Calculator Dimensiuni Nit: Găsește Dimensiunile Perfecte ale Nitului

Calculator pentru dimensiunea niturilor

Un calculator pentru dimensiunea niturilor este un instrument care recomandă diametrul, lungimea și tipul de material al unui nit, pornind de la dimensiunea găurii, grosimea materialului și intervalul de strângere al îmbinării. Un nit este un știft metalic scurt care unește două sau mai multe straturi de material prin formarea unui cap la fiecare capăt, unul realizat din fabrică și celălalt format în timpul montării. Alegerea unei dimensiuni greșite poate slăbi îmbinarea sau poate face ca nitul să nu se potrivească deloc.

Cum se calculează diametrul nitului

Nitul trebuie să treacă prin gaura pre-forată, așa că diametrul său nu poate fi niciodată mai mare decât gaura. În practică, o gaură se dă cu aproximativ 0,1 mm până la 0,3 mm mai mare decât corpul nitului, pentru a-i permite să alunece ușor înăuntru.

Calculatorul lucrează pe baza unui set de diametre metrice standard pentru nituri: 2,4, 3,2, 4,0, 4,8 și 6,4 milimetri. El alege cel mai mare dintre acestea care încă se potrivește în gaură.

Formula:

$\text{Diametrul nitului} = \text{cea mai mare dimensiune standard} \leq \text{Diametrul găurii}$

De exemplu, o gaură de 4,2 mm se potrivește cu un nit de 4,0 mm (dimensiunea următoare, 4,8 mm, este prea mare). O gaură mai mică de 2,4 mm nu poate primi niciun nit standard, așa că, în loc să ghicească, calculatorul afișează o eroare.

Verificarea rezistenței la forfecare

Un nit subțire într-un material gros se poate rupe prin forfecare sub sarcină. Ca regulă empirică, diametrul nitului trebuie să fie de cel puțin trei ori grosimea celui mai gros strat care se îmbină:

$\text{Diametrul minim pentru rezistență la forfecare} = 3 \times \text{Grosimea materialului}$

Dacă gaura este prea mică pentru a permite un nit care respectă această regulă, calculatorul tot returnează cel mai mare nit care se potrivește în gaură, dar adaugă un avertisment că îmbinarea ar putea fi mai slabă decât ar fi ideal. Corectarea acestei situații înseamnă a da o gaură mai mare și a folosi un nit mai mare, sau a distribui mai multe nituri de-a lungul îmbinării pentru a împărți sarcina.

Cum se calculează lungimea nitului

Lungimea nitului depinde de intervalul de strângere: grosimea totală a fiecărui strat care se îmbină. Nitul mai are nevoie și de o lungime suplimentară dincolo de intervalul de strângere, pentru ca partea sa terminală să poată forma un cap, numită alocația tijei. Această alocație este egală cu de 1,5 ori diametrul propriu al nitului.

Formula:

$\text{Lungimea minimă} = \text{Intervalul de strângere} + 1,5 \times \text{Diametrul nitului}$

Calculatorul rotunjește această valoare în sus, la următoarea lungime standard: 6, 8, 10, 12, 16, 20 sau 25 de milimetri. Dacă lungimea necesară depășește 25 mm, niciun nit standard nu se potrivește, iar calculatorul returnează o eroare, nu o presupunere.

Tipul nitului și codul nitului

Materialul recomandat pentru nit urmează materialul care se îmbină: tabla de aluminiu primește un nit de aluminiu, oțelul primește un nit de oțel, oțelul inoxidabil primește un nit din oțel inoxidabil, plasticul primește un nit din plastic, iar materialele mixte primesc un nit multi-material. Aceasta evită coroziunea galvanică, care apare atunci când două metale diferite se ating în prezența umidității, iar metalul mai puțin nobil corodează mai repede.

Calculatorul construiește și un cod scurt al nitului, util pentru comandă sau documentație:

$\text{Codul nitului} = \text{Codul materialului} + \text{Diametrul}\times10 + \text{"-"} + \text{Lungimea}$

Codurile de material sunt AL (aluminiu), ST (oțel), SS (oțel inoxidabil), PL (plastic) și MM (multi-material). Un nit de oțel de 4,0 mm, cu lungimea de 8 mm, primește codul ST40-8.

Exemplu

Se ia o tablă de aluminiu de 1,5 mm cu o gaură de 3,2 mm și un interval de strângere de 3,0 mm.

1. Diametru: cea mai mare dimensiune standard mai mică sau egală cu 3,2 mm este chiar 3,2 mm.
2. Lungime: lungimea minimă = 3,0 + 1,5 × 3,2 = 7,8 mm, rotunjită în sus la standardul de 8 mm.
3. Verificarea forfecării: regula empirică cere un diametru de cel puțin 3 × 1,5 = 4,5 mm, dar în gaură se potrivește doar 3,2 mm, așa că, calculatorul semnalează un avertisment privind rezistența la forfecare.
4. Rezultat: un nit de aluminiu de 3,2 mm, cu lungimea de 8 mm, cod AL32-8, cu un avertisment de a lua în considerare o gaură și un nit mai mari.

Un al doilea caz evită avertismentul. O tablă de oțel de 1,0 mm cu o gaură de 4,2 mm și un interval de strângere de 2,0 mm dă un diametru de 4,0 mm (cea mai mare dimensiune standard mai mică sau egală cu 4,2 mm), o lungime de 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0 mm (deja o dimensiune standard) și un diametru care depășește minimul de forfecare de 3 × 1,0 = 3,0 mm. Rezultatul este un nit de oțel de 4,0 mm, cu lungimea de 8 mm, cod ST40-8, fără avertisment.

Nituri oarbe și nituri pline

Un nit orb, numit adesea nit pop, poate fi montat doar dintr-o singură parte a materialului. Are un corp tubular și un știft central, numit dorn, care se rupe odată tras, formând un cap pe partea îndepărtată pe care instalatorul nu o poate vedea. Un nit plin necesită acces la ambele părți: un capăt are deja forma unui cap, iar celălalt este ciocănit sau presat pentru a se turti în timpul montării. Niturile pline suportă în general o sarcină mai mare raportat la dimensiunea lor, dar durează mai mult timp la montare.

Utilizări comune

Nituirea unește table metalice fără căldura și deformarea pe care le poate provoca sudarea. Învelișurile aeronavelor și cadrele structurale folosesc nituri pe scară largă, deoarece rezistă bine la vibrații repetate. Caroseriile auto, acoperișurile și placările metalice, scările și alte lucrări metalice de tip do-it-yourself folosesc aceleași elemente de fixare, la o scară mai mică. Carenele bărcilor și accesoriile de punte folosesc adesea nituri din aluminiu sau oțel inoxidabil, pentru că rezistă mai bine la coroziune în condiții umede decât oțelul obișnuit.

Șuruburile cu piuliță, sudarea, adezivii și șuruburile autofiletante sunt alternative comune. Șuruburile cu piuliță permit dezasamblarea ulterioară a îmbinării; sudarea oferă o îmbinare continuă și foarte rezistentă, dar necesită echipament specializat; adezivii distribuie sarcina uniform, dar se pot slăbi la căldură; șuruburile autofiletante elimină pasul separat de găurire în anumite materiale.

Întrebări frecvente

Ce înseamnă codul nitului? Acesta combină materialul (AL, ST, SS, PL sau MM), diametrul în zecimi de milimetru și lungimea în milimetri. AL32-8 este un nit de aluminiu, cu diametrul de 3,2 mm și lungimea de 8 mm.

De ce m-a avertizat calculatorul cu privire la rezistența la forfecare, deși mi-a oferit un rezultat? Gaura a limitat nitul la un diametru mai mic decât de trei ori grosimea materialului. Calculatorul tot returnează cel mai mare nit care se potrivește în gaură, deoarece acesta este singurul nit care intră fizic, dar avertismentul înseamnă că îmbinarea ar putea să nu susțină atâta sarcină cât ar trebui.

Pot folosi nituri de aluminiu pe oțel, sau nituri de oțel pe aluminiu? Funcționează din punct de vedere mecanic, dar cele două metale pot coroda în punctul de contact, mai ales în exterior sau lângă apa sărată. Niturile din oțel inoxidabil sunt o alegere mai sigură pentru îmbinarea metalelor diferite.

De ce afișează calculatorul o eroare, în loc de o dimensiune? Două situații produc o eroare: o gaură mai mică de 2,4 mm, deoarece niciun nit standard nu este atât de subțire, și un interval de strângere atât de mare încât strângerea plus alocația tijei depășesc 25 mm, cea mai lungă dimensiune standard. Un nit mai lat are nevoie de o alocație mai lungă, așa că rămâne fără lungime disponibilă mai repede: un nit de 6,4 mm are nevoie de o alocație de 9,6 mm, așa că nu mai încape odată ce strângerea depășește 15,4 mm.

Ce este intervalul de strângere? Intervalul de strângere este grosimea combinată a fiecărui strat prin care trece nitul. Acesta stabilește ce parte din lungimea nitului se află în interiorul materialului, înainte de alocația tijei necesară pentru formarea capului.

Cu cât mai lung decât intervalul de strângere trebuie să fie un nit? Cu aproximativ de 1,5 ori propriul diametru, rotunjit în sus la cea mai apropiată lungime standard. Un nit de 4,0 mm are nevoie de aproximativ 6 mm de lungime suplimentară dincolo de intervalul de strângere pentru a-și forma corect capul.

Referințe

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: Small Solid Rivets. American Society of Mechanical Engineers.
4. ISO 14588: Blind rivets — Terminology and definitions. International Organization for Standardization.