Kalkulačka otvorov pre voľný pohyb - Nájdite ideálnu veľkosť otvoru pre skrutky a svorníky

Kalkulačka priechodných otvorov

Priechodný otvor je otvor vyvŕtaný o niečo väčší než skrutka alebo svorník, aby spojovací prvok mohol voľne prejsť bez dotyku závitu so stranami otvoru. Kalkulačka priechodných otvorov vyhľadá správny priemer otvoru pre danú veľkosť skrutky alebo svorníka pomocou štandardných technických tabuliek namiesto odhadovania.

Čo je priechodný otvor?

Otvory pre spojovacie prvky sa delia na tri základné typy.

• Závitový otvor má vnútri vyrezaný závit. Skrutka sa zachytáva v tomto závite, ktorý v skutočnosti drží obe časti pohromade.
• Priechodný otvor nemá závit. Je vyhotovený širší než spojovací prvok, takže skrutka alebo svorník ním voľne prejde a následne sa zaskrutkuje do závitového otvoru alebo matice na druhej strane.
• Otvor s presahovým uložením je menší než spojovací prvok. Súčiastka sa naň musí nalisovať alebo natlačiť silou.

Príliš malý priechodný otvor môže spôsobiť, že závit doň vyreže vlastný závit, alebo môže úplne zabrániť prechodu spojovacieho prvku. Príliš veľký otvor umožní posunutie spojovacieho prvku mimo správnej polohy a zmenší rovnú plochu pod hlavou svorníka alebo podložkou, ktorá prenáša upínaciu silu.

Priechodné otvory tiež poskytujú priestor na malé nepresnosti v lícovaní medzi súčiastkami, umožňujú mierny pohyb zostáv pri teplotnej rozťažnosti alebo zmršťovaní materiálov a znižujú riziko rozštiepenia dreva alebo popraskania plastu v blízkosti otvoru.

Vzorec pre priechodný otvor

Veľkosti priechodných otvorov nie sú výsledkom jedného jednoduchého vzorca. Normalizačné orgány uverejňujú tabuľku prídavkov a prídavok sa zväčšuje s rastúcou veľkosťou skrutky. Táto kalkulačka používa hodnoty normálneho uloženia podľa normy ISO 273 (metrické spojovacie prvky) a ASME B18.2.8 (palcové spojovacie prvky), teda tabuľky najčastejšie používané vo všeobecnej výrobe, stolárstve a zámočníctve.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{vôľa (podľa normalizačnej tabuľky)}$

Pri metrických skrutkách sa vôľa pohybuje od 0,4 mm pri skrutke M2 až po 2,0 mm pri skrutke M20 alebo M24 — nejde o jednu pevnú hodnotu ani percento. Skrutky s palcovými rozmermi sa riadia vlastnou tabuľkou v norme ASME B18.2.8, pričom vôľa sa aj tam zväčšuje po stupňoch s rastúcou veľkosťou skrutky.

Príklad výpočtu

Skrutka M6 má menovitý priemer 6,0 mm. Jej priechodný otvor s normálnym uložením má priemer 6,6 mm, teda vôľu 0,6 mm. Štandardnou voľbou je vrták s priemerom 6,6 mm alebo 6,5 mm; obyčajný vrták s priemerom 6 mm by bol príliš tesný.

Veľkosti metrických priechodných otvorov

Veľkosti priechodných otvorov pre americké skrutky s číselným označením

Norma ASME B18.2.8 uvádza priechodné otvory s normálnym uložením pre strojné skrutky s číselným označením od #0 po #10, pričom vynecháva #7 a #9 (veľkosti, ktoré sa pri strojných skrutkách používajú zriedkavo). Pre #12 nedefinuje riadok s normálnym uložením, takže táto veľkosť nie je v ponuke.

Príklad výpočtu

Skrutka #8 má priemer 0,164 palca. Jej priechodný otvor s normálnym uložením má priemer 0,196 palca, čomu zodpovedá štandardný vrták s číslom 9. Niektoré tabuľky vrtákov uvádzajú pre skrutku #8 menšiu hodnotu 0,177 palca (4,5 mm). Toto číslo pochádza z iného, tesnejšieho systému „voľného uloženia“ založeného na vrtákoch s číselným označením, nie z tabuľky normálneho uloženia podľa ASME B18.2.8, ktorú používa táto kalkulačka. Zmiešanie týchto dvoch systémov môže viesť k otvoru, v ktorom sa skrutka zasekáva.

Veľkosti priechodných otvorov pre americké skrutky s palcovým zlomkovým označením

Norma ASME B18.2.8 nedefinuje riadok s normálnym uložením pre 9/16", takže táto veľkosť nie je v ponuke.

Príklad výpočtu

Svorník s priemerom 1/4 palcov má priemer 0,250 palca. Jeho priechodný otvor s normálnym uložením má priemer 0,281 palca, čomu zodpovedá štandardný vrták s priemerom 9/32 palcov. Ide o vôľu približne 1/32 palca (0,79 mm), nie 1/16 palca (1,6 mm), ako naznačujú niektoré orientačné pravidlá.

Kalkulačka prevádza každý výsledok v palcoch na milimetre, aby sa zobrazil, pretože 1 palec sa presne rovná 25,4 mm.

Tesné, normálne a voľné uloženie

Normy definujú viac než jednu triedu priechodných otvorov. Tesné uloženie používa najmenšiu vôľu a udržiava súčiastky čo najpresnejšie zarovnané, za cenu pomalšej montáže. Voľné uloženie používa väčšiu vôľu a poskytuje viac priestoru na opravu nepresností v lícovaní alebo na vyrovnanie tepelnej rozťažnosti, za cenu menej tesného spoja. Táto kalkulačka vytvára iba normálne uloženie, strednú možnosť používanú pri väčšine všeobecných montážnych prác v stolárstve, kovovýrobe a strojárstve.

Ako používať kalkulačku priechodných otvorov

1. Vyberte typ spojovacieho prvku z rozbaľovacej ponuky: metrický (M2–M24), americký s číselným označením (#0–#10) alebo americký so zlomkovým označením (1/4"–1").
2. Prečítajte si priemer skrutky a odporúčanú veľkosť priechodného otvoru, ktoré sú uvedené v milimetroch.
3. Skontrolujte diagram, ktorý zobrazuje skrutku a priechodný otvor v mierke, aby bola medzera medzi nimi dobre viditeľná.
4. Skopírujte výsledok a vložte ho do výkresu, zoznamu na rezanie alebo poznámok.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi priechodným a závitovým otvorom?

Priechodný otvor nemá závit a umožňuje spojovaciemu prvku voľne prejsť. Závitový otvor má vnútri vyrezaný závit, ktorý zachytáva spojovací prvok a drží spoj pohromade. V typickom skrutkovom spoji je priechodný otvor v pripájanej súčiastke a závitový otvor alebo matica v súčiastke, ku ktorej sa pripája.

O koľko má byť priechodný otvor väčší než skrutka?

Závisí to od veľkosti skrutky. Pri metrických skrutkách sa vôľa podľa tabuľky normálneho uloženia pohybuje od 0,4 mm pri najmenších veľkostiach až po 2,0 mm pri najväčších. Pri skrutkách s palcovými rozmermi norma ASME B18.2.8 určuje vlastnú vôľu pre každú veľkosť, ktorá sa tiež zväčšuje po stupňoch, nie o pevný zlomok. Neexistuje jedno percento platné pre každý spojovací prvok.

Aký vrták použiť na priechodný otvor?

Ak je k dispozícii vrták presnej zodpovedajúcej veľkosti, použite ho. Ak nie, vyberte najbližšiu väčšiu veľkosť, nie menšiu — o niečo väčší otvor zvyčajne nespôsobí problémy, zatiaľ čo príliš malý otvor môže zabrániť prechodu spojovacieho prvku alebo spôsobiť vyrezanie nového závitu.

Prečo niektoré tabuľky uvádzajú pre tú istú skrutku inú veľkosť priechodného otvoru?

Niektoré uverejnené tabuľky používajú systém „tesného uloženia“ alebo „voľného uloženia“ kombinovaný s vrtákmi s číselným alebo písmenovým označením, ktorý je tesnejší než tabuľka normálneho uloženia použitá tu. Zmiešanie hodnôt z týchto dvoch systémov môže viesť k otvoru, ktorý je pre spojovací prvok príliš tesný, preto je najlepšie používať počas celého projektu údaje z jedného systému.

Oslabí väčší priechodný otvor spoj?

Nie v rozsahu normálneho uloženia. Pevnosť spoja závisí najmä od toho, ako silno je spojovací prvok utiahnutý, a od veľkosti rovnej plochy, na ktorú tlačí hlava svorníka alebo podložka. Otvor výrazne väčší než vôľa pri normálnom uložení môže túto rovnú plochu zmenšiť a umožniť posunutie spoja pod zaťažením, priechodný otvor s normálnym uložením však spoj neoslabuje.

Zdroje

• ISO 273:1979, Spojovacie prvky — Priechodné otvory pre svorníky a skrutky, Medzinárodná organizácia pre normalizáciu.
• ASME B18.2.8, Priechodné otvory pre svorníky, skrutky a závitové tyče, Americká spoločnosť strojných inžinierov.