Υπολογιστής Οπών Διέλευσης - Βρείτε το Τέλειο Μέγεθος Οπής για Βίδες & Μπουλόνια

Υπολογιστής οπών ελεύθερης διέλευσης

Η οπή ελεύθερης διέλευσης είναι μια οπή που διανοίγεται λίγο μεγαλύτερη από μια βίδα ή ένα μπουλόνι, ώστε ο συνδετήρας να περνά ελεύθερα χωρίς τα σπειρώματά του να αγγίζουν τα τοιχώματα. Ένας υπολογιστής οπών ελεύθερης διέλευσης βρίσκει τη σωστή διάμετρο οπής για ένα δεδομένο μέγεθος βίδας ή μπουλονιού, χρησιμοποιώντας τυποποιημένους πίνακες μηχανικής αντί για εκτιμήσεις.

Τι είναι η οπή ελεύθερης διέλευσης;

Οι οπές για συνδετήρες διακρίνονται σε τρεις βασικούς τύπους.

• Η σπειροτομημένη οπή έχει σπειρώματα που έχουν κοπεί στο εσωτερικό της. Η βίδα εμπλέκεται με αυτά τα σπειρώματα, τα οποία συγκρατούν ουσιαστικά τα δύο μέρη ενωμένα.
• Η οπή ελεύθερης διέλευσης δεν έχει σπειρώματα. Είναι διανοιγμένη πλατύτερη από τον συνδετήρα, ώστε η βίδα ή το μπουλόνι να περνά χωρίς αντίσταση και στη συνέχεια να βιδώνεται σε σπειροτομημένη οπή ή σε περικόχλιο στην άλλη πλευρά.
• Η οπή συναρμογής με παρεμβολή είναι μικρότερη από τον συνδετήρα. Το εξάρτημα πρέπει να πιεστεί ή να εξαναγκαστεί να περάσει πάνω του.

Μια οπή ελεύθερης διέλευσης που είναι πολύ μικρή μπορεί να αναγκάσει τα σπειρώματα να κόψουν το υλικό της ή να εμποδίσει εντελώς τη διέλευση του συνδετήρα. Μια οπή που είναι πολύ μεγάλη επιτρέπει στον συνδετήρα να μετακινηθεί από τη θέση του και μειώνει την επίπεδη επιφάνεια κάτω από την κεφαλή του μπουλονιού ή τη ροδέλα, η οποία μεταφέρει το φορτίο σύσφιξης.

Οι οπές ελεύθερης διέλευσης αφήνουν επίσης περιθώριο για μικρές αποκλίσεις ευθυγράμμισης μεταξύ των μερών, επιτρέπουν στις συναρμολογήσεις να μετακινούνται ελαφρά καθώς τα υλικά διαστέλλονται ή συστέλλονται με τη θερμοκρασία και μειώνουν τον κίνδυνο σχισίματος του ξύλου ή ρηγμάτωσης του πλαστικού κοντά στην οπή.

Τύπος για οπή ελεύθερης διέλευσης

Τα μεγέθη των οπών ελεύθερης διέλευσης δεν προκύπτουν από έναν απλό τύπο. Οι οργανισμοί τυποποίησης δημοσιεύουν πίνακες ανοχών, και η ανοχή αυξάνεται όσο μεγαλώνει η βίδα. Αυτός ο υπολογιστής χρησιμοποιεί τις τιμές κανονικής συναρμογής του ISO 273 (μετρικοί συνδετήρες) και του ASME B18.2.8 (συνδετήρες σε ίντσες), δηλαδή τους πίνακες που χρησιμοποιούνται συχνότερα στη γενική κατασκευή, την ξυλουργική και τις μεταλλικές κατασκευές.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{ανοχή (από τον τυποποιημένο πίνακα)}$

Για τις μετρικές βίδες, η ανοχή κυμαίνεται από 0,4 mm για βίδα M2 έως 2,0 mm για βίδα M20 ή M24 — δεν είναι μία ενιαία σταθερή τιμή ή ποσοστό. Οι βίδες σε μεγέθη ίντσας ακολουθούν τον δικό τους πίνακα στο ASME B18.2.8, με ανοχές που επίσης αυξάνονται κλιμακωτά όσο μεγαλώνει η βίδα.

Λυμένο παράδειγμα

Μια βίδα M6 έχει ονομαστική διάμετρο 6,0 mm. Η οπή ελεύθερης διέλευσης κανονικής συναρμογής είναι 6,6 mm — ανοχή 0,6 mm. Τυπική επιλογή είναι ένα τρυπάνι 6,6 mm ή 6,5 mm· ένα απλό τρυπάνι 6 mm θα ήταν υπερβολικά στενό.

Μετρικά μεγέθη οπών ελεύθερης διέλευσης

Μεγέθη οπών ελεύθερης διέλευσης για αμερικανικές αριθμημένες βίδες

Το ASME B18.2.8 παραθέτει οπές ελεύθερης διέλευσης κανονικής συναρμογής για αριθμημένες μηχανόβιδες από #0 έως #10, παραλείποντας τις #7 και #9 (μεγέθη που είναι ασυνήθιστα για μηχανόβιδες). Δεν ορίζει γραμμή κανονικής συναρμογής για #12, επομένως αυτό το μέγεθος δεν προσφέρεται.

Λυμένο παράδειγμα

Μια βίδα #8 έχει διάμετρο 0,164 ίντσες (4,17 mm). Η οπή ελεύθερης διέλευσης κανονικής συναρμογής είναι 0,196 ίντσες (4,98 mm) και αντιστοιχεί σε τυπικό τρυπάνι με αριθμό 9. Σε ορισμένους πίνακες τρυπανιών αναφέρεται μικρότερη τιμή, 0,177 ίντσες (4,5 mm), για βίδα #8. Η τιμή αυτή προέρχεται από διαφορετικό, πιο στενό σύστημα «ελεύθερης συναρμογής» που βασίζεται σε αριθμημένα τρυπάνια και όχι από τον πίνακα κανονικής συναρμογής ASME B18.2.8 που χρησιμοποιεί αυτός ο υπολογιστής. Η ανάμειξη των δύο συστημάτων μπορεί να οδηγήσει σε οπή που σφηνώνει τη βίδα.

Μεγέθη οπών ελεύθερης διέλευσης για αμερικανικές κλασματικές βίδες

Το ASME B18.2.8 δεν ορίζει γραμμή κανονικής συναρμογής για 9/16", επομένως αυτό το μέγεθος δεν προσφέρεται.

Λυμένο παράδειγμα

Ένα μπουλόνι μεγέθους 1/4 ίντσες έχει διάμετρο 0,250 ίντσες (6,35 mm). Η οπή ελεύθερης διέλευσης κανονικής συναρμογής είναι 0,281 ίντσες (7,14 mm) και αντιστοιχεί σε τυπικό τρυπάνι 9/32 ίντσες. Αυτό αντιστοιχεί σε ανοχή περίπου 1/32 ίντσας (0,79 mm) και όχι 1/16 ίντσας (1,6 mm), όπως υποδεικνύουν ορισμένοι εμπειρικοί κανόνες.

Ο υπολογιστής μετατρέπει κάθε αποτέλεσμα σε ίντσες σε χιλιοστά για την εμφάνιση, επειδή 1 ίντσα ισούται ακριβώς με 25,4 mm.

Στενή, κανονική και χαλαρή συναρμογή

Τα πρότυπα ορίζουν περισσότερες από μία κατηγορίες οπών ελεύθερης διέλευσης. Η στενή συναρμογή χρησιμοποιεί τη μικρότερη ανοχή και διατηρεί τα μέρη όσο το δυνατόν ακριβέστερα ευθυγραμμισμένα, με τίμημα πιο αργή συναρμολόγηση. Η χαλαρή συναρμογή χρησιμοποιεί μεγαλύτερη ανοχή και αφήνει περισσότερο χώρο για τη διόρθωση αποκλίσεων ευθυγράμμισης ή την απορρόφηση θερμικής διαστολής, με τίμημα λιγότερο σφιχτή ένωση. Αυτός ο υπολογιστής παράγει μόνο κανονική συναρμογή, τη μεσαία επιλογή που χρησιμοποιείται στις περισσότερες εργασίες συναρμολόγησης γενικού σκοπού στην ξυλουργική, τη μεταλλουργία και την κατασκευή μηχανών.

Πώς να χρησιμοποιήσετε τον υπολογιστή οπών ελεύθερης διέλευσης

1. Επιλέξτε τον τύπο συνδετήρα από το αναπτυσσόμενο μενού: μετρικός (M2–M24), αμερικανικός αριθμημένος (#0–#10) ή αμερικανικός κλασματικός (1/4"–1").
2. Διαβάστε τη διάμετρο της βίδας και το συνιστώμενο μέγεθος οπής ελεύθερης διέλευσης, τα οποία εμφανίζονται και τα δύο σε χιλιοστά.
3. Ελέγξτε το διάγραμμα, το οποίο σχεδιάζει τη βίδα και την οπή ελεύθερης διέλευσης υπό κλίμακα, ώστε να φαίνεται εύκολα το διάκενο μεταξύ τους.
4. Αντιγράψτε το αποτέλεσμα για επικόλληση σε σχέδιο, κατάλογο κοπών ή σύνολο σημειώσεων.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οπής ελεύθερης διέλευσης και σπειροτομημένης οπής;

Η οπή ελεύθερης διέλευσης δεν έχει σπειρώματα και επιτρέπει στον συνδετήρα να περνά ελεύθερα. Η σπειροτομημένη οπή έχει σπειρώματα κομμένα στο εσωτερικό της, τα οποία συγκρατούν τον συνδετήρα και κρατούν την ένωση συναρμολογημένη. Σε μια τυπική κοχλιωτή σύνδεση, η οπή ελεύθερης διέλευσης βρίσκεται στο μέρος που προσαρτάται, ενώ η σπειροτομημένη οπή ή το περικόχλιο βρίσκεται στο μέρος στο οποίο προσαρτάται.

Πόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η οπή ελεύθερης διέλευσης από τη βίδα;

Εξαρτάται από το μέγεθος της βίδας. Για τις μετρικές βίδες, η ανοχή κυμαίνεται από 0,4 mm στα μικρότερα μεγέθη έως 2,0 mm στα μεγαλύτερα, σύμφωνα με τον πίνακα κανονικής συναρμογής. Για τις βίδες σε μεγέθη ίντσας, το ASME B18.2.8 καθορίζει τη δική του ανοχή για κάθε μέγεθος, η οποία επίσης αυξάνεται κλιμακωτά και όχι κατά ένα σταθερό κλάσμα. Δεν υπάρχει ένα ενιαίο ποσοστό που να ισχύει για κάθε συνδετήρα.

Ποιο τρυπάνι πρέπει να χρησιμοποιήσω για οπή ελεύθερης διέλευσης;

Χρησιμοποιήστε το ακριβές μέγεθος, εάν υπάρχει αντίστοιχο τρυπάνι. Αν όχι, επιλέξτε το αμέσως μεγαλύτερο αντί για το μικρότερο — μια ελαφρώς μεγαλύτερη οπή σπάνια δημιουργεί προβλήματα, ενώ μια μικρότερη οπή μπορεί να εμποδίσει τη διέλευση του συνδετήρα ή να τον αναγκάσει να κόψει νέα σπειρώματα.

Γιατί ορισμένοι πίνακες παραθέτουν διαφορετικό μέγεθος οπής ελεύθερης διέλευσης για την ίδια βίδα;

Ορισμένοι δημοσιευμένοι πίνακες χρησιμοποιούν σύστημα «στενής συναρμογής» ή «ελεύθερης συναρμογής» σε συνδυασμό με αριθμημένα ή γραμματικά τρυπάνια, το οποίο είναι στενότερο από τον πίνακα κανονικής συναρμογής που χρησιμοποιείται εδώ. Η ανάμειξη τιμών από τα δύο συστήματα μπορεί να οδηγήσει σε οπή υπερβολικά στενή για τον συνδετήρα, επομένως είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται σε όλο το έργο οι τιμές ενός μόνο συστήματος.

Κάνει μια μεγαλύτερη οπή ελεύθερης διέλευσης την ένωση πιο αδύναμη;

Όχι, εντός του εύρους κανονικής συναρμογής. Η αντοχή της ένωσης εξαρτάται κυρίως από το πόσο σφιχτά έχει συσφιχθεί ο συνδετήρας και από το μέγεθος της επίπεδης επιφάνειας πάνω στην οποία πιέζει η κεφαλή του μπουλονιού ή το περικόχλιο. Μια οπή πολύ μεγαλύτερη από την ανοχή κανονικής συναρμογής μπορεί να μειώσει αυτή την επίπεδη επιφάνεια και να επιτρέψει στην ένωση να μετακινηθεί υπό φορτίο, όμως μια οπή κανονικής συναρμογής δεν αποδυναμώνει την ένωση.

Παραπομπές

• ISO 273:1979, Συνδετήρες — Οπές ελεύθερης διέλευσης για μπουλόνια και βίδες, Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης.
• ASME B18.2.8, Οπές ελεύθερης διέλευσης για μπουλόνια, βίδες και κοχλιωτούς ράβδους, Αμερικανική Εταιρεία Μηχανολόγων Μηχανικών.