Кіріспе

Бұрандалы жіп – айналмалы және сызықтық қозғалысты немесе күшті түрлендіруге қолданылатын спиральді құрылым. Бұрандалы жіп – спираль түріндегі цилиндр немесе конусқа оралған тізбек, біріншісі тура жіп, екіншісі конустық жіп деп аталады. Бұрандалы жіп – бұранданың қарапайым машина ретіндегі және сондай-ақ бұрандалы бекіткіш ретіндегі маңызды ерекшелігі. Бұранданың механикалық тиімділігі оның қадамына байланысты, яғни бұранданың бір толық айналымда сызықтық бағытта қозғалатын қашықтығына. Көптеген жағдайларда бұранданың қадамы сызықтық қозғалысты айналмалы қозғалысқа айналдырмау үшін, үйкеліс күші жеткілікті болуы үшін таңдалады, яғни сыртқы айналмалы күш болмағанда, бұранда сызықтық күш түсірілген кезде тайып кетпейді. Бұл қасиет оның көптеген қолданылуы үшін өте маңызды. Бекіткіш бұрандасының жібін қысу – үйкеліс және шамалы серпімді деформация арқылы аралыққа тығылып, қатты жабысып қалуға тең.

Жынысы

Сыртқы және ішкі жіптердің әрбір жұбын еркек және әйел деп сипаттауға болады. Жалпы алғанда, сыртқы беттегі жіптер еркек, ал ішкі беттегі жіптер әйел деп есептеледі. Мысалы, бұранданың еркек жіптері болады, ал оған сәйкес келетін тесігі (ғарыш немесе негізгі материалда) әйел жіптерімен жабдықталған болады. Бұл қасиет жыныс деп аталады. Еркек жіпті бұранданы әйел жіпті тесікке бұрау жұптасу деп аталады.

Бұрышы

Көлденең қима пішінінің кіретін бұрышы көбінесе бұрыш деп аталады. Көптеген V бұрыштар үшін бұл 60 градусқа стандартталған, бірақ кез келген бұрышты пайдалануға болады. Бұл бұрышты өлшеу үшін қолданылатын қима, бұрыш жасалған цилиндрдің немесе конустың осін қамтитын жазықтықта жатады.

Басты, соққы және бастау

Қорғасын (/l/iː/d/) мен шырша бір-біріне жақын ұғымдар. Олар шатастырылуы мүмкін, өйткені олар көбіне бұрандалар үшін бірдей. Свинцовка - бұранданың осі бойымен бұранданың бір толық айналуымен (360°) өтелетін қашықтық. Сызық - бір жіптің бір нүктедегі ең төменгі нүктесінен келесісіне дейінгі арақашықтық. Бұрандалы жіптердің басым көпшілігі бір бастау жіптері болғандықтан, олардың жетектілігі мен шамасы бірдей. Бір бастау - бұл бұранданың цилиндрінің айналасында тек бір "қазық" бар дегенді білдіреді. Бұранданың денесі бір айналған сайын (360°) ол бір қырқаның ені бойынша осьтік алға жылжиды. "Қосалқы" дегеніміз - бұранданың цилиндрінің айналасына оралған екі "қазық" бар. Бұранданың денесі бір айналған сайын (360°) ол екі жотаның ені бойынша осьтік бағытта алға жылжиды. Мұны білдірудің тағы бір жолы - қорғасын мен шашты параметрлік түрде байланысты және оларды байланыстыратын параметр, бастау саны, жиі 1 мәнін алады, бұл жағдайда олардың қатынасы тең болады. Жалпы, жетекшілік - бұл соққыны бастау санымен көбейту. Метрлік жіптер әдетте олардың биіктігімен анықталады, яғни жіпке қанша қашықтық, дюймге негізделген стандарттар әдетте кері логиканы қолданады, яғни берілген қашықтыққа қанша жіп пайда болады. Осылайша, дюймге негізделген жіптер дюймге арналған жіптер (TPI) ретінде анықталады. Пич пен ТПИ бірдей физикалық қасиетті сипаттайды, тек әртүрлі терминдермен. Инш биіктікті өлшеу бірлігі ретінде пайдаланылғанда, TPI биіктіктің керісі және керісінше. Мысалы, 1/4 20 жіптің 20 ТПИ бар, яғни оның биіктігі 1/20 дюйм. Бір жіптің екіншісіне дейінгі арақашықтығы ретінде биіктікті толқын ұзындығымен салыстыруға болады. Толқынның тағы бір ұқсастығы - биіктік пен ТПИ бір-біріне кері, кезең мен жиілік бір-біріне кері.

