Kalkulator Otworów Przelotowych - Znajdź Idealny Rozmiar Otworu dla Śrub i Wkrętów

Kalkulator otworów przelotowych

Otwór przelotowy to otwór wywiercony nieco większy od śruby lub wkręta, aby element złączny mógł swobodnie przejść, bez stykania się gwintu ze ściankami. Kalkulator otworów przelotowych podaje właściwą średnicę otworu dla danego rozmiaru śruby lub wkręta, korzystając ze standardowych tabel inżynierskich zamiast zgadywania.

Czym jest otwór przelotowy?

Otwory pod elementy złączne występują w trzech podstawowych rodzajach.

• Otwór gwintowany ma wykonany wewnątrz gwint. Śruba zazębia się z tym gwintem, który faktycznie łączy oba elementy.
• Otwór przelotowy nie ma gwintu. Jest szerszy od elementu złącznego, dzięki czemu śruba lub wkręt przechodzi przez niego bez oporu, a następnie wkręca się w otwór gwintowany albo nakrętkę po drugiej stronie.
• Otwór pod pasowanie wciskowe jest mniejszy od elementu złącznego. Część trzeba na niego wcisnąć lub ją wtłoczyć.

Zbyt mały otwór przelotowy może spowodować nacięcie w nim gwintu albo całkowicie uniemożliwić przejście elementu złącznego. Zbyt duży otwór pozwala elementowi złącznemu przesuwać się poza właściwe położenie i zmniejsza płaską powierzchnię pod łbem śruby lub podkładką, która przenosi siłę docisku.

Otwory przelotowe zapewniają również miejsce na niewielkie niedopasowanie części, pozwalają zespołom nieznacznie przemieszczać się podczas rozszerzania lub kurczenia materiałów pod wpływem temperatury oraz zmniejszają ryzyko rozszczepienia drewna lub pęknięcia tworzywa sztucznego w pobliżu otworu.

Wzór na otwór przelotowy

Rozmiary otworów przelotowych nie wynikają z jednego prostego wzoru. Organizacje normalizacyjne publikują tabelę luzów, a luz zwiększa się wraz z rozmiarem śruby. Ten kalkulator wykorzystuje wartości dla pasowania normalnego z normy ISO 273 (metryczne elementy złączne) oraz ASME B18.2.8 (elementy złączne calowe), czyli z tabel najczęściej stosowanych w ogólnej produkcji, obróbce drewna i pracach wytwórczych.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{luz (z tabeli normowej)}$

W przypadku śrub metrycznych luz wynosi od 0,4 mm dla śruby M2 do 2,0 mm dla śruby M20 lub M24 — nie jest to jedna stała wartość ani procent. Śruby o rozmiarach calowych korzystają z własnej tabeli w normie ASME B18.2.8, w której luzy również zwiększają się skokowo wraz ze wzrostem rozmiaru śruby.

Przykład obliczeń

Śruba M6 ma średnicę nominalną 6,0 mm. Jej otwór przelotowy dla pasowania normalnego ma średnicę 6,6 mm, czyli luz wynosi 0,6 mm. Standardowym wyborem jest wiertło 6,6 mm lub 6,5 mm; zwykłe wiertło 6 mm byłoby zbyt ciasne.

Metryczne rozmiary otworów przelotowych

Amerykańskie numerowane rozmiary otworów przelotowych dla śrub

Norma ASME B18.2.8 podaje otwory przelotowe dla pasowania normalnego dla numerowanych śrub maszynowych od #0 do #10, z pominięciem #7 i #9 (rozmiarów rzadko stosowanych w przypadku śrub maszynowych). Nie określa ona wiersza dla pasowania normalnego dla #12, dlatego ten rozmiar nie jest oferowany.

Przykład obliczeń

Śruba #8 ma średnicę 0,164 cala (4,17 mm). Jej otwór przelotowy dla pasowania normalnego ma średnicę 0,196 cala (4,98 mm), której odpowiada standardowe wiertło o numerze 9. Niektóre tabele wierteł podają dla śruby #8 mniejszą wartość, 0,177 cala (4,5 mm). Liczba ta pochodzi z innego, ciaśniejszego systemu „pasowania swobodnego”, opartego na numerowanych wiertłach, a nie z tabeli pasowania normalnego normy ASME B18.2.8 używanej przez ten kalkulator. Połączenie obu systemów może doprowadzić do powstania otworu, w którym śruba będzie się zakleszczać.

Ułamkowe amerykańskie rozmiary otworów przelotowych dla śrub

Norma ASME B18.2.8 nie określa wiersza dla pasowania normalnego dla 9/16 cala, dlatego ten rozmiar nie jest oferowany.

Przykład obliczeń

Śruba o rozmiarze 1/4 cali ma średnicę 0,250 cala (6,35 mm). Jej otwór przelotowy dla pasowania normalnego ma średnicę 0,281 cala (7,14 mm), której odpowiada standardowe wiertło 9/32 cali. Oznacza to luz wynoszący około 1/32 cala (0,79 mm), a nie 1/16 cala (1,6 mm), jak sugerują niektóre reguły praktyczne.

Kalkulator przelicza każdy wynik calowy na milimetry wyświetlane na ekranie, ponieważ 1 cal jest dokładnie równy 25,4 mm.

Pasowanie ciasne, normalne i luźne

Normy określają więcej niż jedną klasę otworów przelotowych. Pasowanie ciasne wykorzystuje najmniejszy luz i zapewnia możliwie najdokładniejsze ustawienie części kosztem wolniejszego montażu. Pasowanie luźne wykorzystuje większy luz i zapewnia więcej miejsca na skorygowanie niedopasowania lub uwzględnienie rozszerzalności cieplnej, ale połączenie jest mniej ścisłe. Ten kalkulator podaje wyłącznie pasowanie normalne, czyli rozwiązanie pośrednie stosowane przy większości ogólnych prac montażowych w obróbce drewna, obróbce metali i budowie maszyn.

Jak korzystać z kalkulatora otworów przelotowych

1. Wybierz rodzaj elementu złącznego z listy rozwijanej: metryczny (M2–M24), amerykański numerowany (#0–#10) lub amerykański ułamkowy (1/4 cala–1 cala).
2. Odczytaj średnicę śruby oraz zalecany rozmiar otworu przelotowego, podane w milimetrach.
3. Sprawdź schemat, który przedstawia śrubę i otwór przelotowy w skali, dzięki czemu odstęp między nimi jest łatwy do zauważenia.
4. Skopiuj wynik, aby wkleić go do rysunku, wykazu elementów do cięcia lub notatek.

Najczęściej zadawane pytania

Jaka jest różnica między otworem przelotowym a otworem gwintowanym?

Otwór przelotowy nie ma gwintu i pozwala elementowi złącznemu swobodnie przejść. Otwór gwintowany ma wykonany wewnątrz gwint, który zazębia się z elementem złącznym i łączy części. W typowym połączeniu śrubowym otwór przelotowy znajduje się w mocowanej części, a otwór gwintowany lub nakrętka — w części, do której jest ona mocowana.

O ile otwór przelotowy powinien być większy od śruby?

Zależy to od rozmiaru śruby. W przypadku śrub metrycznych luz wynosi od 0,4 mm dla najmniejszych rozmiarów do 2,0 mm dla największych, zgodnie z tabelą pasowania normalnego. W przypadku śrub calowych norma ASME B18.2.8 określa własny luz dla każdego rozmiaru, który również zwiększa się skokowo, a nie według stałego ułamka. Nie istnieje jeden procent mający zastosowanie do wszystkich elementów złącznych.

Jakiego wiertła użyć do wykonania otworu przelotowego?

Jeśli jest dostępne wiertło o dokładnie wymaganym rozmiarze, użyj go. W przeciwnym razie wybierz następny większy rozmiar, a nie mniejszy — nieco większy otwór rzadko powoduje problemy, natomiast zbyt mały może uniemożliwić przejście elementu złącznego albo zmusić go do nacięcia nowego gwintu.

Dlaczego niektóre tabele podają inny rozmiar otworu przelotowego dla tej samej śruby?

Niektóre opublikowane tabele wykorzystują system „pasowania ciasnego” lub „pasowania swobodnego” połączony z numerowanymi wiertłami albo wiertłami literowymi; jest on ciaśniejszy niż używana tutaj tabela pasowania normalnego. Łączenie wartości z obu systemów może doprowadzić do powstania otworu zbyt ciasnego dla elementu złącznego, dlatego najlepiej stosować wartości z jednego systemu w całym projekcie.

Czy większy otwór przelotowy osłabia połączenie?

Nie w zakresie pasowania normalnego. Wytrzymałość połączenia zależy głównie od momentu dokręcenia elementu złącznego oraz od wielkości płaskiej powierzchni, na którą naciska łeb śruby lub podkładka. Otwór znacznie większy niż luz przewidziany dla pasowania normalnego może zmniejszyć tę powierzchnię i pozwolić połączeniu przesuwać się pod obciążeniem, ale otwór dla pasowania normalnego nie osłabia połączenia.

Piśmiennictwo

• ISO 273:1979, Elementy złączne — Otwory przelotowe dla śrub i wkrętów, Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna.
• ASME B18.2.8, Otwory przelotowe dla śrub, wkrętów i trzpieni gwintowanych, Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników.