Kodėl savisriegiai sraigtažuviai vadinami savisriegiais?

Mokslas už savisriegių sraigtažuvių: kaip jie sukuria savo sriegius

Supraskite savisriegių sraigtažuvių veikimo principą: sriegio pjaustymas prieš sriegio formavimą

Savarankiškai sriegiamieji varžtai pagrindinį sriegį formuoja dviem būdais: pjovimu ir formavimu. Pjovimo tipas turi aštrius galinius kraštus, kurie veikia panašiai kaip mažyčiai sriegtaveržiai, iš tikrųjų išpjaudami medžiagą judėjimo kryptimi. Jie palieka po savimi mažas šipules ir puikiai tinka dirbant su medžio ar metalo projektų dirbtuvėse. Kita vertus, formavimo varžtai visiškai skiriasi. Vietoje to, kad pjaustyti medžiagą, jie ją stumia į šoną, liečiant paviršių, į kurį įsiskverbia. Tai sukuria vientisų siūlų be jokių šiukšlių, todėl šie dažniausiai geriau veikia plastikiniuose komponentuose, kur svarbiausi švarūs apdorojimai. Abi parinktys taupo laiką, nes minkštesnėms medžiagoms nereikia iš anksto gręžti atskirų pilotinių skylių. Tačiau verta prisiminti štai ką: dirbant su kietesniais metalais, pjovimo tipas dažnai susiduria su ištemptais siūlais po kelių nuėmimų ir įdiegimų, todėl jis mažiau tinka įrangai, kuri ilgainiui reikalauja dažnų techninių aptarnavimų ar reguliavimų.

Medžiagos deformacijos vaidmuo sriegio formavime

Įvorės formuojantys varžtai veikia sukuriant vidines įvores, kontroliuotai plastikai deformuojant medžiagą, į kurią jie įsukami. Kai šie varžtai įsiveržia į vietą, jų siaurėjanti forma sukuria pakankamai įtempimo, kuris viršija tai, ką įprastai gali išlaikyti tokios medžiagos kaip ABS plastikas (kurio takumo riba yra apie 23–35 MPa). Dėl to atsiranda tvirtos, nuolatinės įvorės formos skylėje. Medžiagos judėjimas išorėn šio proceso metu iš tikrųjų sukuria žymiai tikslesnį pasodinimą nei įprasti pjaunamosios įvorės. Kalbame apie tikslumą, kuris išlaikomas ±0,1 mm ribose, o ne standartinėmis pjovimo metodų 0,3 mm tolerancijomis. Tai padaro juos patvaresnius vibracijoms ilgesniu laikotarpiu. Tyrimai rodo, kad naudojant minkštesnes medžiagas, kurios linksta, o ne lūžta, šie varžtai užtikrina apie 18–22 procentais didesnę ištraukimo stiprumą. Tačiau su trapiomis medžiagomis, tokiomis kaip liejinys, rezultatai būna prastesni, nes suspaudimo jėgos linkusios sukelti įtrūkimus, o ne tinkamai suformuoti įvorę.

Savarankiškai gręžiančių varžtų veikimo mechanizmas medienoje, metale ir plastikuose

Medžiagos savybės žymiai veikia varžto našumą:

• Medis : Gija pjovimo varžtai skelia celiuliozės pluoštus radialiai; dėl didesnės tankio, dervainiams medžiams reikia iki 30 % didesnio įsukimo sukimo momento nei minkštiems medžiams
• Metalas : Nerūdijantys plieniniai savigręžiai naudoja pakopojusią sriegio išdėstymą, kad būtų sumažintas trinties šilumos kiekis ir neįvyktų prilipimas montuojant
• Dangaus : Formuojantys sriegį varžtai turi būti sujungiami žemiau stiklo pereinamosios temperatūros (Tg), kad išlaikytų matmenų stabilumą ir išvengtų slinkimo

Optimaliam našumui reikalingi pagrindo tipui pritaikyti konstrukciniai sprendimai – finas žingsnis gijoms metalams skirti skersinėms apkrovoms, ryškus konusas termoplastikams skirtam atminties laikymui ir korozijai atsparios dangos jungiant skirtingas medžiagas.

Pagrindiniai konstrukciniai bruožai, leidžiantys savarankiškai gręžti

Sriegio konstrukcija: nuolatiniai ir pertraukiami sriegiai savarankiškai gręžiančių varžtų našumo aspektu

Savarankiškai įsiveržiančio varžto dizaine naudojami skirtingi sriegio modeliai, kurie sudaro pusiausvyrą tarp tvirtumo ir efektyvaus derinimo su įvairiomis medžiagomis. Nuolatinis sriegis užtikrina tolygią spiralę visą tvirtinimo procesą, todėl tokie varžtai puikiai tinka kietesnėms medžiagoms, tokioms kaip metalas ar kietasis plastikas. Pagal 2022 m. „Fastener Engineering“ paskelbtą tyrimą, nuolatinis sriegis iš tikrųjų padidina atsparumą ištraukimui apie 20–35 procentais lyginant su įprastais varžtais. Kita vertus, pertraukiamasis sriegis turi nutrūkusias dalis ar tarpus palei visą ilgį. Šios specialios pjūtys padeda kontroliuoti medžiagos elgseną montuojant į minkštesnes medžiagas, pvz., eglės medį arba PVC vamzdį, taip žymiai sumažinant įtrūkimų riziką, kuri dažnai atsiranda montavimo metu.

Smailaus galo funkcija pradedant sriegio sukibimą

Tai, kaip formuojamas antgalis, lemia visą skirtumą, kai reikia įsiskverbti į medžiagą be būtinybės gręžti iš anksto. Paimkime aštrius A tipo antgalius – tyrimai parodė, kad jie sumažina įsukimo sukimo momentą apie 45 %, dirbant su lakštinio metalo medžiaga, tai rodo 2023 m. „Fastener Engineering“ tyrimas. Tuo tarpu išbaugti antgaliai puikiai veikia trapiose plastikinėse medžiagose, leidžiant jiems švariai įeiti, nesukeldami įtrūkimų. Atsižvelgiant į skaičius, dauguma bandymų rodo, kad kampai tarp 30 laipsnių ir 40 laipsnių atrodo esą optimalūs efektyviai medžiagai nustumti. Tai gerai veikia su įvairiomis medžiagomis, tokiose kaip 6061 aliuminis ir ABS plastikas, kurie dažnai naudojami gamybos aplinkose.

Sriegio galvučių tipai: aštrus, išbaugtas, pilotinė smailė ir jų taikymas

Antgalio pasirinkimas priklauso nuo medžiagos kietumo ir tikslumo reikalavimų:

• Aštrūs antgaliai (pvz., 17 tipas) leidžia greitai prasiskverbti į medį ir ploną metalą, pasiekiant 18 % greitesnį įsukimo laiką lyginant su bukais dizainais
• Išbaugti antgaliai naudokite suplotus pjovimo kraštus, kad apribotumėte pernelyg didelį įsiskverbimą į minkštus plastikus ir kompozitus
• Pilotiniai taškai integruokite grąžto panašų antgalį su savisriegiais siūlais, leidžiantį vienu žingsniu sumontuoti 16–22 kalibro plieną

Kaip iešvo geometrija veikia sukimo momento pasiskirstymą ir sriegio stabilumą

Iešvo konstrukcija svarbi valdant apkrovą montavimo metu:

1. Sumažinti iešvo skersmenys (85–95 % nuo sriegio skersmens) sumažina šlyties įtampą trapiose medžiagose
2. Išpjovomis apmautos iešvai sklaido šilumą aukštos spartos montuojant metaluose
3. Viso skersmens iešvai pagerina minkštmedžių sudūrimą, sumažinant svyravimą 30 %

Sutrumpintos sukimosi formos padidina apkrovos pasiskirstymą 22 % dinaminėse aplinkose, palyginti su cilindriniais dizainais, todėl jos būtinos automobilių skydeliams ir vėdinimo sistemoms, kurios patiria vibraciją.

