Калкулатор за отвори за разхлабване - Намерете перфектния размер на отвора за винтове и болтове

Калкулатор за проходни отвори

Проходният отвор е отвор, пробит малко по-голям от винта или болта, така че крепежният елемент да преминава свободно, без резбата му да докосва стените. Калкулаторът за проходни отвори определя правилния диаметър на отвора за даден размер винт или болт чрез стандартни инженерни таблици, вместо чрез приблизителна преценка.

Какво представлява проходният отвор?

Отворите за крепежни елементи се делят на три основни вида.

• Резбованият отвор има нарязана вътрешна резба. Винтът се захваща за тази резба и именно тя съединява двете части.
• Проходният отвор няма резба. Той е по-широк от крепежния елемент, така че винтът или болтът да преминава без съпротивление, след което се завива в резбован отвор или гайка от другата страна.
• Отворът за сглобка с натяг е по-малък от крепежния елемент. Частта трябва да бъде набита или притисната върху него.

Прекалено малкият проходен отвор може да накара резбата да се врязва в него или изобщо да попречи на преминаването на крепежния елемент. Прекалено големият отвор позволява на крепежния елемент да се измества и намалява плоската площ под главата на болта или шайбата, която поема силата на стягане.

Проходните отвори осигуряват и място за малки несъосности между частите, позволяват на сглобките леко да се преместват при температурно разширяване или свиване на материалите и намаляват риска от разцепване на дървесината или напукване на пластмасата около отвора.

Формула за размера на проходния отвор

Размерите на проходните отвори не се определят с една проста формула. Организациите по стандартизация публикуват таблица с хлабините, като хлабината се увеличава с увеличаването на винта. Този калкулатор използва стойностите за нормална сглобка от ISO 273 (метрични крепежни елементи) и ASME B18.2.8 (крепежни елементи в инчове) — таблиците, които се използват най-често в общото производство, дървообработването и изработването на конструкции.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{допуск (от стандартната таблица)}$

При метричните винтове допускът варира от 0,4 mm за винт M2 до 2,0 mm за винт M20 или M24 — той не е една фиксирана стойност или процент. Винтовете с размери в инчове следват собствената си таблица в ASME B18.2.8, в която допуските също нарастват на стъпки с увеличаването на винта.

Решен пример

Винт M6 има номинален диаметър 6,0 mm. Проходният му отвор за нормална сглобка е 6,6 mm — допуск от 0,6 mm. Стандартният избор е свредло 6,6 mm или 6,5 mm; обикновено свредло 6 mm би било твърде малко.

Размери на метрични проходни отвори

Размери на проходни отвори за американски винтове с номерирани размери

ASME B18.2.8 изброява проходни отвори за нормална сглобка за машинни винтове с номерирани размери от #0 до #10, като пропуска #7 и #9 — размери, които не са често срещани при машинните винтове. Стандартът не определя ред за нормална сглобка за #12, затова този размер не се предлага.

Решен пример

Винт #8 има диаметър 0,164 инча (4,17 mm). Проходният му отвор за нормална сглобка е 0,196 инча (4,98 mm) и съответства на стандартно свредло с номер 9. В някои таблици за свредла е посочена по-малка стойност — 0,177 инча (4,5 mm) — за винт #8. Тази стойност произлиза от друга, по-тясна система за „свободна сглобка“, основана на свредла с номерирани размери, а не от таблицата за нормална сглобка по ASME B18.2.8, използвана от този калкулатор. Смесването на двете системи може да доведе до отвор, в който винтът заяжда.

Размери на проходни отвори за американски винтове с дробни размери

ASME B18.2.8 не определя ред за нормална сглобка за 9/16", затова този размер не се предлага.

Решен пример

Болт 1/4 инча има диаметър 0,250 инча (6,35 mm). Проходният му отвор за нормална сглобка е 0,281 инча (7,14 mm) и съответства на стандартно свредло 9/32 инча. Това е допуск от приблизително 1/32 инча (0,79 mm), а не 1/16 инча (1,6 mm), както предполагат някои емпирични правила.

Калкулаторът преобразува всеки резултат в инчове в милиметри за показване, тъй като 1 инч е точно равен на 25,4 mm.

Стегната, нормална и хлабава сглобка

Стандартите определят повече от един клас проходни отвори. При тясна сглобка се използва най-малката хлабина и частите се подравняват възможно най-точно, но сглобяването е по-бавно. При хлабава сглобка хлабината е по-голяма, което осигурява повече място за коригиране на несъосността или поемане на топлинното разширение, но съединението е по-нестегнато. Този калкулатор изчислява само нормална сглобка — междинния вариант, използван при повечето общи монтажни работи в дървообработването, металообработването и машиностроенето.

Как се използва калкулаторът за проходни отвори

1. Изберете вида на крепежния елемент от падащото меню: метричен (M2–M24), американски с номериран размер (#0–#10) или американски с дробен размер (1/4"–1").
2. Прочетете диаметъра на винта и препоръчителния размер на проходния отвор, като и двата са показани в милиметри.
3. Проверете схемата, която изобразява винта и проходния отвор в мащаб, така че пролуката между тях да се вижда лесно.
4. Копирайте резултата, за да го поставите в чертеж, списък за разкрой или бележки.

Често задавани въпроси

Каква е разликата между проходен и резбован отвор?

Проходният отвор няма резба и позволява на крепежния елемент да преминава свободно. В резбования отвор е нарязана резба, която захваща крепежния елемент и задържа съединението. При типично болтово съединение проходният отвор се намира в прикрепваната част, а резбованият отвор или гайката — в частта, към която тя се прикрепя.

С колко трябва да е по-голям проходният отвор спрямо винта?

Това зависи от размера на винта. При метричните винтове допускът варира от 0,4 mm при най-малките размери до 2,0 mm при най-големите, съгласно таблицата за нормална сглобка. При винтовете с размери в инчове ASME B18.2.8 определя собствен допуск за всеки размер, който също нараства на стъпки, а не като фиксирана част. Няма единен процент, приложим към всички крепежни елементи.

Какво свредло трябва да използвам за проходен отвор?

Използвайте точния размер, ако има подходящо свредло. Ако няма, изберете следващия по-голям размер, а не по-малък — малко по-големият отвор рядко създава проблеми, докато по-малкият може да попречи на преминаването на крепежния елемент или да го накара да нареже нова резба.

Защо в някои таблици е посочен различен размер на проходния отвор за същия винт?

В някои публикувани таблици се използва система за „тясна сглобка“ или „свободна сглобка“, съчетана с номерирани или буквени свредла, която е по-тясна от използваната тук таблица за нормална сглобка. Смесването на стойности от двете системи може да доведе до отвор, който е твърде тесен за крепежния елемент, затова е най-добре в рамките на един проект да се използват последователно стойностите от само една система.

Прави ли по-големият проходен отвор съединението по-слабо?

Не и в диапазона на нормалната сглобка. Здравината на съединението зависи главно от това колко силно е затегнат крепежният елемент и каква плоска площ притиска главата на болта или шайбата. Отвор, който е значително по-голям от хлабината при нормална сглобка, може да намали тази плоска площ и да позволи на съединението да се измества под натоварване, но проходен отвор за нормална сглобка не отслабва съединението.

Източници

• ISO 273:1979, Крепежни елементи — Проходни отвори за болтове и винтове, Международна организация по стандартизация.
• ASME B18.2.8, Проходни отвори за болтове, винтове и шпилки, Американско дружество на инженерите по механика.