Қиын және жақсы

Қиын жіптер - үлкен шыңмен (аксиалды қашықтыққа аз жіптер), ал ұсақ жіптер - кіші шыңмен (аксиалды қашықтыққа көп жіптер). Қиын жіптердің бұранданың диаметріне қатысты үлкен жіп пішіні бар, ал нәзік жіптердің бұранданың диаметріне қатысты кішірек жіп пішіні бар. Бұл айырмашылық пісіру немесе пісірудегі ірі тістер мен ұсақ тістердің арасындағы немесе шайыр қағаздағы ірі шырша мен ұсақ шыршаның арасындағы айырмашылыққа ұқсас. Жалпы V тоқыма стандарттарына (ISO 261 және Бірыңғай тоқыма стандарты) әрбір негізгі диаметр үшін ірі және ұсақ тоқыма стандарттары кіреді. Мысалы, 1/2 13 UNC сериясына (Бірыңғай ұлттық ұсақ) және 1/2 20 UNF сериясына (Бірыңғай ұлттық ұсақ) жатады. Осыған ұқсас, ISO 261 стандартына сәйкес M10 (10 мм номиналды сыртқы диаметрі) 1,5 мм шашты қалың жіппен және 1,25 мм шашты ұсақ жіппен жасалады. Бұл жерде "қалың" деген сөз сапасы төмен, "жағымды" деген сөз сапасы жоғары дегенді білдірмейді. Бұрандалық жіптің ұзындығына қатысты қолданылатын терминдердің қолданылған толеранстықтарға (дәлдігі дәрежесіне) немесе қолөнердің, сапаның немесе құнының мөлшеріне ешқандай қатысы жоқ. Олар тек қана бұранданың диаметріне қатысты жіптердің өлшемін білдіреді. Қиын жіптер кесу мен қиылысқан жіптерге төзімді, өйткені олардың бүйірлері көбірек тартылады. Қиын жіптер бір ұзындыққа аз айналдыруды қажет ететіндіктен, тез орнатылады. Ұсақ жіптер мықты, өйткені олардың диаметрі бірдей жіп үшін үлкен кернеу ауданы бар. Жіңішке жіптердің еркін тербелуі мүмкін емес, өйткені олардың спираль бұрышы кішірек және оларды неғұрлым жақсы реттеуге болады. Жіңішке жіптер аз тартылу моментпен үлкен жүктемеге ие болады.

Диаметрлері

Үш сипаттамалық диаметр () бар: негізгі диаметр, кіші диаметр және пит диаметр: Өндірістік стандарттар ең аз (минималды) және ең жоғары (максималды) Олардың әрқайсысы үшін барлық танылған жіп өлшемі үшін шектер. Сыртқы (ISO терминологиясында болттың) ең төменгі шектері мен ішкі (бұрыш) желілердің өлшемдері желілердің бастапқы материалдың кернеулік беріктік шектерінде сыпырылмауын қамтамасыз ету үшін бар. Ішкі жіптердің ең төменгі шектері мен сыртқы жіптердің ең жоғары шектері жіптердің бір-біріне сәйкес келетіндігін қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Үлкен диаметрі

Жіптердің негізгі диаметрі – жіп профилінің биіктігін анықтайтын екі шекті диаметрдің үлкені, жіп осын қамтитын жазықтықта көлденең қимасы қарастырылғанда. Бұранда үшін бұл оның сыртқы диаметрі (OD) болып табылады. Гайканың негізгі диаметрін тікелей өлшеу мүмкін емес (жіптердің өзі кедергі келтіреді), бірақ оны «жарайды/жарамайды» калибрлерімен тексеруге болады. Егер жіптер біріне-бірі сәйкес келетін болса, сыртқы жіптердің негізгі диаметрі ішкі жіптердің негізгі диаметрінен әдетте кіші болады. Бірақ, бұл талап ғана бір бұранда мен гайканың бір-біріне сәйкес келетіндігіне кепілдік бермейді: жіптердің кіші және қадамдық диаметрлері үшін де осы талап жеке қарастырылуы керек. Бұранда жіптерінің шығыршығы мен гайка жіптерінің түбі арасындағы бос кеңістікті қамтамасыз етуден өзге, бұл бос кеңістіктердің тым артық болмауы да қажет, әйтпесе бекіткіштер бұзылуы мүмкін.

Кіші диаметрі

Кіші диаметр - жіптің төменгі шеткі диаметрі. Үлкен диаметр минус кіші диаметр, екіге бөлінген, жіптің биіктігіне тең. Жаңғақтың кіші диаметрі оның ішкі диаметрі болып табылады. Болттың кіші диаметріне "қосу/қосусыз" өлшегішпен немесе тікелей оптикалық салыстырғышпен өлшеу мүмкін. Оң жақтағы суретте көрсетілгендей, негізгі және ең төменгі диаметрлері әртүрлі, тең қима мен бұрышқа ие жіптер тығыз орналасатын сияқты көрінеді, бірақ тек радиалды түрде ғана; тек негізгі диаметрлері сәйкес келетін (көрсетілмеген) жіптер радиалды қозғалысқа жол бермейтін ретінде де көрінеді. Тақырыбы бойынша, материалдың аздаған мөлшері, жіктер арасындағы пайдаланылмаған аралықтардың арқасында, бекіту элементтерін тым әлсірету үшін барынша азайтылуы тиіс. Аталық жіпке аналық жіпке сәйкес келетін аталық жіптің диаметрлері аталық жіптің диаметрінен сәл үлкен болуы керек. Алайда бұл артық мөлшер әдетте өлшем кестелерінде көрсетілмейді. Калиперлер әйелдердің кіші диаметрін (ішкі диаметр, ID) өлшеуге арналған, бұл калипердің ерлердің үлкен диаметрін (сыртқы диаметр, OD) өлшеуінен аз. Мысалы, калипердің өлшем кестелері "3/4 SAE J512" жіптері мен "3/4 14 UNF JIS SAE J514 ISO 8434 2" стандарттары үшін 0,69 әйел ID және 0,75 еркек OD көрсетеді. Естеріңізге сала кетейік, әйел жіптер аналық жіптердің нақты өлшемімен емес, тиісті еркек негізгі диаметрімен (3/4 дюйм) анықталады.

Жарамдылық кластары

Ерлер мен әйелдердің бір-біріне сәйкес келетіндігі, оның ішінде ойын мен сүріну жіктеледі (санатталады) жіп стандарттарында. Белгілі бір класқа сәйкес келу үшін өлшем (саны) мен беткі бояу үшін толерантты диапазон ішінде жұмыс істеу қабілеті қажет. Ыңғайлылық кластарын анықтау және оларға қол жеткізу өзара ауыстырмалылық үшін маңызды. Сабақтарға 1, 2, 3 (жеңілден тығызға дейін); А (сыртқы) және В (ішкі); және H және D шектері сияқты әртүрлі жүйелер кіреді.

Сызық шегі

Сызық диаметрі шегі немесе қима диаметрі шегі - крандар үшін қима диаметріне төзімділікті жіктеу үшін қолданылатын стандарт. Империя үшін H немесе L шектері қолданылады, олар оның негізгі мәнінен 0,0005 дюймге дейін немесе оның негізгі мәнінен аз мөлшерде қанша бірлік белгілейді. Осылайша H3 шектілігімен белгіленген H3 белгісі бар кранның диаметрі 0,0005 × 3 = 0,0015 дюйм, ол негіздік диаметрден үлкен болады және осылайша ішкі жіпті H2 краннан гөрі еріктей кесіп тастайды. Метрик D немесе DU лимиттерін қолданады, бұл империалдықпен бірдей жүйе, бірақ сәйкесінше D немесе DU белгілерін қолданады және өлшемдері бойынша бірлікпен жүреді. Бір жіптің радиалды қимасы жартысына тең болған кезде жіптің қима диаметрі өлшенеді, мысалы: 16 қима жіп = 1/16in = 0.0625in қима шын қима диаметрі 0,03125in радиалды қима өлшемі бойынша өлшенеді.

Бірін-бірі ауыстыратындық

Еркек және әйел бұрандалардың сенімді қосылуын және еркек бұрандалардың өзара, ал әйел бұрандалардың өзара алмастырылуын қамтамасыз ету үшін форма, өлшем және өңдеу стандарттары болуы және олар сақталуы тиіс. Бұрандаларды стандарттау төменде талқыланады.

Жіптің тереңдігі

Бұрандалы жіптер көбінесе мүлдем өткір жасалмайды (жоны мен түбірінің кесілуі болмайды), керісінше, кесіледі, нәтижесінде жіптің соңғы тереңдігі қадамның мәнінің үлесі ретінде өрнектеледі. UTS және ISO стандарттары кесілу мөлшерін, соның ішінде толеранттылық диапазонын регламенттейді. 60° V пішіндес өткір жіптің тереңдігі ("жонынан түбірге дейінгі биіктігі") қадамның 0,866-ға тең болады. Бұл факт теңқабырлы үшбұрыштың геометриясына тән және негізгі тригонометриялық функциялардың тікелей салдары. Бұл өлшем бірліктеріне тәуелсіз (дюймге қарсы миллиметр). Дегенмен, UTS және ISO жіптері өткір жіптер емес. Сыртқы және ішкі диаметрлер өткір V пішімінің екі жағындағы кесілулерді анықтайды. Метрлік (мысалы, M8) және Бірыңғай (мысалы, 5/16 дюйм) жіптердің номиналды диаметрі – еркек жіптің теориялық сыртқы диаметрі, ол "негізгі" (төртбұрышты) үшбұрыштардың ұштарының өлшемінен 0,866/4 қадамға дейін диаметрлік тұрғысынан қысқартылған. Еркек жіптің жонында пайда болатын жазықтықтар теориялық түрде қадамның сегізден бір бөлігіне тең (1/8p немесе 0,125p белгісімен көрсетіледі), бірақ нақты геометриялық анықтамада одан да көп айнымалылар бар. Толық (100%) UTS немесе ISO жіптің биіктігі шамамен 0,65p құрайды. Жіптер одан да қысқарып, 0,65p мәнінің 60%-75% тереңдігіне жетеді. Мысалы, 75% жіп беріктіктің аз бөлігін ғана құрбан етеді, ал оның орнына жіпті кесуге қажетті күштің айтарлықтай төмендеуін қамтамасыз етеді. Нәтижесінде, доңғалақтардың тозуы азаяды, сыну мүмкіндігі төмендейді және көбінесе кесу жылдамдығын арттыруға болады. Бұл қосымша кесу әйел жіптері үшін сәл үлкен дрельді пайдалану арқылы немесе еркек жіптері үшін жұмысшешімінің жіптелген бөлігінің диаметрін сәл кішіте беру арқылы жүзеге асырылады, соңғысы жіптің сыртқы диаметрін азайтады. Әйел жіптері үшін, дрельдік кестелер әдетте шамамен 75% жіпті қамтамасыз ететін өлшемдерді көрсетеді. Жоғары созу жүктемесі күтілмейтін жағдайларда 60% жіп тиімді болуы мүмкін. Екі жағдайда да қадамдық диаметрге әсер етілмейді. Кесілу мен жіптің беріктігін теңестіру – материалдың беріктігі, салмағы және құны, сондай-ақ оны өңдеу құнына қатысты көптеген инженерлік шешімдерге ұқсас.

Қиылысты

Коникалық жіптер бекіту құрылғылары мен құбырларда қолданылады. Құйрықты жіппен бекітілген бекітудің кең таралған мысалы - ағаш бұрандасы. Қысыммен сұйықтықты жеткізу үшін кейбір сантехникалық қондырғыларда қолданылатын өткізгіш құбырлардың өткізгіш секциясы сәл конус тәрізді. Мысал ретінде NPT және BSP серияларын қарастырайық. Қылқанды құбырдың жалғауымен қамтамасыз етілген тығыздау, сырттан жасалған жоғарғы жиекті шетті ішкі жиектермен тығыздағанда пайда болады. Көптеген құбырлар түйісулері үшін жақсы бекітуге, мысалы, жіпке жабылатын лента немесе құбырлар үшін сұйық немесе пасталы жабылатын зат, мысалы, құбырлар үшін жабылатын зат қолдану қажет.

Тарих

Бұрандалы жіп тұжырымы алғаш рет Архимедке келген сияқты, ол спиральдар туралы қысқаша жазған, сондай-ақ бұранда принципін қолданатын бірнеше қарапайым құрылғыларды жобалаған. Леонардо да Винчи бұранда принципін түсінді және жіптерді машинамен қалай кесуге болатынын көрсететін суреттер қалдырды. 1500 жылдары бұрандалар неміс сағаттарында пайда болды және қару-жарақтарды бекіту үшін қолданылды. 1569 жылы Бессон бұранда кесетін токарлық станогын ойлап тапты, бірақ бұл әдіс кеңінен таралмады және бұрандалар тағы 150 жыл бойы көбінесе қолмен жасала берді. 1800 жылдары Өнеркәсіптік революция кезінде Англияда бұранда жасау өндірісі басталды. Сол кезде стандарттау деген нәрсе болған жоқ. Бір өндіруші жасаған бұрандалар екіншісінің гайкаларына сәйкес келмейтін.

Стандарттау

Шыршы жіптерін стандарттау, әртүрлі өндірушілер мен қолданушылар арасындағы үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін он тоғызыншы ғасырдың басынан бері дамып келеді. Стандарттау процесі қазір де жалғасуда; әсіресе, әлі де (өздерінің басқаша болмаса толықтай бірдей) бәсекелес метрикалық және дюймдік жіп өлшемдері кеңінен қолданылып келеді. Стандартты жіптер әдетте қысқа әріптік кодтармен (M, UNC, т.б.) белгіленеді, бұл кодтар жеке жіптердің стандартталған таңбаламаларының алдынан тұрады. Бұған қоса, өнім стандарттары бұрандалар мен гайкалар үшін ең қолайлы жіп өлшемдерін, сондай-ақ бұранда басы мен гайка өлшемдерін анықтайды, бұл кілттер (аяқ киімдер) және басқа құралдармен үйлесімділікті жеңілдетеді.

ISO стандартты желілер

Қолданыстағы ең көп таралған желілер - көпшілік мақсаттар үшін ISO метрикалық бұрандалы желілер (M) және құбырлар үшін BSP желілері (R, G). Бұл стандарттарды 1947 жылы Халықаралық стандарттау ұйымы (ISO) стандарттады. Метрикалық жіптер негізінен 1898 жылы бұрандалы жіптерді стандарттау үшін Халықаралық конгресс арқылы біріктірілгенімен, Францияда, Германияда және Жапонияда бөлек метрикалық жіп стандарттары қолданылды, ал Швейцарияда сағаттар үшін жіптер жиынтығы болды.

Стандарттау тарихы

Бұранда жіптерін стандарттаудың алғашқы тарихи маңызды компания ішіндегі стандарты Генри Модслеймен 1800 жылы, қазіргі заманғы бұранда кескіш токарлық станогы алмастырылатын V жіпті машиналық бұрандаларды практикалық тауарға айналдырған кезде басталды. Келесі 40 жыл ішінде стандарттау компаниялар арасында да, ішкі деңгейде де жалғасты. Бұл дәуірдің рухына көптеген механиктер қатысқандығы сөзсіз; Жозеф Клемент тарихқа енгендердің бірі болды. 1841 жылы Джозеф Уитворт көптеген британдық теміржол компаниялары қабылдаған, Ұлыбритания мен Британ империясының стандарты болған дизайнды жасады. 1840-1860 жылдары бұл стандарт АҚШ-та да, көптеген компаниялар арасындағы стандарттармен қатар жиі қолданылды. 1864 жылдың сәуір айында Уильям Селлерс Филадельфиядағы Франклин институтына АҚШ-тың нашар стандартталған бұранда жіптерін алмастыру үшін жаңа стандартты ұсынды. Селлерс Уитворттың дизайнын 60° жіп профилі мен жалпақ ұшын (Уитворттың 55° бұрышы мен дөңгелек ұшынан өзгеше) қабылдап, жеңілдетті. 60° бұрыш Америкада бұрыннан қолданылып келген, бірақ Селлерс жүйесі оны және жіп пішімінің басқа да барлық бөлшектерін үйлесімді етуге мүмкіндік берді. 1860-шы жылдардың соңы мен 1870-шы жылдардың басында Селлерс жіптері АҚШ-та маңызды стандартқа айналды, ол АҚШ үкіметінің келісімшарттары бойынша орындалған жұмыстар үшін стандарт ретінде таңдалды, сондай-ақ Балдуин локомотивтері және Пенсильвания темір жолы сияқты теміржол индустриясының аса ықпалды компанияларымен де қабылданды. Басқа фирмалар да оны қабылдады, ол көп ұзамай АҚШ-тың ұлттық стандартына айналды.

Ұрпақ

Бұрандалы жіп жасаудың көптеген тәсілдері бар, оның ішінде дәстүрлі кесу түрлері (мысалы, әртүрлі кесу [бір ұшты кесу, крандар мен қалыптар, қалып бастары, фрезерлеу]; қалыптау; құю [қалыпты құю, құмды құю]; пішімдеу және доңғалату; ұнтақтау; және кейде басқа процестерді аяқтау үшін жылтырату); жаңа қосымша технологиялар; және олардың комбинациялары.

Тексеру

Тағы бір жиі тексерілетін нүкте – болттың немесе бұранданың түзулігі. Бұл мәселе жиі алдын ала тесілген тесіктермен құрастыру кезінде туындайды, себебі ақаулылықты анықтау үшін бірінші қадам – бекіткіштің өзінде немесе тесікте кінә бар екенін білу болып табылады. Осы мәселені шешу үшін ASME B18.2.9 "Болттар мен бұрандалардың түзулігін тексеруге арналған өлшегіштер" стандарты жасалған. Стандарттың мақсаты бойынша, ол болт пен бұранданың ең жоғары материалдық жағдайдағы (MMC) түзулігін тексеруге арналған өлшегішті және процедураны сипаттайды, сондай-ақ тиісті өнім стандартында көрсетілмеген жағдайда стандартты шектерді ұсынады.