Sriegį formuojantys prieš siuviamuosius sriegiuojančius varžtus: mechanizmai ir medžiagų suderinamumas

Kaip sriegį formuojantys savisriegiai varžtai išstumia medžiagą, kad sukurtų vidinius sriegius

Sriegiavimo varžtai sukuria vidinius sriegius, spaudžiant į plastiškas medžiagas, o ne pjauti jas. Kai šie varžtai įsukami į tinkamo dydžio skylę, jų sriegis iš tikrųjų pastumia aplinkinę medžiagą, sukurdamas taip vadinamąjį traukos sujungimą. Visa ši procedūra nesukuria dalelių, todėl ypač tinka dirbti su termoplastikais ir minkštesniais metalais. Medžiaga tiesiog tekėja aplink varžtą, kai jis įsuka, kas padeda sriegiams labai stipriai sukimšti. Tyrimai rodo, kad tokio būdu sukurti sujungimai lankstiose medžiagose gali būti iki 30 procentų patvaresni, nes palyginti su tradiciniais sriegiavimo pjovimo metodais mažiau tikėtina, kad atsiras mikroskopiniai įtrūkimai.

Sriegiavimo savisriegiuojančių varžtų funkcija: drožlių šalinimas ir tikslumas

Įvorės pjaunančios varžtai turi aštrius kraštus, kurie judėdami pjauna medžiagą ir sukuria vidaus įvorę, panašiai kaip sriegpilis. Jie geriausiai veikia kietose medžiagose, tokiuose kaip plienas ar kieti plastikai, kur tikslumas yra labai svarbus tiems dalykams, kuriems reikia stiprių sukimo momento jungčių. Dažniausiai montuotojams reikia išgręžti šiek tiek didesnį skylę nei įprasta, kad būtų pakankamai vietos drožlėms pašalinti, įsukant varžtą. Tai padeda išvengti perkaitimo ir lūžimo, kas tampa ypač svarbu dirbant su medžiagomis, kurios linkusios trūkinėti, o ne lenktis.

Pasirinkimas tarp sriegio formavimo ir sriegio pjaustymo pagal medžiagos trapumą

Teisingo mechanizmo pasirinkimas priklauso nuo pagrindo elgsenos:

2024 m. pramonės analizė parodė, kad sriegį pjaunančios varžtai sumažino gedimų dažnį 22 % aukšto apkrovimo metaliniuose sujungimuose, o sriegį formuojančios modifikacijos buvo 18 % efektyvesnės plastikinių korpusų taikymo atvejais. Mišrių medžiagų surinkimuose inžinieriai paprastai savo pasirinkimą grindžia trapiausiu komponentu, siekdami išlaikyti konstrukcinį vientisumą.

Montavimo geriausios praktikos: įvadinės skylės, apsukimo prevencija ir taikymo patarimai

Ar savisriegiai varžtai reikalauja įvadinių skylių? Mitas kontra realybė

Nors šie sraigai vadinami savisriegiais, daugeliu atvejų jie veikia geriau su išankstiniu gręžimu, ypač su tam tikromis medžiagomis. Pagal paskutiniais metais paskelbtą tyrimą apie sąjungų vientisumą, apie tris ketvirtadalius visų medienos skilimo atvejų įvyko tada, kai žmonės bandė įsukti sraigtus tiesiai į kietmedį, nesigręždami anksčiau. Dirbant su tokiais sunkiais medžiagų tipais kaip ąžuolas ar storos metalo plokštės (viskas, kas storesnio nei 14 kalibras), išgręžus pirminį skylių, atitinkantį sraigo mažesnį skersmenį, darbas pasidaro kur kas lengvesnis. Šis paprastas žingsnis sumažina reikiamą įsukimo jėgą maždaug 40 procentų, tačiau vis tiek išlaiko sriegius vientisus ir stiprius. Dauguma patyrusių stalių jau žino šį triuką, tačiau nustebina, kiek žmonių praleidžia šį pagrindinį paruošimo etapą.

Optimalios montavimo technikos, siekiant išvengti sriegių sugadinimo ir lūžių

Technikos tinkamumas yra svarbus žingsnis, siekiant visiškai išvengti montavimo problemų. Dirbant su tvirtinimo detalėmis, svarbu laikytis tikslios įvoros ir palaipsniui taikyti slėgį – tai pagal 2022 metų pramonės standartus apie 9 iš 10 atvejų padeda išvengti įpjovų pažeidimo. Kai kietinantį plieną reikia taip pat skirti ypatingą dėmesį. Dirbant su šiomis medžiagomis, sumažinkite gręžimo greitį iki 200–400 aps/min, kad medžiaga procese nesunkėtų dar labiau. Standartinėms medžio konstrukcijoms reikalingas sukimo momentas iš tiesų yra gana mažas – paprastai pakanka apie 15–20 Niutono metrų. Greitas parafino tepimas ant sriegio prieš montavimą sumažina trintį maždaug 35 procentais, kas ne tik apsaugo pjovimo briaunas, bet ir visą surinkimo procesą daro žymiai sklandesnį.

Savarankiškai įsiveržiančios varžtai vs savarankiškai gręžiančios varžtai: pagrindiniai skirtumai ir naudojimo atvejai

Ar savarankiškai įsiveržiančios varžtai gali išgręžti skylę? Funkcinių ribų supratimas

Savarankiškai gręžiantys varžtai iš tikrųjų negręžia savo pačių pradinės angos. Jie pradeda veikti tik įsiveržę per paviršių šiek tiek. Šie tvirtinimo elementai gana gerai veikia plonesnėse medžiagose, tokiuose kaip minkšti plastikai ar plienas, kurio storis mažesnis nei 3 milimetrai, tačiau susidūrus su atsparesnėmis ar storesnėmis medžiagomis, dauguma žmonių pirmiausia turi išgręžti skylę. Tai, kas juos daro ypatingus, yra tai, kad jie įsiverždami kurią siūles, o ne kaip įprasti grąžtai išpjauna medžiagą. Naujas 2024 metų pramonės ataskaita pabrėžia tai, ką daugelis patyrusių mechanikų jau žino: šie varžtai turi tam tikrų apribojimų dėl to, ką jie gali efektyviai įveikti.

• Maksimalus nepriklausomas gręžimo gylis – 1,2 mm minkštame pliene (netinka kietintiems lydiniams)
• Metaluose pirminės angos turėtų būti 85–90 % varžto kotelių skersmens
• Sumažinta sriegio jungtis trapiose medžiagose, tokiuose kaip liejinių geležis, dėl riboto poslinkio pajėgumo

Kada gamyboje ir statybose pasirinkti savisriegius varžtus vietoj savigręžių

Savarankiškai sriegiamos varžtai yra pageidaujami tiksliajame sujungime taikymuose, kuriems reikalingas nuolatinis sriegio gylis ir minimalus pagrindo iškraipymas. Ponemon 2023 m. tyrimas parodė, kad 73 % surinkimo linijų naudoja savarankiškai sriegiamas modifikacijas kontroliuojamam, pakartotinam tvirtinimui:

Savarankiškai gręžiantys varžtai geriau tinka konstrukcinėms plieninėms karkasams, tačiau plonų lakštų medžiagose sukelia 40 % didesnį deformavimą. Visada derinkite varžto antgalio tipą (niptą, aštrų arba gręžimo tašką) prie pagrindo kietumo ir reikiamo ištraukimo stiprumo, kad pasiektumėte optimalų našumą.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokia yra skirtumas tarp savarankiškai sriegiamų ir savarankiškai gręžiančių varžtų?

Savarankiškai sriegiuojantys varžtai kuria sriegį, kai jie įsukami į medžiagą, tačiau reikia iš anksto išgręžti vadovaujančią skylę, ypač kietose medžiagose. Savisriegiai varžtai gali sukurti savo pačių vadovaujančią skylę, be to, formuoti sriegį.

Ar savarankiškai srieguojantiems varžtams reikia vadovaujančios skylės?

Taip, dažniausiai jie veikia geriau su vadovaujančia skyle, ypač sunkiose medžiagose, tokiuose kaip kietmedžiai ar storos metalo plokštės. Vadovaujanti skylė padeda sumažinti jėgą, reikalingą varžtą įsukti, ir apsaugo nuo medžiagos pažeidimo.

Kuo skiriasi sriegius formuojantys varžtai nuo sriegius pjaunčiančių varžtų?

Sriegį formuojantys varžtai išstumia medžiagą, kad sukurtų sriegį, ir yra tinkamiausi plastiškoms medžiagoms, o sriegį pjaunantys varžtai pjauna ir šalina medžiagą, todėl tinka trapioms pagrindo medžiagoms.

Ar galima naudoti iš naujo savarankiškai srieguojančius varžtus?

Geriausia vengti savarankiškai srieguojančių varžtų naudojimo iš naujo, nes kartotina naudojimo metu gali būti pažeistas sriegis, ypač kietose medžiagose.