Keermete kalkulaator: Arvuta keermete sügavus ja läbimõõt

Kruvi- ja poldikeerme mõõtmete kalkulaator

Keermekalkulaator leiab kruvi- või poldikeerme sügavuse, siseläbimõõdu ja sammuläbimõõdu. See töötab välisläbimõõdu ja keermesammu või keermete arvu tolli kohta (TPI) põhjal. Masinameistrid, insenerid ja hobitegijad kasutavad seda kontrollimiseks, kas kruvi sobib vastava mutri või keermestatud avaga.

Keerme põhimõisted

• Välisläbimõõt: keerme kõige laiem koht, mõõdetuna harjast harjani.
• Siseläbimõõt: keerme kõige kitsam koht, mõõdetuna põhjast põhjani.
• Sammuläbimõõt: kujuteldav läbimõõt, mis paikneb ligikaudu välis- ja väikseima läbimõõdu vahel keskel ning mille kohal on keerme hari ja selle kõrval olev vahe võrdse laiusega.
• Keerme samm: kahe kõrvutise keermeharja vaheline kaugus. Meeterkeerme puhul antakse see millimeetrites ja tollkeerme puhul tollides.
• Keermete arv tolli kohta (TPI): tollkeerme keermete harjade arv ühes tollis. Samm ja TPI mõõdavad sama suurust eri ühikutes: samm (mm) = 25,4 / TPI.
• Keerme sügavus: radiaalkaugus välis- ja väikseima läbimõõdu vahel ehk sügavus, milleni keerme soon lõigatakse.

Meeter- ja tollkeerme süsteemid

Meeterkeermed järgivad ISO standardit. Mõõt M10×1,5 tähendab, et välisläbimõõt on 10 mm ja samm 1,5 mm. Keerme nurk on 60°.

Tollkeermed järgivad Unified Thread Standardit (UTS), mis on Ameerika Ühendriikides kõige levinum süsteem. Mõõt 3/8"-16 tähendab, et välisläbimõõt on 3/8 tolli ja keermete arv tolli kohta on 16. Tänapäevased tollkeermed kasutavad samuti 60° nurka. Vanemas Briti Whitworthi standardis kasutati 55°.

Kuidas arvutada keerme sügavust

Keerme sügavus näitab, kui sügavale keerme soon lõigatakse. See on raadius, mitte läbimõõt, seega paikneb väikseima läbimõõduga pind välisläbimõõdust sügavuse võrra kaks korda suuremal kaugusel.

Välise ehk poldikeerme sügavus sõltub ainult sammust:

h = 0,61343 × P

Konstandi väärtus on 17√3/48, mis tuleneb ISO 68-1 60° põhiprofiilist. Tollkeerme puhul on samm tollides väljendatud tolli kohta olevate keermete arvu pöördväärtus:

P = 1 / TPI, seega h = 0,61343 / TPI

h ja P on alati samades ühikutes nagu välisläbimõõt: meeterkeermete puhul millimeetrites ja tollkeermete puhul tollides. Tollides saadud tulemuse millimeetriteks teisendamiseks korrutage see 25,4-ga.

Väikseima läbimõõdu valem

Väikseim läbimõõt võrdub välisläbimõõduga, millest on lahutatud keerme sügavuse kahekordne väärtus:

d₃ = d − 2h = d − 1,226869 × P

d on välisläbimõõt ja d₃ välise keerme väikseim läbimõõt; mõlemad on samades ühikutes nagu P. Sobiva mutri või keermestatud ava väikseim läbimõõt on suurem, D₁ = d − 1,082532 × P, sest selle põhja ei lõigata nii sügavale.

Keskläbimõõdu valem

d₂ = d − 0,649519 × P

d₂ ehk keskläbimõõt paikneb ligikaudu välis- ja väikseima läbimõõdu vahel keskel. See on mõõde, mida keermekaliibrid kõige täpsemalt kontrollivad, sest see määrab, kui tihedalt kaks keermestatud detaili omavahel haakuvad.

Näide: meeterkeere (M10×1,5)

M10×1,5 poldi välisläbimõõt on 10 mm ja samm 1,5 mm.

• Keerme sügavus: 0,61343 × 1,5 = 0,920 mm
• Väikseim läbimõõt: 10 − 1,226869 × 1,5 = 8,160 mm
• Keskläbimõõt: 10 − 0,649519 × 1,5 = 9,026 mm

Näide: tollkeere (3/8"-16)

3/8"-16 poldi välisläbimõõt on 0,375 tolli ja keermete arv tolli kohta 16, seega on samm 1 / 16 = 0,0625 tolli (1,59 mm)

• Keerme sügavus: 0,61343 × 0,0625 = 0,0383 tolli (0,974 mm)
• Väikseim läbimõõt: 0,375 − 1,226869 × 0,0625 = 0,2983 tolli (7,577 mm)
• Keskläbimõõt: 0,375 − 0,649519 × 0,0625 = 0,3344 tolli (8,494 mm)

Selle lehe kalkulaator näitab tollkeerme tulemusi tollides ning lisab kõrvale millimeetrites väljendatud vaste, järgides tollkeerme kaliibrite tavapärast lugemisviisi.

Kus kasutatakse keermearvutusi

Insenerid kasutavad keerme mõõtmeid, et valida kindla ava või mutriga sobivad kinnitusvahendid. Masinameistrid kasutavad neid treipinkide ja freespinkide seadistamiseks keermete lõikamisel. Kvaliteedikontrolörid kontrollivad nende abil, kas valmisdetailid vastavad joonisel esitatud spetsifikatsioonile. Mehaanikud kasutavad neid sobiva asenduspolti leidmiseks, kui originaal on kadunud või keerme on rikutud. Torulukksepad kasutavad neid toruliitmike sobitamiseks.

Muud keermevormid jäävad nende valemitega käsitletavast standardsest V-kujulisest keermest välja. Juhtkruvides ja tungraudades kasutatavatel trapets- ja kandkeermetel on teistsugused nurgad ning sügavuse arvutused. Torukeermed ahenevad piki pikkust, selle asemel et hoida konstantset läbimõõtu. Kõigi nende jaoks on vaja eraldi valemikomplekti.

Lühike ajalugu

Enne 19. sajandit lõigati kruvisid käsitsi ja need sobisid omavahel harva. Henry Maudslay ehitas 1797. aastal praktilise keermelõiketreipingi, mis tegi esimest korda võimalikuks ühesuguste keermete valmistamise. 1841. aastal esitas Joseph Whitworth Suurbritannias esimese laialdaselt kasutatud keermestandardi, mille nurk oli 55°. Ameerika Ühendriikides pakkus William Sellers 1864. aastal välja 60° nurgaga süsteemi, millest sai Ameerika standard.

1948. aastal leppisid Ameerika Ühendriigid, Suurbritannia ja Kanada kokku Unified Thread Standardis, mida kasutatakse tänapäevani. Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon avaldas oma meeterkeerme profiili standardina ISO/R 68 1958. aastal (173 cm). Meeterkeermed on nüüd kogu maailmas kõige levinum süsteem, kuigi Ameerika Ühendriikides on paljude kinnitusvahendite puhul standardiks endiselt tollkeermed.

Korduma kippuvad küsimused

Mis vahe on sammul ja TPI-l?

Samm on kahe keermeharja vaheline kaugus, mida antakse millimeetrites. TPI näitab, mitu harja mahub ühte tolli. Mõlemad kirjeldavad sama mõõtu eri ühikutes: samm (mm) = 25,4 / TPI.

Kuidas teha kindlaks, kas keere on meetermõõdustikus või tollimõõdustikus?

Meeterkeermed tähistatakse M-tähe ja kahe millimeetrites esitatud arvuga, näiteks M10×1,5. Tollkeermed tähistatakse tollides esitatud läbimõõduga, sageli murruna, millele järgneb TPI-arv, näiteks 3/8"-16.

Mis on keerme haardumine?

Keerme haardepikkus on kahe omavahel sobitatud keermestatud detaili kokkupuutepikkus, mõõdetuna kruvi telje suunas. Terasest kinnitusvahendite puhul on levinud reegel, et haardepikkus peab olema vähemalt ühe välisläbimõõdu suurune. Pehmemad materjalid, näiteks alumiinium, vajavad kindlaks kinnituseks sageli 1,5-kordset välisläbimõõtu.

Mis vahe on jämedal ja peenkeermega?

Jämedal keermel on suurem samm ja vähem keermed tolli kohta. See vähendab ristikeerme tekkimise ohtu ning sobib hästi pehmetesse materjalidesse. Peenkeermel on väiksem samm ja rohkem keermed tolli kohta. See püsib vibratsiooni korral tugevamalt kinni ning võimaldab täpsemat reguleerimist.

Kuidas mõõta tundmatu keerme sammu või TPI-d?

Keermesammumõõdik, standardsete sammude järgi lõigatud hambaprofiilidega õhuke kamm, surutakse vastu keeret, kuni üks hammas sobib täpselt. Samuti võib nihikuga mõõta mitme keerme ulatust ja jagada selle loendatud keermete arvuga.

Mida keerme nurk tähendab?

Keerme nurk on ühe keermeharja kahe kaldkülje vaheline nurk. Peaaegu kõik meeter- ja tänapäevased tollkeermed kasutavad 60° nurka. Vanemad Briti Whitworthi keermed kasutasid 55°.

Viited

1. ISO 68-1:1998, Üldotstarbelised kruvikeermed — Põhiprofiil — Meetrilised kruvikeermed.
2. ASME B1.1-2003, Ühtsed tollmõõdustikus kruvikeermed (UN- ja UNR-keermekuju).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L. ja Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, 31. väljaanne. Industrial Press, 2020.