آشنایی با انواع رزوه ها و پارامترهای هندسی

1. مقدمه

Thread ها قهرمانان گمنامی هستند که تضمین می کنند قطعات در طیف وسیعی از صنایع کنار هم می مانند, از خودرو تا هوافضا.

ایمن را فراهم می کنند, اتصالات قابل تنظیم بین قطعات, آنها را در تولید ضروری می کند.

در این پست, ما انواع مختلف thread های موجود و پارامترهای هندسی که عملکرد آنها را تعریف می کنند را بررسی خواهیم کرد..

با کنکاش در این جنبه ها, هدف ما این است که شما را به دانش لازم برای تصمیم گیری آگاهانه هنگام طراحی یا انتخاب بست های رزوه ای مجهز کنیم..

2. موضوعات چیست?

در مهندسی مکانیک, نخ یک برآمدگی یا شیار مارپیچ است که دور یک سطح استوانه ای یا مخروطی پیچیده شده است..

رزوه ها برای ایجاد اتصال دهنده هایی مانند پیچ ​​ضروری هستند, پیچ و مهره, و آجیل, و همچنین جزء سیستم های کنترل سیال مانند شیرها و لوله ها هستند.

وظیفه اصلی رزوه ها ایجاد یک اتصال مکانیکی بین دو قسمت است, به آنها اجازه می دهد تا به طور ایمن در کنار هم قرار گیرند.

پیچ موضوع:

گام نخ فاصله بین نقاط متناظر در رزوه های مجاور است. مستقیماً بر استحکام و ثبات مفصل تأثیر می گذارد.

زمین ظریف تر (فاصله کمتر بین رشته ها) منجر به سفت تر می شود, مفصل قوی تر, اما همچنین می تواند مونتاژ را دشوارتر کند.

از سوی دیگر, گام درشت تر برای مونتاژ آسان تر است اما ممکن است استحکام اتصال را به خطر بیندازد.

اهمیت طراحی نخ:

طراحی نخ فقط ایجاد یک اتصال عملکردی نیست، بلکه در مورد اطمینان از تعادل مناسب بین قدرت است, سهولت در ساخت, و عملکرد تحت بار.

انتخاب نوع نخ و پارامترهای هندسی آن, مانند گام و عمق, می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد نخ در کاربردهای مختلف تأثیر بگذارد.

3. انواع نخ ها

موضوعات خارجی

رزوه های خارجی در سطح خارجی قطعات تشکیل می شوند, مانند پیچ ​​و مهره. این رشته ها با رشته های داخلی درگیر می شوند تا اتصالات ایمن ایجاد کنند.

نمونه های متداول عبارتند از رشته های متریک ISO و Unified National (و) رشته ها, که به طور گسترده در زمینه های بین المللی و آمریکای شمالی استفاده می شود, به ترتیب.

• موضوعات متریک ISO: در سطح جهانی استفاده می شود, نخ های ISO در اندازه های مختلفی وجود دارند, از M1.6 تا M100.
  هر اندازه قطر و گام را مشخص می کند, اطمینان از سازگاری بین تولید کنندگان مختلف.
• موضوعات ملی یکپارچه: بیشتر در آمریکای شمالی استفاده می شود, رزوه های سازمان ملل قطر و گام های خاصی دارند, اعم از #0-80 UNC به 4-40 UNF.
  جریمه (UNF) و درشت (UNC) انواع مختلف نیازهای کاربردی مختلف را برآورده می کنند.

موضوعات داخلی

رزوه های داخلی در داخل سوراخ ها یا اجزایی مانند مهره ها و درج ها تشکیل می شوند. آنها در ارتباط با رزوه های خارجی برای ایجاد اتصالات پایدار کار می کنند.

سوراخ های ضربه خورده و درج های رزوه ای نمونه ای از این نوع نخ هستند, اطمینان از راه حل های محکم و قابل اعتماد بست.

• سوراخ ضربه زده شده: ایده آل برای برنامه هایی که نیاز به تراز دقیق و استحکام بالا دارند.
  یک سوراخ استاندارد M6 ضربه خورده می تواند تا 5,000 N نیروی کششی, آن را برای ماشین آلات سنگین مناسب می کند.
• درج های رشته ای: اغلب در مواد نرم تر مانند پلاستیک یا آلومینیوم استفاده می شود.
  درج ها می توانند دوام و قابلیت اطمینان اتصال را افزایش دهند, ارائه راه حلی قوی برای مونتاژ و جداسازی مکرر.

انواع فرم های موضوعی

• V-Thread: رایج ترین شکل نخ, با مشخصات V شکل آن مشخص می شود. به دلیل استحکام و سهولت در ساخت، به طور گسترده در اتصال دهنده های همه منظوره استفاده می شود..
  رزوه های V معمولاً زاویه 60 درجه دارند, ارائه توزیع بار متعادل و تولید آسان.
• نخ های مربع و آکم: برای کاربردهای انتقال نیرو طراحی شده است, جایی که آنها در جابجایی کارآمد بارهای سنگین عالی هستند.
  پروفیل های مربعی و ذوزنقه ای آنها سایش و پارگی را به حداقل می رساند و در عین حال ظرفیت تحمل بار را به حداکثر می رساند..
  نخ های مربعی می توانند بازدهی تا 95%, آنها را برای پیچ های سربی و جک اسکروها ایده آل می کند.
• نخ های تکیه گاه: بهینه شده برای کاربردهایی که نیاز به بارهای محوری بالا در یک جهت دارند, مانند پرس و گیره.
  طراحی نامتقارن آنها مقاومت بهتری در برابر نیروهای محوری ایجاد می کند. نخ های پشتیبان می توانند تا 70% بار بیشتر در مقایسه با رشته های V در کاربردهای یک جهته.
• نخ های بند انگشتی: در برنامه هایی که نیاز به مهر و موم است استفاده می شود, مانند اتصالات پنوماتیکی. شکل گرد آنها یک اثر آب بندی طبیعی ایجاد می کند, جلوگیری از نشت.
  رزوه های بند می توانند میزان نشتی را تا حدودی کاهش دهند 80%, تقویت اتصالات ضد مایع و گاز.
• نخ های کرم: در چرخ دنده های حلزونی برای انتقال نیرو استفاده می شود, ارائه یک روش فشرده و کارآمد برای انتقال حرکت در زوایای راست.
  رزوه های کرم می توانند به نسبت کاهش تا 1:100, آنها را در گیربکس ها و مکانیزم های فرمان بسیار ارزشمند می کند.
• موضوعات تک و چند شروع: رزوه های تک شروع یک مارپیچ پیوسته دارند, در حالی که رشته های چند شروع دارای چندین شروع هستند, امکان درگیری سریعتر اما قدرت بالقوه کمتر.
  نخ های چند استارت می توانند فرآیند نخ را تا حدودی سرعت بخشند 50%, بهبود راندمان مونتاژ.

4. پارامترهای هندسی نخ ها

درک پارامترهای هندسی رزوه ها برای دستیابی به دقت در ساخت ضروری است.. در اینجا نگاه دقیق تری به پارامترهای کلیدی داریم:

قطر بیرونی (قطر نخ اصلی)

این بزرگترین قطر نخ است, تعیین اندازه اتصالات. برای رشته های خارجی, این خارجی ترین قطر است; برای رشته های داخلی, این درونی ترین است.
قطر اصلی تناسب و عملکرد مناسب را تضمین می کند, با تلرانس هایی که اغلب در میکرون برای حفظ دقت مشخص می شوند.

• مثال: پیچ M10 دارای قطر اصلی 10 میلی متر است, اطمینان از اتصال دقیق در مهره های سازگار یا سوراخ های ضربه خورده.

قطر داخلی (قطر نخ جزئی)

کوچکترین قطر نخ بر ضخامت مواد و درگیری نخ تأثیر می گذارد. برای رشته های خارجی, این قطر داخلی است; برای رشته های داخلی, بیرونی است.
قطر کوچک نقش مهمی در تعیین استحکام و دوام نخ دارد.

• تاثیر بر قدرت: قطر جزئی بزرگتر ضخامت مواد را افزایش می دهد, افزایش استحکام نخ.
  به عنوان مثال, یک M10 x 1.5 قطر نخ تقریباً 8.376 میلی متر است, کمک به افزایش قابلیت تحمل بار.

قطر گام (قطر موثر)

قطری که گام نخ در آن اندازه گیری می شود نشان دهنده نقطه تماس نظری بین رزوه های جفت شده است..

این پارامتر برای اطمینان از درگیری مناسب و توزیع بار بسیار مهم است.

• اهمیت: قطر گام بر نحوه توزیع یکنواخت بار در کناره های رزوه تأثیر می گذارد.
  به عنوان مثال, یک M10 x 1.5 قطر رزوه حدود 9.026 میلی متر است, بهینه سازی توزیع بار و کاهش غلظت تنش.

سرب

مسافتی که در امتداد محور نخ طی شده با یک شروع در یک دور کامل. در رشته های چند شروع, لید برابر است با تعداد شروع ضرب در گام.

سرب بر سرعت و کارایی درگیری با نخ تأثیر می گذارد.

• کارایی: رزوه های چند استارت با سرب بزرگتر می توانند زمان مونتاژ را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
  به عنوان مثال, یک M10 x دوبار استارت 1.5 نخ دارای سرب 3 میلی متر است, امکان threading سریعتر در مقایسه با نخ تک شروع.

زاویه دندان

زاویه بین دو طرف رزوه ها بر توزیع بار و قابلیت ساخت تأثیر می گذارد.

زوایای رایج شامل رزوه V 60 درجه است, که تعادلی بین قدرت و سهولت تولید ارائه می دهد.

• تاثیر بر قدرت: زاویه 60 درجه توزیع بار بهینه را فراهم می کند, به حداقل رساندن غلظت تنش و به حداکثر رساندن عمر رزوه.
  زوایای دیگر, مانند نخ 29 درجه Acme, برای برنامه های کاربردی خاص که نیاز به راندمان بالایی دارند.

پارامترهای اضافی

• عمق نخ: فاصله بین تاج (بالای نخ) و ریشه (پایین نخ).
  عمق بر قدرت تأثیر می گذارد, مقاومت در برابر خستگی, و عملکرد آب بندی. به عنوان مثال, افزایش عمق رزوه می تواند خواص آب بندی را تا حدودی افزایش دهد 30%.
• جناح و تاج: پهلو به کناره های نخ اشاره دارد, در حالی که تاج سطح بالایی است.
  هندسه آنها بر اصطکاک تأثیر می گذارد, مقاومت در برابر سایش, و درگیر شدن با نخ. زوایای کناری مناسب می تواند اصطکاک را تا حد کاهش دهد 20%, بهبود بهره وری عملیاتی.
• شعاع ریشه: ناحیه گرد در پایه نخ. شعاع بزرگتر با کاهش غلظت استرس، دوام را بهبود می بخشد. افزایش شعاع ریشه حتی تا 0.1 میلی متر می تواند عمر نخ را تا حداکثر افزایش دهد 25%.

5. استانداردهای نخ

استانداردهای نخ برای اطمینان از سازگاری و قابلیت تعویض در تولید کنندگان و مناطق مختلف بسیار مهم هستند..

آنها مجموعه ای یکنواخت از مشخصات را ارائه می دهند که طراحی را هدایت می کند, تولید, و کاربرد نخ ها.

این بخش به برخی از شناخته شده ترین استانداردهای رشته می پردازد, برجسته کردن ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فرد آنها.

رشته های متریک (ISO)

سازمان بین المللی استاندارد (ISO) رزوه های متریک را به عنوان استاندارد جهانی برای اتصال دهنده ها ایجاد کرده است.

این رزوه ها بر اساس قطر و گام مشخص می شوند, با قطرهای مختلف از M1.6 تا M100 و گام ها بر این اساس متفاوت است.

رشته های متریک ISO یکپارچگی در فرآیندهای تولید را تضمین می کند و یکپارچه سازی یکپارچه قطعات از تامین کنندگان مختلف را تسهیل می کند..

• اهمیت: پذیرش استانداردهای ISO سازگاری جهانی را ارتقا می دهد و خطر عدم تطابق یا عدم تناسب بین قطعات رزوه ای را کاهش می دهد..
  به عنوان مثال, یک M10 x 1.5 نخ به طور جهانی شناخته شده است, تضمین کیفیت و عملکرد ثابت.
• برنامه های کاربردی: رشته های متریک ISO به طور گسترده در خودرو استفاده می شود, هوافضا, ماشین آلات, و صنایع ساختمانی.
  استفاده گسترده از آنها تضمین می کند که مهندسان می توانند برای اتصالات قابل اعتماد به ابعاد استاندارد تکیه کنند.

موضوعات استاندارد بریتانیا

رشته های استاندارد بریتانیا انواع مختلفی را در بر می گیرد که برای کاربردهای خاص طراحی شده اند, به ویژه در سیستم های لوله کشی و هیدرولیک. دو نوع برجسته شامل:

• BSPP (لوله استاندارد بریتانیایی موازی): رزوه های BSPP دارای پهلوهای موازی هستند, ایجاد یک مهر و موم ضد نشت از طریق واشر یا ترکیبات آب بندی.
  آنها معمولاً در سیستم های هیدرولیک استفاده می شوند که در آن قابلیت اطمینان و دوام در اولویت هستند.

• • برنامه های کاربردی: رزوه های BSPP در سیستم های لوله کشی اروپایی رایج هستند, ارائه اتصالات مطمئن در خطوط آب و گاز. طراحی آنها حداقل تعمیر و نگهداری و یکپارچگی طولانی مدت را تضمین می کند.

• BSPT (لوله استاندارد بریتانیایی مخروطی): رزوه های BSPT از طراحی مخروطی برای دستیابی به مهر و موم محکم تر بدون مواد آب بندی اضافی استفاده می کنند..
  آنها در کاربردهای فشار بالا عالی هستند, حفظ یکپارچگی در شرایط سخت.

• • برنامه های کاربردی: رزوه های BSPT بر اتصالات لوله آمریکای شمالی غالب هستند, اطمینان از آب بندی ایمن در کاربردهای صنعتی مانند خطوط لوله نفت و گاز.

استاندارد موضوع یکپارچه (UTS)

بیشتر در آمریکای شمالی استفاده می شود, استاندارد موضوع واحد (UTS) مجموعه ای از مشخصات بهینه سازی شده برای شیوه های تولید آمریکایی را ارائه می دهد.

رشته های UTS کمی با استانداردهای ISO متفاوت است, به ویژه از نظر سری های زمین و تلرانس.

نمونه های رایج عبارتند از UNC (یکپارچه ملی درشت) و UNF (جریمه ملی یکپارچه).

• تفاوت ها: موضوعات UTS مانند 1/4-20 UNC مزایای منحصر به فردی را برای صنایع آمریکای شمالی ارائه می دهد. تفاوت در گام و قطر، سازگاری با ماشین آلات و ابزار محلی را تضمین می کند.
• برنامه های کاربردی: رزوه های UTS به طور گسترده در خودرو استفاده می شود, ساخت و ساز, و بخش های تولیدی در آمریکای شمالی.
  مشخصات آنها مطابق با شیوه های مهندسی منطقه است, اطمینان از اتصالات قابل اعتماد و کارآمد.

سایر استانداردهای موضوع

چندین استاندارد رشته دیگر به برنامه های تخصصی پاسخ می دهند, تضمین عملکرد بهینه در بازارهای خاص:

• BSP (لوله استاندارد بریتانیا): رزوه های BSP به طور گسترده در سیستم های لوله کشی اروپا استفاده می شود, ارائه اتصالات مطمئن در خطوط آب و گاز.
  آنها به دو صورت می آیند: BSP موازی (BSPP) و BSP مخروطی شد (BSPT), هر کدام برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

• • تخصص: رزوه های BSP نیازهای منحصر به فرد سیستم های لوله کشی را برطرف می کنند, اطمینان از اتصالات قابل اعتماد و حداقل نشت.

• NPT (نخ لوله ملی): رزوه های NPT بر اتصالات لوله آمریکای شمالی غالب هستند, اطمینان از مهر و موم های ایمن در کاربردهای صنعتی.
  آنها به صورت مستقیم در دسترس هستند (NPSM) و مخروطی (NPT) نسخه ها, هر کدام برای نیازهای خاص آب بندی طراحی شده اند.

• • برنامه های کاربردی: رشته های NPT در خطوط لوله نفت و گاز ضروری هستند, کارخانه های فرآوری شیمیایی, و سیستم های HVAC, که در آن آب بندی قابل اعتماد بسیار مهم است.

• موضوعات Whitworth (BSW): در ابتدا در انگلستان توسعه یافت, رشته‌های Whitworth اکنون کمتر رایج هستند، اما هنوز در برخی از برنامه‌های قدیمی استفاده می‌شوند.
  آنها دارای زاویه مشخصه 55 درجه هستند, با زاویه 60 درجه رشته های ISO و UTS متفاوت است.

• • استفاده از میراث: رزوه های BSW در ماشین آلات و تجهیزات قدیمی یافت می شوند, حفظ سازگاری با طرح های تاریخی.

• او (استاندارد صنعتی ژاپن): در ژاپن استفاده می شود, استانداردهای رشته JIS برای برنامه های مختلف استفاده می شود, از جمله پیچ, پیچ و مهره, و سیستم های لوله کشی.
• از (موسسه استاندارد سازی آلمان): استاندارد آلمانی برای نخ ها, اغلب در کاربردهای مهندسی خودرو و مکانیک استفاده می شود.
• موضوعات ACME: معمولا برای سیستم های انتقال قدرت استفاده می شود, نخ های ACME دارای مشخصات ذوزنقه ای هستند, که به آنها اجازه می دهد تا بارهای محوری سنگین را در کاربردهای حرکت خطی حمل کنند,
  مانند پیچ ​​های سربی و ماشین ابزار.
• نخ های ذوزنقه ای: مشابه نخ های ACME, رزوه های ذوزنقه ای برای انتقال نیرو و در کاربردهای با بار زیاد استفاده می شود.
  این نخ ها گام بزرگتر و زاویه مسطح تری نسبت به نخ های V سنتی دارند, که آنها را برای چرخه های سنگین تر مناسب تر می کند.

انتقال بین استانداردها

هنگام کار با قطعات از مناطق یا صنایع مختلف, درک نحوه انتقال بین استانداردهای نخ ضروری است.

آداپتورها و نمودارهای تبدیل می توانند به پر کردن شکاف کمک کنند, اطمینان از یکپارچگی یکپارچه قطعات.

مهندسان باید عواملی مانند سازگاری مواد را نیز در نظر بگیرند, ظرفیت باربری, و شرایط محیطی هنگام انتخاب رشته ها برای کاربردهای متقابل استاندارد.

6. چگونه طراحی نخ بر عملکرد تأثیر می گذارد

طراحی رزوه ها به طرق مختلف بر عملکرد آنها تأثیر قابل توجهی می گذارد:

توزیع بار

هندسه نخ تعیین کننده میزان کشش است, بارهای برشی و پیچشی انجام می شود, حصول اطمینان از اینکه رزوه ها می توانند تنش های وارد شده در حین استفاده را تحمل کنند.

توزیع مناسب بار، غلظت تنش را به حداقل می رساند, افزایش عمر نخ.

• بهینه سازی: مهندسان می توانند توزیع بار را با تنظیم پارامترهایی مانند گام و زاویه دندان بهینه کنند.
  به عنوان مثال, استفاده از گام ظریف تر می تواند بارها را به طور یکنواخت تر توزیع کند, کاهش خطر شکست نخ.

ماندگاری

عواملی مانند زمین, زاویه پهلو, و عمق به طول عمر نخ تحت فشار کمک می کند, افزایش قابلیت اطمینان در طول زمان.

طرح‌های رزوه‌ای مقاوم در برابر چرخه‌های بارگیری و تخلیه مکرر بدون به خطر انداختن یکپارچگی مقاومت می‌کنند..

• افزایش طول عمر: افزایش عمق نخ و شعاع ریشه می تواند دوام را تا حد زیادی افزایش دهد 40%, تارها را در برابر سایش مقاوم تر می کند.

آب بندی و سفتی

هندسه رزوه مناسب خواص آب بندی موثر را تضمین می کند, به ویژه در کاربردهای ضد گاز و سیال بسیار مهم است, جلوگیری از نشت و حفظ یکپارچگی.

ابعاد رزوه و پرداخت دقیق نقش حیاتی در دستیابی به یک مهر و موم کامل دارد.

• کارایی آب بندی: استفاده از رزوه های بند انگشتی یا افزودن یک ترکیب آب بند می تواند عملکرد آب بندی را تا حداکثر افزایش دهد. 50%, اطمینان از اتصالات قابل اعتماد در محیط های سخت.

7. نتیجه گیری

درک انواع رزوه ها و پارامترهای هندسی آنها برای ساخت دقیق ضروری است..

مهندسان و طراحانی که این مفاهیم را درک می کنند، می توانند تصمیمات آگاهانه تری بگیرند, منجر به بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان محصول می شود.

با در نظر گرفتن الزامات منحصر به فرد هر برنامه, متخصصان می توانند موضوعاتی را انتخاب یا طراحی کنند که بالاترین استانداردهای کیفیت و کارایی را داشته باشد.

پذیرش این دانش ما را قادر می سازد تا فرآیندهای تولید خود را نوآوری و بهینه سازی کنیم, اطمینان از اینکه هر جزء رزوه ای در محیط مورد نظر خود بی عیب و نقص عمل می کند.

با بررسی این جنبه های دقیق, ما به آرامی از درک اصول اولیه به استفاده از تکنیک های پیشرفته در سناریوهای دنیای واقعی گذر می کنیم.

هدف این راهنمای جامع ارائه بینش های ارزشمند است, کمک به مهندسان و تولیدکنندگان برای دستیابی به برتری در پروژه های خود.

DEZE طیف گسترده ای از خدمات را ارائه می دهد, از جمله تخصص مهندسی, نمونه سازی, و راه حل های تخصصی برای بلبرینگ, اتصال دهنده ها, و نخ ها.

این می تواند یک مزیت برای مشتریانی باشد که به دنبال پشتیبانی سرتاسری در پروژه های تولیدی خود هستند.

ما متعهد هستیم که یک سرویس یک مرحله ای و راه حل موضوعی متناسب با پروژه شما ارائه دهیم. اگر نیازی دارید در صورت تمایل به آن مراجعه کنید تماس با ما!