Hesaburi ya Mnyororo: Hesabu Kina cha Mnyororo na Diametri

Kikokotozi cha nyuzi za skrubu na bolti

Kikokotozi cha nyuzi hukokotoa kina, kipenyo kidogo na kipenyo cha pichi cha nyuzi za skrubu au bolti. Hufanya kazi kwa kutumia kipenyo kikubwa na pichi, au idadi ya nyuzi kwa inchi (TPI). Mafundi wa mashine, wahandisi na wapenda kazi za mikono hukitumia kuchunguza kama skrubu itatoshea nati inayolingana au tundu lililotiwa nyuzi.

Maneno muhimu ya nyuzi

• Kipenyo kikubwa: sehemu pana zaidi ya uzi, inayopimwa kutoka kilele hadi kilele.
• Kipenyo kidogo: sehemu nyembamba zaidi ya uzi, inayopimwa kutoka mzizi hadi mzizi.
• Kipenyo cha pichi: kipenyo cha kufikirika kilicho karibu na katikati kati ya vipenyo kikubwa na kidogo, ambapo upana wa ukingo wa uzi na pengo lililo kando yake ni sawa.
• Pichi: umbali kati ya vilele viwili vya uzi vilivyo jirani. Hutolewa kwa milimita kwenye nyuzi za metriki na kwa inchi kwenye nyuzi za mfumo wa kifalme.
• Nyuzi kwa inchi (TPI): idadi ya vilele vya uzi katika inchi moja ya uzi wa mfumo wa kifalme. Pichi na TPI hupima kitu kilekile kwa vitengo tofauti: pichi (mm) = 25.4 / TPI.
• Kina cha uzi: umbali wa radial kati ya vipenyo kikubwa na kidogo, yaani kina cha mfereji wa uzi uliokatwa.

Mifumo ya nyuzi za metriki na kifalme

Nyuzi za metriki hufuata kiwango cha ISO. Ukubwa kama M10×1.5 unamaanisha kipenyo kikubwa cha 10 mm na pichi ya 1.5 mm. Pembe ya uzi ni 60°.

Nyuzi za mfumo wa kifalme hufuata Unified Thread Standard (UTS), mfumo unaotumika zaidi nchini Marekani. Ukubwa kama 3/8"-16 unamaanisha kipenyo kikubwa cha 3/8 inchi (9.5 mm), chenye nyuzi 16 kwa inchi. Nyuzi za kisasa za mfumo wa kifalme pia hutumia pembe ya 60°. Kiwango cha zamani cha British Whitworth kilitumia 55°.

Jinsi ya kukokotoa kina cha uzi

Kina cha uzi hupima jinsi mfereji wa uzi ulivyokatwa kwa kina. Ni radiusi, si kipenyo; kwa hiyo kipenyo kidogo huwa chini ya kipenyo kikubwa kwa umbali wa mara mbili ya kina.

Kina cha uzi wa nje (wa bolti) hutegemea pichi pekee:

h = 0.61343 × P

Kizio hicho ni 17√3/48, kinachotokana na wasifu msingi wa 60° katika ISO 68-1. Kwenye uzi wa mfumo wa kifalme, pichi ni kinyume cha idadi ya nyuzi kwa inchi, ikipimwa kwa inchi:

P = 1 / TPI, kwa hiyo h = 0.61343 / TPI

h na P huwa katika kitengo kilekile na kipenyo kikubwa: milimita kwa nyuzi za metriki na inchi kwa nyuzi za mfumo wa kifalme. Zidisha jibu la inchi kwa 25.4 ili kulisoma kwa milimita.

Fomula ya kipenyo kidogo

Kipenyo kidogo ni sawa na kipenyo kikubwa ukitoa mara mbili ya kina cha uzi:

d₃ = d − 2h = d − 1.226869 × P

d ni kipenyo kikubwa na d₃ ni kipenyo kidogo cha uzi wa nje, vyote vikiwa katika kitengo kilekile na P. Nati au tundu lililotiwa uzi linalolingana nayo huwa na kipenyo kidogo kikubwa zaidi, D₁ = d − 1.082532 × P, kwa sababu mzizi wake haukatwi kwa kina sana.

Fomula ya kipenyo cha pichi

d₂ = d − 0.649519 × P

d₂, yaani kipenyo cha pichi, huwa karibu na katikati kati ya vipenyo kikubwa na kidogo. Hiki ndicho kipimo ambacho kalipa za kupimia nyuzi hukagua kwa umakini zaidi, kwa sababu huamua kiwango cha kukazana kwa sehemu mbili zenye nyuzi zinapoungana.

Mfano: uzi wa metriki (M10×1.5)

Bolti ya M10×1.5 ina kipenyo kikubwa cha 10 mm na pichi ya 1.5 mm.

• Kina cha uzi: 0.61343 × 1.5 = 0.920 mm
• Kipenyo kidogo: 10 − 1.226869 × 1.5 = 8.160 mm
• Kipenyo cha pichi: 10 − 0.649519 × 1.5 = 9.026 mm

Mfano: uzi wa mfumo wa kifalme (3/8"-16)

Bolti ya 3/8"-16 ina kipenyo kikubwa cha 0.375 inchi na nyuzi 16 kwa inchi, kwa hiyo pichi ni 1 / 16 = 0.0625 inchi (1.59 mm)

• Kina cha uzi: 0.61343 × 0.0625 = 0.0383 inchi (0.974 mm)
• Kipenyo kidogo: 0.375 − 1.226869 × 0.0625 = 0.2983 inchi (7.577 mm)
• Kipenyo cha pichi: 0.375 − 0.649519 × 0.0625 = 0.3344 inchi (8.494 mm)

Kikokotozi kwenye ukurasa huu huonyesha matokeo ya mfumo wa kifalme kwa inchi, pamoja na thamani inayolingana kwa milimita, kulingana na jinsi kalipa za kupimia nyuzi za mfumo wa kifalme husomwa kwa kawaida.

Matumizi ya hesabu za nyuzi

Wahandisi hutumia vipimo vya nyuzi kuchagua vifungio vinavyotoshea tundu au nati fulani. Mafundi wa mashine hutumia vipimo hivyo kusanidi lathe na mashine za kusagia kwa ajili ya kukata nyuzi. Wakaguzi wa ubora huzitumia kuhakikisha kuwa sehemu zilizokamilika zinalingana na vipimo vilivyochapishwa. Mafundi wa magari huzitumia kutafuta bolti mbadala inayolingana wakati ya awali imepotea au nyuzi zake zimeharibika. Mafundi bomba huzitumia kulinganisha viungio vya mabomba.

Aina nyingine za nyuzi hazijumuishwi katika uzi wa kawaida wenye umbo la V unaoshughulikiwa na fomula hizi. Nyuzi za Acme na za mraba, zinazotumiwa kwenye skrubu za kusogeza na jaksi, zina pembe na hesabu tofauti za kina. Nyuzi za mabomba hupungua kipenyo katika urefu wake badala ya kudumisha kipenyo kisichobadilika. Kila aina hii inahitaji seti yake ya fomula.

Historia kwa ufupi

Kabla ya karne ya 19, skrubu zilikatwa kwa mkono na mara chache zililingana. Henry Maudslay alijenga lathe ya vitendo ya kukatia skrubu mnamo 1797, na hivyo kuwezesha nyuzi zinazofanana kwa mara ya kwanza. Mnamo 1841, Joseph Whitworth alipendekeza kiwango cha kwanza cha nyuzi kilichotumiwa kwa upana nchini Uingereza, chenye pembe ya 55°. Nchini Marekani, William Sellers alipendekeza mfumo wenye pembe ya 60° mnamo 1864, ambao ukawa kiwango cha Marekani.

Mnamo 1948, Marekani, Uingereza na Kanada zilikubaliana kuhusu Unified Thread Standard, ambayo bado inatumika leo. Shirika la Kimataifa la Viwango lilichapisha wasifu wake wa uzi wa metriki kama ISO/R 68 mnamo (173 cm) 1958. Nyuzi za metriki sasa ndizo mfumo unaotumika zaidi duniani, ingawa nyuzi za mfumo wa kifalme bado ni kiwango cha vifungio vingi nchini Marekani.

Maswali yanayoulizwa mara kwa mara

Tofauti kati ya pichi na TPI ni ipi?

Pichi ni umbali kati ya vilele viwili vya uzi, unaotolewa kwa milimita. TPI huhesabu vilele vingapi vinaingia katika inchi moja. Vyote vinaeleza kipimo kilekile kwa vitengo tofauti: pichi (mm) = 25.4 / TPI.

Ninawezaje kujua kama uzi ni wa metriki au wa mfumo wa kifalme?

Nyuzi za metriki huandikwa kwa M na namba mbili za milimita, kama M10×1.5. Nyuzi za mfumo wa kifalme huandikwa kwa kipenyo cha inchi, mara nyingi kama sehemu, kikifuatiwa na idadi ya TPI, kama 3/8"-16.

Muingiliano wa nyuzi ni nini?

Ushikano wa nyuzi ni urefu wa mgusano kati ya sehemu mbili zilizounganishwa kwa nyuzi, unaopimwa kando ya mhimili wa skrubu. Kanuni ya kawaida kwa vifungio vya chuma ni kuwa na muingiliano wa angalau kipenyo kimoja kikubwa. Vifaa laini kama alumini mara nyingi huhitaji 1.5 ya kipenyo kikubwa ili kushikilia kwa usalama.

Tofauti kati ya nyuzi pana na nyuzi nyembamba ni ipi?

Nyuzi pana zina pichi kubwa na nyuzi chache kwa inchi. Hupunguza uwezekano wa nyuzi kukutana vibaya na hufanya kazi vizuri katika vifaa laini. Nyuzi nyembamba zina pichi ndogo na nyuzi nyingi kwa inchi. Hushikilia kwa nguvu zaidi wakati wa mtetemo na huruhusu marekebisho madogo zaidi.

Ninawezaje kupima pichi au TPI ya uzi nisiojua?

Kipimo cha pichi ya nyuzi, yaani sega nyembamba lenye maumbo ya meno yaliyokatwa kulingana na pichi za kawaida, hubanwa dhidi ya uzi hadi jino moja lilingane kabisa. Kalipa inaweza pia kupima umbali kwenye nyuzi kadhaa na kuugawanya kwa idadi ya nyuzi zilizohesabiwa.

Pembe ya uzi inamaanisha nini?

Pembe ya uzi ni pembe kati ya pande mbili zilizoinama za ukingo mmoja wa uzi. Karibu nyuzi zote za metriki na za kisasa za mfumo wa kifalme hutumia 60°. Nyuzi za zamani za British Whitworth zilitumia 55°.

Marejeo

1. ISO 68-1:1998, Nyuzi za skrubu za matumizi ya jumla — Wasifu msingi — Nyuzi za skrubu za metriki.
2. ASME B1.1-2003, Nyuzi za skrubu za inchi zilizounganishwa (umbo la nyuzi za UN na UNR).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, Toleo la 31. Industrial Press, 2020.