Needimõõdu kalkulaator: Leidke ideaalsed needimõõdud

Needi suuruse kalkulaator

Needi mõõtmete kalkulaator on tööriist, mis soovitab ava läbimõõdu, materjali paksuse ja liite haardevahemiku põhjal needi läbimõõtu, pikkust ja materjali. Neet on lühike metalltihvt, mis ühendab kaks või enam materjalikihti, moodustades kummaski otsas pea: ühe tehases valmistatud ja teise paigaldamise ajal kujundatud. Vale mõõdu valimine võib jätta liite nõrgaks või takistada needi paigaldamist.

Kuidas needi läbimõõtu arvutatakse

Neet peab läbima ettepuuritud ava, seega ei tohi selle läbimõõt kunagi olla avast suurem. Praktikas puuritakse ava umbes 0,1 mm kuni 0,3 mm suurem kui needi vars, et see saaks hõlpsalt sisse libiseda.

Kalkulaator kasutab standardseid meetermõõdustiku needi läbimõõte: 2,4, 3,2, 4,0, 4,8 ja 6,4 millimeetrit. See valib neist suurima, mis avasse veel mahub.

Valem:

$\text{Needi läbimõõt} = \text{suurim standardmõõt} \leq \text{Ava läbimõõt}$

Näiteks sobib 4,2 mm avasse 4,0 mm neet (järgmine suurem mõõt 4,8 mm on liiga suur). Ava, mis on väiksem kui 2,4 mm, ei sobi ühelegi standardneedile, seega kuvab kalkulaator oletuse asemel veateate.

Nihketugevuse kontroll

Õhuke neet paksus materjalis võib koormuse all nihkuda ja murduda. Rusikareegli kohaselt peaks needi läbimõõt olema vähemalt kolm korda suurem kui ühendatava kõige paksema kihi paksus:

$\text{Nihketugevuse tagamiseks vajalik minimaalne läbimõõt} = 3 \times \text{Materjali paksus}$

Kui ava on liiga väike, et mahutada sellele reeglile vastavat neeti, tagastab kalkulaator siiski suurima avasse sobiva needi, kuid lisab hoiatuse, et liide võib olla optimaalsest nõrgem. Probleemi lahendamiseks tuleb puurida suurem ava ja kasutada suuremat neeti või paigutada piki liidet rohkem neete, et koormust jagada.

Kuidas needi pikkust arvutatakse

Needi pikkus sõltub haardevahemikust ehk kõigi ühendatavate kihtide kogupaksusest. Neet vajab haardevahemikust väljapoole ka lisapikkust, et selle saba saaks moodustada pea; seda nimetatakse varrevaruks. See varu võrdub 1,5-kordse needi enda läbimõõduga.

Valem:

$\text{Minimaalne pikkus} = \text{Haardevahemik} + 1.5 \times \text{Needi läbimõõt}$

Kalkulaator ümardab selle näidu järgmise standardpikkuseni: 6, 8, 10, 12, 16, 20 või 25 millimeetrit. Kui vajalik pikkus on suurem kui 25 mm, ei sobi ükski standardneet ning kalkulaator kuvab oletuse asemel veateate.

Needi tüüp ja tähis

Soovitatav needimaterjal vastab ühendatavale materjalile: alumiiniumplekiga kasutatakse alumiiniumneeti, terasega terasneeti, roostevaba terasega roostevabast terasest neeti, plastiga plastneeti ja erinevate materjalide ühendamisel mitmematerjalineeti. See aitab vältida galvaanilist korrosiooni, mis tekib eri metallide kokkupuutel niiskuse juuresolekul, kui vähem vääris metall korrodeerub kiiremini.

Kalkulaator koostab ka lühikese needitähise tellimise või dokumenteerimise jaoks:

$\text{Needi tähis} = \text{Materjali tähis} + \text{Läbimõõt}\times10 + \text{"-"} + \text{Pikkus}$

Materjalitähised on AL (alumiinium), ST (teras), SS (roostevaba teras), PL (plast) ja MM (mitmematerjaline). 4,0 mm läbimõõduga ja 8 mm pikkune terasneet saab tähise ST40-8.

Läbitöötatud näide

Võtame 1,5 mm paksuse alumiiniumpleki, milles on 3,2 mm ava ja mille haardevahemik on 3,0 mm.

1. Läbimõõt: suurim standardmõõt, mis on 3,2 mm või sellest väiksem, on 3,2 mm.
2. Pikkus: minimaalne pikkus = 3,0 + 1,5 × 3,2 = 7,8 mm, ümardatuna järgmise standardmõõduni 8 mm.
3. Nihkekontroll: rusikareegel nõuab läbimõõtu vähemalt 3 × 1,5 = 4,5 mm, kuid avasse mahub ainult 3,2 mm, mistõttu annab kalkulaator nihketugevuse hoiatuse.
4. Tulemus: 3,2 mm läbimõõduga ja 8 mm pikk alumiiniumneet tähisega AL32-8 ning hoiatusega kaaluda suurema ava ja needi kasutamist.

Teine näide hoiatust ei anna. 1,0 mm paksuse teraspleki, 4,2 mm ava ja 2,0 mm haardevahemiku korral on läbimõõt 4,0 mm (suurim standardmõõt, mis on 4,2 mm või sellest väiksem), pikkus 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0 mm (juba standardmõõt) ning läbimõõt ületab nihke miinimumnõude 3 × 1,0 = 3,0 mm. Tulemuseks on 4,0 mm läbimõõduga ja 8 mm pikk terasneet tähisega ST40-8, ilma hoiatuseta.

Pime needid ja täisneedid

Pimeneeti, mida sageli nimetatakse ka popneediks, saab paigaldada ainult materjali ühelt küljelt. Sellel on torujas korpus ja keskne tõmbetihvt ehk torn, mis pärast tõmbamist murdub, moodustades vastasküljele paigaldajale nähtamatu pea. Täisneet eeldab juurdepääsu mõlemale küljele: üks ots on juba pea kujuga ning teine ots vasardatakse või pressitakse paigaldamise ajal lapikuks. Täisneedid taluvad üldiselt oma mõõdu kohta suuremat koormust, kuid nende paigaldamine võtab kauem aega.

Levinud kasutusalad

Neetimine ühendab lehtmetalli ilma keevitamisel tekkiva kuumuse ja deformatsioonita. Lennukite väliskatteid ja kandekarkasse ühendatakse neetidega ulatuslikult, sest need taluvad hästi korduvat vibratsiooni. Autokered, metallkatused ja -vooderdised, redelid ning muu metallist isetegemise töö kasutavad samu kinnitusvahendeid väiksemas mõõtkavas. Paadikeredes ja tekikinnitustes kasutatakse sageli alumiinium- või roostevabast terasest neete, sest need peavad märgades tingimustes korrosioonile tavalisest terasest paremini vastu.

Levinud alternatiivid on poldid, keevitamine, liimid ja isekeermestavad kruvid. Polditud liite saab hiljem lahti võtta; keevitamine annab pideva ja väga tugeva liite, kuid vajab eriseadmeid; liimid jaotavad koormust ühtlaselt, kuid võivad kuumuses nõrgeneda; isekeermestavad kruvid jätavad mõne materjali puhul eraldi ava puurimise etapi ära.

Korduma kippuvad küsimused

Mida needi tähis tähendab? See ühendab materjalitähise (AL, ST, SS, PL või MM), läbimõõdu millimeetri kümnendikena ja pikkuse millimeetrites. AL32-8 on alumiiniumneet, mille läbimõõt on 3,2 mm ja pikkus 8 mm.

Miks andis kalkulaator nihketugevuse hoiatuse, kuigi esitas tulemuse? Ava piiras needi läbimõõdu väiksemaks kui kolm korda materjali paksus. Kalkulaator tagastab siiski suurima avasse sobiva needi, sest ainult see mahub füüsiliselt avasse, kuid hoiatus tähendab, et liide ei pruugi taluda nii suurt koormust kui vaja.

Kas terasel võib kasutada alumiiniumneete või alumiiniumil terasneete? Mehaaniliselt see toimib, kuid kokkupuutekohas võivad metallid korrodeeruda, eriti välistingimustes või soolase vee läheduses. Erinevate metallide ühendamiseks on roostevabast terasest needid turvalisem valik.

Miks kuvab kalkulaator mõõdu asemel veateate? Veateate põhjustavad kaks olukorda: ava on väiksem kui 2,4 mm, sest ükski standardneet pole nii peenike, või haardevahemik on nii suur, et haardevahemik koos varuvarre pikkusega ületab 25 mm, mis on pikim standardmõõt. Laiem neet vajab pikemat varu, mistõttu saab pikkus enne otsa: 6,4 mm läbimõõduga neet vajab 9,6 mm varu, mistõttu ei sobi see enam, kui haardevahemik ületab 15,4 mm.

Mis on haardevahemik? Haardevahemik on kõigi kihtide kogupaksus, millest neet läbi läheb. See määrab, kui suur osa needi pikkusest jääb enne pea moodustamiseks vajalikku varuvarre pikkust materjali sisse.

Kui palju peab neet olema haardevahemikust pikem? Umbes 1,5 korda oma läbimõõdust, ümardatuna üles lähima standardpikkuseni. 4,0 mm läbimõõduga neet vajab pea korrektseks moodustamiseks ligikaudu 6 mm lisapikkust väljaspool haardevahemikku.

Viited

1. Higgins, Raymond A. (2001). Materials for Engineers and Technicians. Newnes. ISBN 978-0750652506.
2. Messler, Robert W. (2004). Joining of Materials and Structures: From Pragmatic Process to Enabling Technology. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0750677578.
3. ASME B18.1.1: Väikesed täisneedid. Ameerika Mehaanikainseneride Ühing.
4. ISO 14 588: Pimedad needid — Terminoloogia ja määratlused. Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon.