capetele șuruburilor de fixare.

Exemple de capete de șurub de fixare:

în conformitate cu GOST 12414-94 Capetele șuruburilor, șuruburilor și știfturilor. Dimensiuni. (ISO 4753:1999):
- capăt conic;
- capăt plat;
- capăt cilindric;
- capăt găurit;
- capăt treptat;
- capăt treptat cu o sferă;
- capăt treptat cu un con;
conform altor standarde:
- capăt ondulat;
- capăt cu minge;
- șuruburi de fixare simetrice cu fante pe ambele părți (utilizate pentru asamblarea automată).

Nume	Reguli	Zona de aplicare
Tipuri de șuruburi [9]
Șurub cu cap cilindric		Pentru toate tipurile de conexiuni detașabile. Poate fi folosit cu pucul. Capul poate fi încastrat sau neîncastrat
Șurub cu cap cilindric		Este mai des folosit pentru fixarea oricăror piese din aliaje și metale neferoase. Dacă nu sunt utilizate șaibe, atunci o zonă suficient de mare a părții inferioare a capului previne deteriorarea piesei.
Surub cu capat ( Îng. șurub cu cap plat sau înecat )		Este folosit atunci când este necesar să ascundeți capul șuruburilor, de exemplu, pentru fixarea capacelor, pentru atașarea părților exterioare. Nu este recomandat pentru utilizare cu știfturi
Șurub cu cap înecat ( Șurub cu cap oval sau ridicat în engleză )
Șurub cu cap cilindric ( ing. șurub cu cap rotund )		Poate fi folosit în cazurile în care grosimea pieselor de îmbinat este prea mică pentru utilizarea șuruburilor înfundate
Șurub cu cap tubular cu orificiu hexagonal intern		Pentru cazurile în care este necesară o forță semnificativă de strângere la înșurubare
Surub special cu cap cilindric si plat		Pentru fixarea capacelor instrumentelor și a altor produse
Șurub de fixare cu cap înecat
Surub special		Proiectat pentru fixarea sau reglarea manuală a poziției pieselor
Șurub
Surub cu cap sferic sau cilindric		Pe lângă faptul că este folosit pentru fixarea pieselor, poate fi folosit și ca axă pentru piesele rotative.
Șurub cu cap cilindric		Este folosit în principal pentru fixarea pieselor cilindrice și, de asemenea, fixează poziția acestora unul față de celălalt.
Surub cu cap sferic mare ( ing. Buton sau șurub cu cap dom )
Șurub de fixare cu cap cilindric ( ing. șurub cu cap de brânză )		Aceste șuruburi pot fi folosite ca dibluri. În general, ele sunt folosite pentru fixarea pieselor.
Șurub moletat cu cap plat
Șurub moletat înalt		Se serveste pentru a preveni intoarcerea pieselor. Înșurubat și reglat manual
Șurub		Folosit în cazurile în care este necesară înșurubarea și deșurubarea frecventă manuală.
Șuruburi de fixare Engleză Șurub de fixare (șurub de fixare)		Pentru montarea și fixarea pieselor
Fixați șuruburi cu cap pătrat și capăt treptat cu o sferă ( Engleză punct de pas cu cap pătrat cu șuruburi de fixare cu sferă )	GOST 1486-84
Șurub de fixare cu capăt conic
Șurub de fixare cu capăt plat
Șurub cu cap pătrat cu capăt cilindric
Șurub de fixare cu mufa hexagonală
Suruburi cu capete cilindrice si trepte
Surub forat

Elemente șuruburi

Elementele principale ale șurubului sunt [1] :

Tijă cilindrică - o parte a șurubului care intră direct în gaură sau este înșurubat în material. Tija este filetată parțial sau complet. Lungimea piesei filetate și adâncimea filetului se determină în funcție de materialul din care este realizat șurubul și de materialul pieselor de îmbinat, precum și de diametrul filetului [8] .
Capul este partea șurubului care este folosită pentru a-i transmite cuplul. Are plăci pentru o cheie sau fantă pentru o șurubelniță. Forma capului și fanta poate fi foarte diversă.

Formele capului

În funcție de scop, se disting următoarele forme principale de capete:

apartament;
convex;
Rotund - de obicei în scop decorativ; [zece]
Ciupercă - cap sferic scăzut;
Fragmentat: un cap conic cu o suprafață exterioară plană, proiectat pentru a fi încastrat în materialul „încadrat”, este utilizat pe scară largă pentru șuruburi ;
Semi-ascuns: partea inferioară este ca una ascunsă, dar vârful nu este plat, ci rotunjit [10] .

Tipuri de sloturi

Fantă dreaptă (plată) (SL)	Cap Phillips [11] (PH)	Slot încrucișat Posidriv [12] /SupaDriv (PZ)	cap-patrat
slot Robertson	Cap hexagonal (HEX)	Slot hexagonal (Allen)	Hex protejat (pin-in-hex)
Slot Torx (T, TX)	Torx protejat (TR)	Slot cu trei aripi	Slot Torq-set
Priză furcă (ochi de șarpe)	Slot pătrat triplu (stea cu 12 colțuri)	Slot spline (stea cu 12 colțuri)	Slot dublu hexagonal (12 fețe)
Slot Polydrive	Slot antivandal Un sens	Slotul Bristol	Slot Pentalobe (utilizat de Apple și Meizu )

Protecția îmbinărilor cu șuruburi împotriva autodeșurubarii

În ciuda faptului că firele de fixare sunt realizate în așa fel încât unghiul helixului este mai mic decât unghiul de frecare, îmbinările șuruburilor tind totuși să se auto-desuubească. Motivul pentru aceasta este munca unor astfel de conexiuni sub acțiunea sarcinilor dinamice. Vibrațiile, tremurul, impacturile duc la faptul că frecarea de-a lungul filetului dintre șurub și contrapies este redusă brusc. Autodeșurubarea este o problemă importantă care poate duce la consecințe grave. Au fost dezvoltate o mare varietate de metode pentru a preveni autodeșurubarea. Ele pot fi împărțite în următoarele grupe [13] :

Protecție prin crearea de frecare crescută la șurubul asezat. Acestea realizează o frecare crescută fie de-a lungul filetului, fie între capul șurubului și piesă. Aceste obiective sunt atinse prin crearea unei presiuni suplimentare asupra șurubului. Astfel de metode includ utilizarea piulițelor de blocare (atunci când alta, adesea de o înălțime mai mică, este plasată deasupra piuliței principale), utilizarea piulițelor despicate (piulița constă din două părți cu filete separate, părțile individuale pot fi uneori în plus. strâns împreună cu un șurub), utilizarea piulițelor cu etanșare elastică (în piulițe este așezat un inel de material elastic, care, după instalare, apasă pe șurub), utilizarea șaibelor de cauciuc (frecarea sub capul șurubului crește ), utilizarea presării pieselor conectate cu arcuri (poate fi instalat un arc în partea inferioară a găurii unde este așezat șurubul, care se comprimă la înșurubarea șurubului și apoi apasă pe acesta, crescând frecarea de-a lungul filetului). Trebuie remarcat faptul că utilizarea piulițelor de blocare nu este cea mai eficientă modalitate, atât din punct de vedere al performanței, cât și din cauza faptului că aceasta duce la o risipă de material - nu numai că sunt necesare un număr suplimentar de piulițe și șuruburi mai lungi, dar adesea o creștere a dimensiunilor structurii.

Utilizarea șaibelor elastice instalate sub capetele șuruburilor. Apăsată în timpul înșurubarii, o astfel de șaibă tinde să revină la volumul anterior, creând o presiune suplimentară asupra filetului în direcția longitudinală. Ca astfel de șaibe, șaibe despicate, șaibe formate cu legături elastice, șaibe speciale cu profil elastic. Când folosiți șaibe elastice, trebuie avut în vedere faptul că grosimea acestora nu trebuie să fie prea mare. În caz contrar, există o posibilitate de excentricitate în direcția forței de reținere a șurubului, ceea ce poate cauza desprinderea capului. Acest grup include și piulițe cu autoblocare, care au muchii ascuțite pe suprafața inferioară. Lovindu-se de materialul piesei, astfel de piulițe asigură o fixare mai puternică. Cu toate acestea, acest lucru este valabil numai pentru încărcături mici.
Utilizarea șaibelor pereche de tip „NordLock”.

Utilizarea de știfturi , știfturi , șuruburi și arcuri cu lame.

Aplicarea pieselor deformabile. Astfel de piese, șaibe și piulițe au piese îndoite, cu ajutorul cărora puteți crea un opritor care împiedică autodeșurubarea.

Modificarea formei capului sau a capătului șurubului, precum și schimbarea formei pieselor de îmbinat. În acest caz, capetele șurubului pot fi nituite, perforate sau îndoite în cazul șuruburilor speciale. Dezavantajul acestui tip de protecție este demontarea (demontarea) slabă a conexiunii și cel mai adesea imposibilitatea reutilizarii șuruburilor.

Utilizarea încuietorilor de sârmă. Mai multe șuruburi la locul lor pot fi fixate împreună cu un fir trecut prin găurile din capul lor. Răsucit strâns, firul va preveni auto-deșurubarea.

Aplicarea de lacuri sau vopsele. În acest caz, în capul șurubului sau al piuliței se aplică picături de lac sau vopsea, care aderă șurubul de piesă. Se poate aplica și o umplutură de vopsea a capului șurubului încastrat.
Aplicarea dispozitivelor de blocare anaerobe a firelor.

Calculul îmbinărilor cu șuruburi

Cantitatea de cuplu necesară pentru a roti piulița pe șurub este găsită din ecuația [14]

M=P\cdot \operatorname {tg} (\alpha \pm \varrho '){\frac {d_{\text{cf)}}{2)),

Unde

P

- sarcina axiala care actioneaza asupra piulitei;

d_{\text{cf)}

este diametrul mediu al șurubului;

\alfa

- unghiul firului;

\varrho '={\frac {\mu }{\cos \beta }}

este unghiul de frecare;

\mu

este coeficientul de frecare dintre materialele șurubului și piuliței;

\beta

- jumătate din unghiul profilului filetului (pentru filet metric , pentru inch ).

\beta =30^{\circ }

\beta =27^{\circ }30'

La strângerea unui șurub sau a unei piulițe, trebuie luată în considerare și frecarea dintre acestea și suprafața piesei.

Calculul pentru rezistența conexiunilor cu șuruburi se efectuează după cum urmează [14] :

1. Cazul în care o forță aplicată de-a lungul axei șurubului acționează asupra pieselor legate de șurub. În acest caz, șurubul funcționează în tensiune, iar ecuația rezistenței are forma

d_{1}={\sqrt {\frac {4P}{\pi [\sigma ]_{p)))),

Unde

d_{1}

- diametrul interior al filetului;

[\sigma]_{p)

este efortul de tracțiune admisibil pentru materialul șurubului.

În funcție de găsit , se selectează șurubul corespunzător și apoi piulița. $d_{1}$

2. În cazul în care este necesară strângerea șurubului sub acțiunea unei sarcini axiale, în secțiunile tijei apar tensiuni suplimentare de tensiune și torsiune. Ele sunt luate în considerare în cazul general folosind un factor de siguranță. Diametrul interior al șurubului în acest caz este găsit prin formula

d_{1}={\sqrt {\frac {\beta \cdot 4P}{\pi [\sigma ]_{p)))),

unde este coeficientul care ia in calcul rasucirea tijei. $\beta =(1{,}2\div 1{,}3)$

3. Dacă, pe lângă rezistența conexiunii, se cere să se asigure densitatea acesteia, mărimea forței care acționează asupra șurubului va depinde nu numai de forța aplicată, ci și de elasticitatea elementelor care urmează să fie conectate. , și cantitatea de preîncărcare necesară, care determină densitatea conexiunii, ar trebui să fie de asemenea luată în considerare.

Două cazuri pot fi luate în considerare:

a) Dacă șurubul conectează părți rigide, atunci forța de proiectare . $P_{p}=2{,}6P$

b) Dacă piesele care trebuie conectate sunt elastice, atunci forța calculată . $P_{p}=2{,}3P$

Diametrul interior al piesei tăiate în ambele cazuri este determinat de formulă

d_{1}={\sqrt {\frac {\beta \cdot 4P_{p}}{\pi [\sigma ]_{p}}}}.

4. Conectarea pieselor sub acțiunea sarcinilor transversale. Sunt posibile două cazuri:

a) Șurubul (șurubul) este introdus în conexiune fără spațiu (un spațiu între pereții găurii și tijă). În acest caz, se calculează pentru forfecare și prăbușire folosind următoarele formule:

\tau _{\text{cf)}={\frac {4P}{\pi d^{2)}}\leqslant [\tau ]_{\text{cf)),

\sigma _{\text{cm}}={\frac {P}{ld}}\leqslant [\sigma ]_{\text{cm}}),

unde sunt tensiunile admisibile pentru forfecare și strivire a materialului șurubului. $[\tau]_{\text{cp}),[\sigma ]_{\text{cm))$

b) Șurubul este plasat în legătură cu golul. În acest caz, strângerea trebuie să fie mult mai puternică, altfel va exista o schimbare și șurubul va fi înclinat. Este necesar să se creeze suficiente forțe de frecare între piesele care trebuie strânse prin strângere. Calculul se efectuează pentru deformarea la tracțiune și la torsiune:

d_{1}={\sqrt {\frac {4\beta N}{\pi [\sigma ]_{p))))),

unde este forța de tracțiune ( este forța aplicată, este coeficientul de frecare dintre părți). $N={\frac {P}{\mu }}$ $P$ $\mu$

În multe cazuri, filetele șuruburilor sunt alocate constructiv. În acest caz, se verifică îndoirea după următoarele formule [15] :

\sigma _{i}={\frac {M_{i}}{W}}={\frac {P{\frac {t_{2}}{2}}\cdot 6}{2\pi d_{1}b^{2}}}\leqslant [\sigma ]_{i},

Unde

t_{2}

- inaltimea profilului filetului;

b

- grosimea firului;

z

- numărul de ture [ clear ] .

Vezi și

Note

↑ 1 2 3 GOST 27017-86. Produse de fixare. Termeni și definiții
↑ Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 279.
↑ Am_Wood_Screws . Consultat la 30 aprilie 2010. Arhivat din original la 31 mai 2012. (nedefinit)
↑ Rybczynski, 2000 , p. 32–36, 44.
↑ Rybczynski, 2000 , p. 34, 66, 90.
↑ Rybczynski, 2000 , p. 75–99.
↑ GOST 1759.4-87 . Consultat la 3 martie 2007. Arhivat din original pe 29 septembrie 2007. (nedefinit)
↑ 1 2 Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 311.
↑ Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 282.
↑ 12 George Mitchell . Tâmplărie și tâmplărie 205. Cengage Learning (1995). (nedefinit)
↑ Phillips pe site-ul web Phillips Screw Company Arhivat 6 aprilie 2017 la Wayback Machine
↑ Phillips Screw Company: Inovație în tehnologia de fixare . https://www.phillips-screw.com.+ Consultat la 14 iunie 2016. Arhivat din original la 15 februarie 2015. (nedefinit)
↑ Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 316.
↑ 1 2 Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 321.
↑ Manualul proiectantului de instrumente de precizie, 1964 , p. 322.

Literatură

GOST 27017-86 Produse de fixare. Termeni și definiții.
Manual de proiectant de instrumente de precizie / Ed. F. L. Litvina. - M. - L .: Mashinostroenie, 1964. - 944 p.
Rybczynski, Witold. . O întorsătură bună: o istorie naturală a șurubelniței și a șurubului . — New York: Scribner, 2000. — 176 p. - ISBN 978-0-684-86729-8 .

Link -uri

V. Lermantov. Screw // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
Screw / N. Ya. Niberg // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Brockhaus și Efron Micul Brockhaus și Efron V. Dahl Britannica (online) Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4128855-5 NDL : 00568148 NKC : ph127879

Elemente de îmbinări filetate
Şurub Bolt Surub autofiletant Şurub Mașină de spălat şurub Contrapiuliță