드릴 가공 된 구멍이있는베이스 플레이트에 가공 된 인클로저가있는 서보 모터를 부착하고 있습니다. 현재 설계는 인클로저 주위에 그림 U 패턴 (3-2-3)으로 8 개의 M-2.5 볼트를 사용합니다.
많은 볼트 / 나사를 조이는 데 시간이 걸리고 작은 게이지는 큰 게이지 볼트보다 결여됩니다 (누락 된 나사산 시작 등)
더 적고 더 큰 볼트를 사용하도록이 디자인을 변경한다면 이것의 장단점이 무엇입니까? 예를 들어 3 개의 M-6 볼트와 8 개의 M-2.5 볼트 사이에서 위치가 크게 다른가요? 크기 S의 N 볼트가 제공 할 부착력에 대한 공식이 있습니까?
답변:
실제로 경험상 간단하지는 않습니다. 각 응용 프로그램에는 많은 요소가 있습니다. 볼트 적용은 더 복잡한 샌드위치 (절연 패드, 전이 플레이트 등)가 아닌 하나의 재료를 다른 재료 (하나의 전단 평면)에 볼트로 고정하는 상당히 전통적인 상황이라고 가정하겠습니다.
대부분의 볼트 연결에서 볼트는 페이싱 표면에 수직 인 클램핑 력을 제공하여 볼트로 고정되는 두 재료 사이에 큰 마찰력이 발생하도록합니다. 따라서 볼트의 하중을 전단 상태로 유지할 수 있는지 항상 확인하는 반면 성능을위한 연결 설계를 위해서는 클램핑 동작을 고려해야합니다. 페이싱 표면이 매우 평평하고 깨끗하고 두 재료가 매우 뻣뻣한 경우 클램핑 력이 전체 페이싱 표면에 동일한 마찰을 가하기 때문에 하나의 큰 볼트로 모든 문제에 충분하다고 상상할 수 있습니다. 단일 볼트를 사용할 때의 한 가지 문제점은 조인트가 미끄러지면 볼트에 대해 너트를 느슨하게하는 방향으로 미끄러 져 치명적인 고장을 일으킬 수 있다는 것입니다.
실제로, 일반적으로 우리의 두 표면은 다소 유연하고 더럽고 평평하지 않습니다. 이로 인해 볼트는 주변의 작은 영역에 대해서만 클램핑 력을 성공적으로 적용하므로 모멘트에 대부분 저항하는 조인트 (예 : 대부분의 모터 마운트)는 단일 볼트로 효과적이지 않습니다. 대신 서로 더 많은 볼트를 추가하면 각 볼트 사이의 거리로 인해 각 볼트에 필요한 실제 슬립 저항이 적은 '모멘트 커플'이 생성됩니다. 일반적으로 순간에 강한 연결의 경우 이유 내에서 볼트 패턴의 전체 크기를 최대화하려고합니다.
물론 여러 가지 다른 요소가 있습니다. 당신이 제안했듯이, 더 큰 볼트에서는 절대 공차가 더 크므로 일반적으로 더 느슨한 구멍이 필요합니다. 이는 본질적으로 작은 볼트만큼 좋은 정렬을 제공하지 않습니다. 그러나 구성 요소를 독립적으로 (측정 또는 지그로) 정렬하고 볼트를 조이는 경우에도 구성 요소를 올바른 위치에 유지할 수 있습니다. 반대로, 작은 볼트의 구멍은 일반적으로 크기가 작기 때문에 많은 작은 볼트의 패턴을 정렬하려면 몇 개의 큰 볼트를 정렬하는 것보다 훨씬 정밀한 부품 가공이 필요합니다. 이는 주로 대형화 요소가 작기 때문이지만 구멍이 많을수록
적당한 크기의 부품의 경우 부품 가공 비용이 패스너 자체의 비용보다 거의 확실히 비싸므로 약간 더 큰 볼트가 더 나은 옵션-약간 더 비싼 볼트이지만 드릴 구멍이 적은 것입니다. 드릴 구멍의 크기는 특히 구멍을 여러 개 (예 : 스포팅 드릴 또는 중앙 드릴)해야하므로 공구 교환이 필요한 경우 새 구멍을 찾는 시간보다 비용에 미치는 영향이 훨씬 적습니다. 또한 스케일, 재료 및 두께에 따라 공구 파손을 방지하기 위해 덜 작은 구멍을 덜 뚫어야하기 때문에 작은 구멍이 더 비싸기도합니다. 이 설명에서 두 가지 큰 예외는 캐스팅, 사출 성형 또는 이와 유사한 체적 공정으로 조각을 대량 생산하는 경우, 또는 워터젯 또는 레이저 절단과 같은 프로파일 링 공정으로 절단하는 경우 선형 인치가 비용의 주요 동인입니다. 당신이 지적했듯이, 장치를 조립하는 시간은 대부분 크기가 아닌 볼트의 수에 의해 결정됩니다-주어진 스레드 길이에 대해-큰 볼트는 실제로 조이는 것이 더 빠릅니다. 따라서 이것은 더 적은 수의 더 큰 볼트를 선호합니다.
클램핑 힘을 제어하는 공식은 그다지 특별하지 않습니다. 설치된대로 각 볼트에 프리 텐션을 설정 한 후에는 페이싱 표면 조합에 대한 정적 마찰 계수를 곱하면됩니다. 어려운 부분은 각 볼트에서 수행 할 프리 텐션을 설정하는 것입니다. 토크, 리드 각도 및 재료의 함수로 장력을 줄 수있는 공식이 있지만 매우 정확하지는 않습니다. 이 값을 찾는 가장 좋은 방법은 생산에 사용하는 것과 같은 방법 (토크, 느낌, 너트 회전 등)을 사용하여 볼트를 조인 후 직접 측정하는 것입니다.
더 많은 볼트를 사용하면 몇 가지 주요 이점이 있습니다.
첫 번째는, 특히 픽스쳐 자체의 강성이 약간 한계가 있고 고압 유체 시스템의 플랜지 조인트에서 분리가 발생하지 않는 것이 중요 할 때, 하중이보다 균일하게 분포된다는 것입니다.
두 번째로 동일한 공칭 하중에 대해 더 많은 볼트를 사용하면 구멍 직경이 작고 플랜지 직경이 작아서 가능한 한 단단히 포장해야 할 때 유용 할 수 있습니다 (예 : 자동차 엔진 응용 분야).
셋째, 더 많은 패스너는 중복성을 향상시킬 수 있습니다. 즉, 4 개의 볼트가 있고 1이 사양 이하이거나 잘못 조립 된 경우 10 개의 볼트가 있고 1 개가 잘못되면 설계 강도의 25 %가 손실되고 10 % 만 손실됩니다.
코인의 다른 측면은 예상치 못한 하중 조건이 발생하고 조인트가 풀릴 수없는 경우 개별 용량보다 훨씬 큰 하중을지지하기 위해 많은 작은 패스너를 사용하면 캐스케이드 고장이 발생할 수 있다는 것입니다.
다른 한편으로, 특히 접근이 제한되어 있고 패스너가 부식되거나 달리 걸리거나 걸릴 수있는 경우, 많은 수의 패스너가 조립 및 유지 보수를 복잡하게하는 경우가있을 수 있습니다. 유사하게 작은 직경의 패스너는 큰 것보다 작은 허용 토크 범위를 가질 수있다.
볼트 고정구를 설계하는 가장 좋은 방법은 두 표면을 함께 클램핑하여 볼트가 작동하여 볼트에 의해 직접 전달되는 것이 아니라 결합 표면 사이의 마찰에 의해 전단력이 저항되는 것입니다. 마찬가지로 볼트는 일반적으로 나사 구멍이없는 적당한 여유 공간을 필요로하므로 두 부품간에 정확한 정렬을 제공하는 유일한 수단으로는 적합하지 않습니다. 이것이 요구되는 경우, 긍정적 인 정렬 수단을 제공하기 위해 스터드 또는 노치 배열과 같은 것이 일반적입니다.
기계 산업에서 홀로 크롬 볼트 선택기는 정기적으로 조임 토크 및 결과 볼트 장력을 얻는 데 사용됩니다. 녹색은 인치, 파란색은 미터법입니다. https://www.google.com/#q=holo-krome + 나사 + 선택기 + 카드
가능하면 2.5mm와 같은 소형 크기를 피할 수 있습니다. 단순화 된 볼트 강도는 단면적 또는 PI * R ^ 2에 비례합니다. 6mm와 2.5mm를 비교할 때 해당 반지름은 3과 1.25이며, 해당 강도 비율은 대략 3 ^ 2와 1.25 ^ 2, 또는 9 ~ 1.56, 또는 5.8의 비율입니다.
더 큰 나사는 진동으로 인해 느슨해지지 않도록 파란색 록타이트가 필요할 수 있습니다. 장력을받는 나사의 길이는 일반적으로 진동에 견딜 수있는 직경의 4 배 여야합니다.
몇 개의 큰 볼트보다 작은 볼트를 사용하는 것이 더 좋습니다. 일부 볼트가 고장 나면 더 많은 볼트를 사용하는 것이 좋습니다.