[ידע מהדק] סוגי חוטים ומאפיינים מכניים של ברגים

I. סוגי חוטים

חוטים מחולקים לשתי קטגוריות עיקריות לפי מטרותיהם: חוטי חיבור וחוטי שידור.

1. חיבור חוטים

חוטי חיבור מתחלקים לשני סוגים: חוטים רגילים וחוטי צינור, המשמשים בעיקר לחיבור רכיבים. ישנם ארבעה הברגות סטנדרטיות בשימוש נפוץ, כלומר: חוטים רגילים בפסיעה גסה, הברגות רגילות בגובה דק, הברגות צינורות וחוטי צינור מחודדים.

① צורת החוט של חוטים רגילים היא משולש שווה צלעות (זווית החוט היא 60 מעלות). ההבדל בין חוטים עדינים לפסלים גסים הוא שתחת אותו קוטר עיקרי, הצליל של חוטים עדינים קטן יותר מזה של חוטים בעלי גוון גס.

② צורת ההברגה של חוטי צינור וחוטי צינור מחודדים היא משולש שווה שוקיים (זווית הברגה היא 55 מעלות). חוטי צינור משמשים בעיקר לחיבור צינורות מים, צינורות נפט, צינורות גז וצינורות אחרים. חוטי צינור מחולקים לחוטי צינור גליליים וחוטי צינור מחודדים, שניהם באינצ'ים, והפסיעה מתבטאת במספר ההברגות באורך הברגה של 25.4 מ"מ.

חוטי צינור מחולקים עוד יותר ל:

● חוטי צינור לא אטומים (G): ברזי הברגה של צינור משמשים לעיבוד הברגה פנימית, וקוביות משמשות לעיבוד חוט חיצוני;

● הברגות צינורות אטומות (R): נדרש דיוק גבוה, וישנן שתי שיטות התאמה: הברגות פנימיות גליליות וחוטים חיצוניים מחודדים יוצרים התאמה של "צילינדר/מתחדד"; חוטים פנימיים מחודדים וחוטים חיצוניים מחודדים יוצרים התאמה של "מתחדדת/מתחדדת".

(1) גודל חוט הצינור הוא ערך משוער של הקוטר הפנימי של הצינור, לא הקוטר החיצוני של הצינור. לדוגמה, 1/2 אינץ' מתאים ל-DN15.

(2) עובי צורת חוט הצינור מבוטא במספר החוטים לאינץ', והגובה המרה הוא עשרוני. לדוגמה, להברגה של צינור G1 אינץ' יש 11 חוטים לאורך הציר, והפסיעה שלו היא 25.4 ÷ 11 ≈ 2.309 מ"מ. חוטי צינור משמשים בעיקר לחיבור אביזרי צינור וחלקים דקים, בעלי גובה קטן וגודל צורת הברגה.

● חוטים מטריים מבוטאים לפי גובה, בעוד שהחוטים האמריקאים והבריטים מתבטאים במספר החוטים לאינץ'.

● לחוטים מטריים יש צורת חוט שווה צלעות של 60 מעלות, לחוטים בריטיים יש צורת חוט שווה שוקיים של 55 מעלות, ולחוטים אמריקאים יש צורת חוט שווה שוקיים של 60 מעלות.

הערה: מבפנים משתמשים בדרך כלל ב-"fen" כדי להתייחס לגודל החוט. 1 אינץ' שווה ל-8 fen, 1/4 אינץ' הוא 2 fen, וכן הלאה (למשל, 1/2 אינץ' הוא 4 fen, 3/4 אינץ' הוא 6 fen).

2. חוטי שידור

חוטי שידור משמשים להעברת כוח או תנועה, ויש ארבעה חוטים סטנדרטיים בשימוש נפוץ:

1) חוטים טרפזים: צורת החוט היא טרפז שווה שוקיים עם זווית חוט של 30 מעלות, שהוא חוט ההולכה הנפוץ ביותר. בהשוואה לחוטים מלבניים, יעילות ההעברה שלו מעט נמוכה יותר, אך יש לו יכולת עיבוד טובה, חוזק שורשים גבוה וביצועי ריכוז טובים. הבורג המוביל של כלי מכונות משתמש בהברגות טרפז כדי להעביר כוח דו-כיווני, וקוד ההברגה הוא Tr.

2) חוטי שן מסור: סוג של חוט הולכה הנושא כוח חד כיווני. צורת החוט היא טרפז שווה שוקיים, צד אחד יוצר זווית של 30 מעלות עם הקו האנכי, והצד השני יוצר זווית של 3 מעלות, ויוצר זווית חוט של 33 מעלות, עם קוד החוט B. הוא משמש רק לשאת כוח חד-כיווני. בשל יעילות ההולכה והחוזק הגבוהים שלו בהשוואה לחוטים טרפזיים, הוא משמש לעתים קרובות במנגנונים בעלי כוח חד-כיווני כגון מכבשי בורג ומכבשים הידראוליים.

3) חוטים מלבניים: משמש בעיקר להעברת כוח. המאפיין שלו הוא שיעילות ההולכה גבוהה יותר מהחוטים האחרים, אך קושי העיבוד גדול וחוזק השורש נמוך ולכן היישום שלו מוגבל.

4) חוטי מודולים: ידועים גם בתור חוטי גלגלי שיניים תולעים, עם זווית הברגה של 40 מעלות, בעל מאפיינים של יחס העברה גדול, מבנה קומפקטי, הילוכים יציבים וביצועי נעילה עצמית טובים, המשמשים בעיקר בהתקני הפחתה.

II. מאפיינים מכניים של ברגים

1. דרגות: דרגות החוזק של ברגים מטריות כוללות בעיקר 10 דרגות ביצוע: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9.

הבחנה ומשמעות של ברגים בעלי חוזק גבוה: ברגים בדרגה 8.8 ומעלה מכונים ביחד ברגים בעלי חוזק גבוה, והדרגות הנותרות נקראות ברגים בעלי חוזק רגיל.

2. משמעות סימון דרגת ביצועי בריח: סימון דרגת ביצועי בריח מורכב משני חלקים של מספרים, המייצגים את ערך חוזק המתיחה הנומינלי ויחס התפוקה של הבורג בהתאמה. לדוגמה, המשמעות של בורג עם דרגת ביצועים 4.8 (הערה: דרגה 4.8 היא בורג בעל חוזק רגיל, לא בורג בעל חוזק גבוה) היא:

(1) חוזק המתיחה הנומינלי של חומר הבריח הוא דרגת 400MPa;

(2) יחס התפוקה של חומר הבריח הוא 0.8;

(3) חוזק התפוקה הנומינלי של חומר הבריח הוא 400×0.8=320MPa בדרגה.

3. דרגת הביצועים המכניים שלברגיםיש בעיקר את ארבעת האינדיקטורים הבאים:

א. מחווני חוזק (חוזק מתיחה, נקודת תפוקה, חוזק תפוקה, מתח מובטח);

ב. מחווני קשיות (קשיות ויקרס, קשיות ברינל, קשיות רוקוול, קשיות פני השטח);

ג. מחווני גמישות וקשיחות (התארכות, חוזק עומס טריז, אנרגיית ספיגת פגיעות, מוצקות ראש);

ד. מחווני שכבת פירוק (גובה מינימלי של שכבת חוט לא מפוררת, עומק מקסימלי של שכבה מפורקת מלאה).

4. הסבר שם עצם

1) חוזק מתיחה (σb) (N/mm²): כוח המתיחה המקסימלי שמוצר יכול לשאת ליחידת שטח, בהתייחס למתח המרבי שחומר מתכת יכול לשאת לפני שבירה.

2) עומס מובטח (SP) (N/mm²): על פי הדרגה והמפרט של המוצר, מופעל עליו עומס מסוים לפרק זמן מסוים, והמוצר יכול לשאת אותו ללא כל עיוות קבוע שניתן למדידה.

3) נקודת תפוקה (σs) (N/mm²): הנקודה שבה המתח גדל אך המתח אינו גדל כאשר החומר נמתח. בעקומת המתיחה של מוצרים כלליים בעלי חוזק נמוך, ניתן להציג נקודת תפוקה ברורה, שהיא הגבול בין דפורמציה אלסטית לדפורמציה פלסטית של החומר; בעקומת המתיחה של מוצרים בעלי חוזק גבוה, אין נקודת תפוקה ברורה. כאשר לא ניתן למדוד את נקודת היבול, מותר להשתמש במקום זאת בשיטה של ​​מדידת חוזק תנובה.

4) הגדרה של חוזק תפוקה: זהו גבול התפוקה כאשר חומר מתכת עובר תופעת תפוקה, כלומר, הלחץ המתנגד לעיוות מיקרו-פלסטי. עבור חומרי מתכת ללא תופעת תפוקה ברורה, מצוין כי ערך המתח המייצר עיוות שיורי של 0.2% הוא גבול התפוקה שלו, הנקרא גבול תפוקה מותנה או חוזק תפוקה. כוח חיצוני העולה על גבול זה יגרום לכשל קבוע של החלק, שלא ניתן לשחזר. לדוגמה, מגבלת התפוקה של פלדה דלת פחמן היא 207MPa. כאשר הכוח החיצוני חורג מהגבול הזה, החלק ייצור דפורמציה קבועה; כאשר הוא קטן מהמגבלה הזו, החלק יכול לחזור לצורתו המקורית.

הערות:

א. עיוות חומר מתחלק לעיוות אלסטי (יכול לחזור לצורה המקורית לאחר הסרת כוח חיצוני) ודפורמציה פלסטית (לא יכול לחזור לצורה המקורית לאחר הסרת כוח חיצוני, והצורה משתנה, כגון התארכות או קיצור).

ב. כאשר הלחץ חורג מהגבול האלסטי, הוא נכנס לשלב התשואה, והדפורמציה גדלה במהירות. בשלב זה, בנוסף לעיוות אלסטי, יתרחש גם חלק מהדפורמציה הפלסטית. כאשר הלחץ מגיע לנקודת התפוקה, המתח הפלסטי גדל בחדות, ומתרחשות תנודות קלות במתח ובמתח. תופעה זו נקראת תשואה. המתחים המקסימליים והמינימליים בשלב זה נקראים נקודת תפוקה עליונה ונקודת תפוקה תחתונה בהתאמה.

מכיוון שהערך של נקודת התפוקה התחתונה יציב יחסית, הוא משמש כאינדיקטור לעמידות החומר, הנקרא נקודת תפוקה או חוזק תפוקה (ReL או Rp0.2).

5) קשיות: היכולת של חומר מתכת להתנגד לכניסה של חפץ קשה יותר נקראת קשיות. זוהי כמות פיזיקלית מקיפה של ביצועי חומר, המציינת את יכולתו של חומר מתכת לעמוד בפני עיוות אלסטי, עיוות פלסטי או שבר בנפח קטן (אינדיקטורים נפוצים: קשיות Vickers HV30, קשיות Brinell HB, קשיות Rockwell HRB ו- HRC, קשיות פני השטח HV0.3).

6) חוזק עומס טריז: בצע בדיקת עומס טריז על ברגים של ראש משושה, ראש מרובע (ארבע פינות), פנים אוגן משושה או כובע ראש שקע, כלומר, בדוק את חוזק המתיחה של המוצר לאחר הוספת בלוק טריז מתחת לראש, במטרה לזהות את חוזק המתיחה של המוצר ואת מוצקות הראש שלו.

7) התארכות (δ): ההתארכות של מוצר היא היחס בין ההתארכות לאחר השבר לאורך המקורי לפני השבר.

① נקודת תפוקה: המתח שבו המדגם יכול להמשיך להתארך (לעוות) מבלי להגביר את הכוח (שמירה על קבוע) במהלך הבדיקה.

② נקודת תפוקה עליונה: המתח המרבי לפני הכוח פוחת לראשונה כאשר המדגם מניב.

③ נקודת תפוקה נמוכה יותר: המתח המינימלי בשלב התנובה כאשר ההשפעה החולפת הראשונית אינה נחשבת.

לחלק מהפלדות (כגון פלדה עתירת פחמן) אין תופעת תשואה ברורה. בדרך כלל, המתח שבו מתרחש דפורמציה מיקרו-פלסטית (0.2%) נלקח כחוזק התפוקה של הפלדה, אשר נקרא חוזק תפוקה מותנה.

8) מוצקות הראש: התקן את המוצר לתוך תומך עם חור משופע, והכה בראש המוצר. עֲבוּרברגים עם חוט מלאאו ברגים, כל עוד לא מתרחשת היפוך ראש, גם אם מופיעים סדקים בהברגה הראשונה, הוא ייחשב כמי שעומד בדרישות בדיקה זו; למוצרי חצי חוט לא ייווצרו סדקים בראש, במשטח התומך ובפילה המעבר בין המשטח התומך למוט הברגים. לפי GB/T 3098.1, בדיקה זו תתבצע עבור ברגים וברגים עם מפרט קטן או שווה ל-M16 ואורך קצר מדי כדי לבצע את בדיקת עומס הטריז.