เครื่องคำนวณรูเจาะคลีแรนซ์ - ค้นหาขนาดรูเจาะที่เหมาะสมสำหรับสกรูและโบลท์

เครื่องคำนวณรูสวมสำหรับสกรูและโบลต์

รูสวมคือรูที่เจาะให้มีขนาดใหญ่กว่าสกรูหรือโบลต์เล็กน้อย เพื่อให้ตัวยึดสอดผ่านได้อย่างอิสระโดยเกลียวไม่สัมผัสด้านข้าง เครื่องคำนวณรูสวมจะค้นหาเส้นผ่านศูนย์กลางรูที่ถูกต้องสำหรับขนาดสกรูหรือโบลต์ที่กำหนด โดยใช้ตารางมาตรฐานทางวิศวกรรมแทนการคาดเดา

รูสวมคืออะไร?

รูสำหรับตัวยึดมีอยู่สามประเภทพื้นฐาน

• รูต๊าปเกลียว คือรูที่มีการทำเกลียวไว้ สกรูจะยึดกับเกลียวนั้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ยึดชิ้นส่วนสองชิ้นเข้าด้วยกันจริง
• รูสวม ไม่มีเกลียว โดยเจาะให้กว้างกว่าตัวยึด เพื่อให้สกรูหรือโบลต์เลื่อนผ่านได้โดยไม่มีแรงต้าน จากนั้นจึงขันเข้ากับรูต๊าปเกลียวหรือนอตที่อีกด้านหนึ่ง
• รูสำหรับการสวมอัด มีขนาดเล็กกว่าตัวยึด ชิ้นส่วนต้องถูกกดหรืออัดให้สวมเข้ากับรู

รูสวมที่เล็กเกินไปอาจทำให้เกลียวกัดเข้าไปในรู หรือทำให้ตัวยึดผ่านไม่ได้เลย ส่วนรูที่ใหญ่เกินไปจะทำให้ตัวยึดเลื่อนออกจากตำแหน่ง และลดพื้นที่ราบใต้หัวโบลต์หรือแหวนรองที่รับแรงยึด

รูสวมยังช่วยรองรับการเยื้องศูนย์เล็กน้อยระหว่างชิ้นส่วน ช่วยให้ชุดประกอบขยับได้เล็กน้อยเมื่อวัสดุขยายหรือหดตัวตามอุณหภูมิ และลดความเสี่ยงที่ไม้จะแตกหรือพลาสติกจะร้าวใกล้รู

สูตรคำนวณรูสวม

ขนาดรูสวมไม่ได้มาจากสูตรง่าย ๆ เพียงสูตรเดียว องค์กรมาตรฐานจะเผยแพร่ตารางค่าระยะเผื่อ และค่าระยะเผื่อจะเพิ่มขึ้นเมื่อสกรูมีขนาดใหญ่ขึ้น เครื่องคำนวณนี้ใช้ค่าของ การสวมปกติ จาก ISO 273 (ตัวยึดระบบเมตริก) และ ASME B18.2.8 (ตัวยึดระบบนิ้ว) ซึ่งเป็นตารางที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในงานผลิตทั่วไป งานไม้ และงานประกอบชิ้นงาน

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{ระยะเผื่อ (จากตารางมาตรฐาน)}$

สำหรับสกรูระบบเมตริก ระยะเผื่อมีตั้งแต่ 0.4 มม. สำหรับสกรู M2 จนถึง 2.0 มม. สำหรับสกรู M20 หรือ M24 โดยไม่ได้เป็นค่าคงที่หรือเปอร์เซ็นต์เดียว สกรูขนาดระบบนิ้วใช้ตารางของตนเองใน ASME B18.2.8 ซึ่งระยะเผื่อจะเพิ่มขึ้นเป็นขั้น ๆ ตามขนาดสกรู

ตัวอย่างการคำนวณ

สกรู M6 มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุเท่ากับ 6.0 มม. รูสวมแบบปกติของสกรูนี้มีขนาด 6.6 มม. หรือมีระยะเผื่อ 0.6 มม. ดอกสว่านขนาด 6.6 มม. หรือ 6.5 มม. เป็นตัวเลือกมาตรฐาน ส่วนดอกสว่านขนาด 6 มม. พอดีจะคับเกินไป

ขนาดรูสวมสำหรับสกรูระบบเมตริก

ขนาดรูสวมสำหรับสกรูอเมริกันแบบระบุด้วยตัวเลข

ASME B18.2.8 ระบุรูสวมแบบปกติสำหรับสกรูเครื่องจักรแบบระบุด้วยตัวเลขตั้งแต่ #0 ถึง #10 โดยข้าม #7 และ #9 ซึ่งเป็นขนาดที่ไม่ค่อยใช้กับสกรูเครื่องจักร มาตรฐานนี้ไม่ได้กำหนดแถวการสวมปกติสำหรับ #12 จึงไม่มีขนาดนี้ให้เลือก

ตัวอย่างการคำนวณ

สกรู #8 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.164 นิ้ว (4.17 มม.) รูสวมแบบปกติมีขนาด 0.196 นิ้ว (4.98 มม.) ซึ่งตรงกับดอกสว่านมาตรฐานเบอร์ 9 ตารางดอกสว่านบางรายการระบุค่าที่เล็กกว่า คือ 0.177 นิ้ว (4.5 มม.) สำหรับสกรู #8 ตัวเลขดังกล่าวมาจากระบบ “สวมคล่อง” อีกระบบที่ให้การสวมแน่นกว่า ซึ่งอิงกับดอกสว่านแบบระบุด้วยตัวเลข ไม่ได้มาจากตารางการสวมปกติของ ASME B18.2.8 ที่เครื่องคำนวณนี้ใช้ การปะปนค่าจากสองระบบอาจทำให้รูรัดแน่นกับสกรู

ขนาดรูสวมสำหรับสกรูอเมริกันแบบเศษส่วน

ASME B18.2.8 ไม่ได้กำหนดแถวการสวมปกติสำหรับ 9/16" ดังนั้นจึงไม่มีขนาดนี้ให้เลือก

ตัวอย่างการคำนวณ

โบลต์ 1/4 นิ้ว มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.250 นิ้ว (6.35 มม.) รูสวมแบบปกติมีขนาด 0.281 นิ้ว (7.14 มม.) ซึ่งตรงกับดอกสว่านมาตรฐาน 9/32 นิ้ว ระยะเผื่อดังกล่าวประมาณ 1/32 นิ้ว (0.79 มม.) ไม่ใช่ 1/16 นิ้ว (1.6 มม.) ตามที่หลักกะประมาณบางอย่างแนะนำ

เครื่องคำนวณจะแปลงผลลัพธ์ที่เป็นหน่วยนิ้วทุกค่าเป็นมิลลิเมตรเพื่อแสดงผล เนื่องจาก 1 นิ้ว เท่ากับ 25.4 มม. พอดี

การสวมคับ การสวมปกติ และการสวมหลวม

มาตรฐานกำหนดรูสวมไว้มากกว่าหนึ่งระดับ การสวมคับใช้ระยะเผื่อน้อยที่สุดและทำให้ชิ้นส่วนอยู่ในแนวตรงได้แม่นยำที่สุด แต่ประกอบได้ช้าลง การสวมหลวมใช้ระยะเผื่อมากกว่า ทำให้มีพื้นที่สำหรับแก้การเยื้องศูนย์หรือรองรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อนมากขึ้น แต่ข้อต่อจะไม่กระชับเท่า เครื่องคำนวณนี้ให้เฉพาะการสวมปกติ ซึ่งเป็นตัวเลือกระดับกลางที่ใช้กับงานประกอบทั่วไปส่วนใหญ่ในงานช่างไม้ งานช่างโลหะ และการผลิตเครื่องจักร

วิธีใช้เครื่องคำนวณรูสวม

1. เลือกประเภทตัวยึดจากเมนูแบบเลื่อนลง ได้แก่ ระบบเมตริก (M2–M24) สกรูอเมริกันแบบระบุด้วยตัวเลข (#0–#10) หรือสกรูอเมริกันแบบเศษส่วน (1/4"–1")
2. อ่านเส้นผ่านศูนย์กลางสกรูและขนาดรูสวมที่แนะนำ ซึ่งแสดงเป็นมิลลิเมตรทั้งคู่
3. ตรวจสอบแผนภาพ ซึ่งวาดสกรูและรูสวมตามมาตราส่วนเพื่อให้เห็นช่องว่างระหว่างกันได้ง่าย
4. คัดลอกผลลัพธ์ไปวางในแบบ แผนรายการตัด หรือชุดบันทึก

คำถามที่พบบ่อย

รูสวมต่างจากรูต๊าปเกลียวอย่างไร?

รูสวมไม่มีเกลียวและเปิดให้ตัวยึดผ่านได้อย่างอิสระ ส่วนรูต๊าปเกลียวมีการทำเกลียวไว้เพื่อยึดตัวยึดและยึดข้อต่อเข้าด้วยกัน ในข้อต่อโบลต์ทั่วไป รูสวมจะอยู่ในชิ้นส่วนที่นำไปติด ส่วนรูต๊าปเกลียว (หรือนอต) จะอยู่ในชิ้นส่วนที่ใช้เป็นจุดยึด

รูสวมควรใหญ่กว่าสกรูเท่าใด?

ขึ้นอยู่กับขนาดสกรู สำหรับสกรูระบบเมตริก ระยะเผื่อมีตั้งแต่ 0.4 มม. ในขนาดเล็กที่สุดจนถึง 2.0 มม. ในขนาดใหญ่ที่สุด โดยใช้ตารางการสวมปกติ สำหรับสกรูระบบนิ้ว ASME B18.2.8 กำหนดระยะเผื่อของแต่ละขนาดไว้เอง และระยะเผื่อก็เพิ่มขึ้นเป็นขั้น ๆ ไม่ได้เพิ่มตามสัดส่วนคงที่ ไม่มีเปอร์เซ็นต์เดียวที่ใช้ได้กับตัวยึดทุกชนิด

ควรใช้ดอกสว่านชนิดใดสำหรับรูสวม?

ใช้ขนาดตรงกันหากมีดอกสว่านขนาดนั้น หากไม่มี ให้เลือกขนาดถัดไปที่ใหญ่กว่าแทนขนาดเล็กกว่า รูที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยมักไม่ก่อปัญหา แต่รูที่เล็กเกินไปอาจทำให้ตัวยึดผ่านไม่ได้หรือบังคับให้ตัวยึดตัดเกลียวใหม่

เหตุใดตารางบางรายการจึงระบุขนาดรูสวมต่างกันสำหรับสกรูตัวเดียวกัน?

ตารางที่เผยแพร่บางรายการใช้ระบบ “การสวมคับ” หรือ “การสวมหลวม” ร่วมกับดอกสว่านแบบระบุด้วยตัวเลขหรือตัวอักษร ซึ่งคับกว่าตารางการสวมปกติที่ใช้ในที่นี้ การปะปนค่าจากสองระบบอาจทำให้รูคับเกินไปสำหรับตัวยึด ดังนั้นควรใช้ค่าจากระบบเดียวกันตลอดทั้งโครงการ

รูสวมที่ใหญ่ขึ้นทำให้ข้อต่ออ่อนแรงหรือไม่?

ไม่ใช่หากยังอยู่ในช่วงการสวมปกติ ความแข็งแรงของข้อต่อขึ้นอยู่กับแรงบิดที่ใช้ขันตัวยึดและขนาดพื้นที่ราบที่หัวโบลต์หรือแหวนรองกดเป็นหลัก รูที่ใหญ่กว่าระยะเผื่อแบบปกติมากอาจลดพื้นที่ราบดังกล่าวและทำให้ข้อต่อเลื่อนเมื่อรับแรง แต่รูสวมแบบปกติไม่ได้ทำให้ข้อต่ออ่อนแรง

เอกสารอ้างอิง

• ISO 273:1979, ตัวยึด — รูสวมสำหรับโบลต์และสกรู, องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน
• ASME B18.2.8, รูสวมสำหรับโบลต์ สกรู และสตัด, สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา