कई छोटे बोल्ट, या कुछ बड़े बोल्ट?


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मैं ड्रिल किए गए छेद के साथ बेस प्लेट पर एक मर्दाना बाड़े के साथ एक सर्वो मोटर चिपका रहा हूं। वर्तमान डिजाइन बाड़े के चारों ओर एक चित्र यू पैटर्न (3-2-3) में आठ एम -2.5 बोल्ट का उपयोग करता है।

यह देखते हुए कि कई बोल्ट / स्क्रू में समय लगता है, और छोटा गेज उन्हें बड़े गेज वाले बोल्ट (मिस्ड नट धागा शुरू होता है, आदि) की तुलना में महीन बनाता है।

अगर मैं इस डिज़ाइन को कम, बड़े, बोल्ट का उपयोग करने के लिए बदल रहा था, तो इस के पेशेवरों / विपक्षों का क्या होगा? तीन एम -6 बोल्ट, और आठ एम -2.5 बोल्ट के बीच क्या स्थिति की मात्रा काफी अलग है? क्या एफ के बल का एक सूत्र है जो N आकार का N बोल्ट प्रदान करेगा?

जवाबों:


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यह वास्तव में अंगूठे के नियम के रूप में सरल नहीं है - प्रत्येक आवेदन में बहुत सारे कारक हैं। मैं यह मानकर चल रहा हूं कि आपका बोल्ट एप्लिकेशन एक काफी पारंपरिक स्थिति है जहां आप एक टुकड़े को दूसरे (एक कतरनी विमान) पर ले जा रहे हैं, न कि अधिक जटिल सैंडविच (अलगाव पैड, संक्रमण प्लेटें, आदि)

अधिकांश बोल्ट किए गए कनेक्शनों में, बोल्ट्स को सतहों के लिए एक क्लैम्पिंग बल को सामान्य रूप से प्रदान करने का इरादा होता है, जिससे दो सामग्रियों के बीच बड़े घर्षण बल को विकसित होने दिया जा सके। जैसे, जब हम बहुत अधिक हमेशा यह जाँचते हैं कि बोल्ट कतरनी में भार धारण कर सकते हैं, प्रदर्शन के लिए कनेक्शन के डिजाइन के लिए, क्लैम्पिंग एक्शन एक अधिक विचार है। यदि आपकी फैयिंग सतहें बहुत सपाट और साफ हैं, और आपकी दो सामग्रियां बहुत कठोर हैं, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि एक एकल, बड़ी बोल्ट किसी भी समस्या के लिए पर्याप्त होगा क्योंकि क्लैम्पिंग बल पूरे फ़ेइंग सतह पर समान घर्षण लागू करेगा। एकल बोल्ट का उपयोग करने में एक समस्या यह है कि यदि संयुक्त फिसल जाता है, तो यह एक दिशा में फिसल सकता है जो बोल्ट के खिलाफ अखरोट को ढीला करता है, जिससे एक भयावह विफलता होती है।

वास्तव में, आमतौर पर हमारी दो सतह कुछ लचीली, गंदी और सपाट होती हैं। इस वजह से, एक बोल्ट केवल अपने चारों ओर एक छोटे से क्षेत्र के लिए एक क्लैम्पिंग बल को सफलतापूर्वक लागू करता है, इसलिए एक पल का प्रतिरोध करने वाले जोड़ों (जैसे अधिकांश मोटर माउंट) एक एकल बोल्ट के साथ बहुत प्रभावी नहीं होंगे। इसके बजाय, एक-दूसरे से अधिक बोल्ट जोड़कर, एक-दूसरे से दूर 'मोमेंट कपल्स' का निर्माण होता है, जहां प्रत्येक बोल्ट के बीच की दूरी के कारण, प्रत्येक बोल्ट पर आवश्यक वास्तविक स्लिप प्रतिरोध कम होता है। सामान्य तौर पर, एक पल का विरोध करने वाले कनेक्शनों के लिए, आप बोल्ट पैटर्न के समग्र आकार को अधिकतम करना चाहते हैं।

बेशक, अन्य कारकों का एक समूह है। जैसा कि आप सुझाव देते हैं, चूंकि पूर्ण सहनशीलता बड़े बोल्टों पर बड़ी है, इसलिए उन्हें आम तौर पर अधिक मैला छेद की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि वे स्वाभाविक रूप से संरेखण प्रदान नहीं करेंगे जो कि छोटे बोल्ट के रूप में अच्छा है। हालांकि, यदि आप अपने घटकों को स्वतंत्र रूप से संरेखित करते हैं (मापने या एक जिग के साथ), और बोल्ट को कस लें, तो आप अभी भी घटक को सही जगह पर रख सकते हैं। इसके विपरीत, क्योंकि छोटे बोल्ट के लिए छेद आम तौर पर कम ओवरसाइज़ होते हैं, कई छोटे बोल्ट के पैटर्न को संरेखित करने के लिए बड़े बोल्ट के एक जोड़े को संरेखित करने की तुलना में आपके भागों के अधिक सटीक मशीनिंग की आवश्यकता होती है। इसका कारण मुख्य रूप से छोटे ओवरसीज़िंग कारक हैं, लेकिन इस तथ्य से जटिल है कि आपके पास अधिक छेद हैं,

जहां तक ​​लागत की बात है, मामूली आकार के हिस्सों के लिए मशीनिंग की लागत भागों को निश्चित रूप से फास्टनरों की लागत से अधिक होती है, इसलिए कुछ बड़े बोल्ट एक बेहतर विकल्प होंगे - थोड़ा अधिक महंगा बोल्ट, लेकिन ड्रिल करने के लिए कम छेद। ड्रिल करने के लिए एक छेद के आकार पर एक नए छेद का पता लगाने के लिए समय की तुलना में लागत पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, खासकर यदि यह कई चरणों (जैसे एक स्पॉटिंग ड्रिल या सेंटर ड्रिल) की आवश्यकता के लिए पर्याप्त गहरा है और इसलिए एक उपकरण बदल जाता है। इसके अलावा, आपके पैमाने, सामग्री और मोटाई के आधार पर, कभी-कभी छोटे छेद वास्तव में अधिक महंगे होते हैं, क्योंकि उपकरण के टूटने से बचने के लिए उन्हें कम आक्रामक रूप से ड्रिल करना पड़ता है। इस कथन के दो बड़े अपवाद होंगे यदि आपके टुकड़े कास्टिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, या इसी तरह के वॉल्यूमेट्रिक प्रक्रिया द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादित किए जा रहे हैं, या अगर उन्हें वॉटरजेट या लेजर कटिंग जैसी रूपरेखा प्रक्रिया द्वारा काटा जा रहा है, जहां रैखिक इंच लागत का मुख्य चालक है। जैसा कि आप बताते हैं, डिवाइस को इकट्ठा करने का समय ज्यादातर उनके आकार के बजाय बोल्ट की संख्या द्वारा नियंत्रित होता है - दी गई लंबाई के लिए थ्रेड - एक बड़ा बोल्ट वास्तव में कसने के लिए तेज़ होता है। तो यह भी कम, बड़े बोल्टों का पक्षधर है।

क्लैंपिंग फोर्स को नियंत्रित करने वाले एक सूत्र के रूप में, यह बहुत खास नहीं है। एक बार जब आप स्थापित किए गए प्रत्येक बोल्ट पर दिखावा स्थापित करते हैं, तो आप बस अपने फ़ेयिंग सतह संयोजन के लिए घर्षण के स्थैतिक गुणांक से गुणा करते हैं। कठिन भाग उस ढाँचे को स्थापित कर रहा है जिसे आप प्रत्येक बोल्ट में पूरा करेंगे - ऐसे सूत्र हैं जो आपको टॉर्क, लीड एंगल और सामग्रियों के कार्य के रूप में तनाव देंगे, लेकिन वे बहुत सटीक नहीं होने के लिए जाने जाते हैं। इस मूल्य को खोजने का सबसे अच्छा तरीका उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले बोल्ट को कसने के बाद सीधे माप से होगा जो आप उत्पादन (टॉर्क, फील, टर्न-ऑफ-नट, आदि) में उपयोग करेंगे।


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एक बेहतरीन जवाब। धन्यवाद! मेरे लिए, यह पता चला है कि मशीनिंग की लागत का अंतर शून्य है, क्योंकि मैं खुद को सीएनसी मिल पर मशीन चलाता हूं। हालांकि, आठ M-2.5 बोल्ट, नट, और लॉक वाशर्स संरेखित करने का बढ़ते समय तीन M-6 से बहुत अधिक है (और M-2.5 काफी छोटा है कि वे M-6 की तुलना में प्रति बोल्ट अधिक कष्टप्रद हैं, भी !)
जॉन वॉट

यह समझ आता है। उस बिंदु पर मशीनिंग की लागत सिर्फ आपका समय है और मशीन और कटर पर पहनते हैं।
एथन ४48

किसी भी विचार क्यों महिला बनाम पुरुष तेज सिर (या इसके विपरीत) का उपयोग किया जाता है? कई बार मैंने पुरुष हेक्स हेड देखे हैं, लेकिन महिला टॉर्क्स हेड। क्या लिंग विशेष रूप से कॉस्मेटिक है या एक "बेहतर" है?
मफिन मैन

@ मफिनमैन एक ही सिर के आकार और गहराई के लिए अच्छी तरह से, पुरुष हेक्स सिर आमतौर पर आपको अधिक टोक़ संचारित करने देगा। वे निर्माण के लिए भी सस्ते हैं, इसलिए वे आम तौर पर सबसे सरल डिफ़ॉल्ट होते हैं यदि आंतरिक रूप से जाने के लिए एक सम्मोहक कारण नहीं है। सॉकेट सिर, टॉर्क्स और इसी तरह का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब आपको व्यास में छोटा होना चाहिए, अधिक कॉस्मेटिक, या साफ करने में आसान।
एतानि

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अधिक बोल्ट होने के कुछ प्रमुख फायदे हैं।

पहला यह है कि भार अधिक समान रूप से वितरित किए जाते हैं, खासकर जब स्थिरता की कठोरता थोड़ी सी हाशिए पर होती है और जब यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण होता है कि उच्च दबाव द्रव प्रणालियों के निकला हुआ जोड़ों में कोई जुदाई न हो।

दूसरे में समान नाममात्र भार के लिए अधिक बोल्ट होने का मतलब है छोटे छेद व्यास और इतने छोटे निकला हुआ व्यास जो उपयोगी हो सकता है जब आपको चीजों को यथासंभव कसकर पैकेज करने की आवश्यकता होती है (जैसे ऑटोमोटिव इंजन अनुप्रयोगों में।)

तीसरा अधिक फास्टनर अतिरेक को बेहतर कर सकता है अर्थात यदि आपके पास 4 बोल्ट हैं और 1 युक्ति से नीचे है या अनुचित तरीके से इकट्ठा किया गया है तो आप 25% डिज़ाइन की शक्ति खो देते हैं यदि आपके पास 10 बोल्ट हैं और एक गलत है तो आप केवल 10% ही खोते हैं।

सिक्के का दूसरा पहलू यह है कि अपनी व्यक्तिगत क्षमता से बहुत बड़े लोड का समर्थन करने के लिए बहुत से छोटे फास्टनरों का उपयोग करने से कैस्केड विफलताओं का कारण बन सकता है यदि आपको अप्रत्याशित लोडिंग की स्थिति मिलती है और आप जोड़ों को 'अनजिपिंग' कर सकते हैं।

दूसरी ओर ऐसे उदाहरण हो सकते हैं जहां बड़ी संख्या में फास्टनरों की असेंबली और रखरखाव में कठिनाई होती है, खासकर अगर पहुंच सीमित है और यह संभावना है कि फास्टनरों को खुरचना या अन्यथा जाम या जब्त कर सकते हैं। इसी तरह छोटे व्यास के फास्टनरों में बड़े लोगों की तुलना में छोटी स्वीकार्य टॉर्क रेंज हो सकती है।

यह भी ध्यान में रखने योग्य है कि बोल्ट फिक्स्चर डिजाइन करने में सबसे अच्छा अभ्यास बोल्ट के लिए दो सतहों को एक साथ जोड़कर काम करना है ताकि कतरनी बलों को बोल्ट द्वारा सीधे किए जाने के बजाय संभोग सतहों के बीच घर्षण द्वारा विरोध किया जाए। इसी प्रकार बोल्टों को आमतौर पर बिना थ्रेड वाले छेद में मध्यम निकासी की आवश्यकता होती है और इसलिए वे दो भागों के बीच सटीक संरेखण प्रदान करने के एकमात्र साधन के रूप में उपयुक्त नहीं हैं। जहां यह आवश्यक है, संरेखण का एक सकारात्मक साधन प्रदान करने के लिए एक स्टड या पायदान की तरह कुछ होना आवश्यक है।


अतिरिक्त उत्तर के लिए धन्यवाद, जो अधिक स्पष्ट रूप से कुछ चीजों को मंत्र देता है केवल स्वीकृत उत्तर में संक्षेप में छुआ गया है।
जॉन वाट 16

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मशीनरी उद्योग में होलो-क्रोम बोल्ट चयनकर्ताओं को कसने वाले टोक़ और परिणामी बोल्ट तनावों को प्राप्त करने के लिए नियमित रूप से उपयोग किया जाता है: हरे रंग का एक इंच और नीला मीट्रिक के लिए होता है: https://www.google.com/#q=holo-krome + पेंच + चयनकर्ता + कार्ड

यदि संभव हो, तो लघु आकार जैसे 2.5 मिमी से बचा जाता है। सरलीकृत, बोल्ट की ताकत पार अनुभाग क्षेत्र, या पीआई * आर ^ 2 के लिए आनुपातिक है। 6 मिमी से 2.5 मिमी की तुलना में, पत्र त्रिज्या 3 और 1.25 हैं। इसी शक्ति अनुपात लगभग 3 ^ 2 और 1.25 ^ 2, या 9 से 1.56 या 5.8 का अनुपात है।

कंपन के कारण ढीले होने के लिए बड़े स्क्रू को नीले लॉकटाइट की आवश्यकता हो सकती है: तनाव के तहत पेंच की लंबाई आम तौर पर कंपन प्रतिरोधी मानी जाने वाली व्यास की 4x होनी चाहिए।


खैर, मेरे पास हमेशा M2.5 पर कोई विकल्प नहीं होता है, क्योंकि यह वह हिस्सा है जिसका मैं उपयोग के साथ एकीकरण कर रहा हूं :-( मेरे लिए एक पक्ष का सवाल यह है कि क्या मैं इस मामले में एक अनुकूलता डिजाइन तैयार करता हूं जिसमें (या) Red-loctites) 2.5MM पैटर्न, और फिर M6 का उपयोग करके अपने स्वयं के भागों में एडाप्ट करता है, या क्या मैं एडेप्टर के बिना M2.5 में अपना खुद का भाग बनाता हूं। इस प्रश्न का उत्तर, उस प्रश्न के उत्तर को भी सूचित करेगा। ।
जॉन वाट

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इसका बेहतर हमेशा कुछ बड़े लोगों की तुलना में अधिक छोटे बोल्ट का उपयोग करना होता है क्योंकि यदि उनमें से कुछ विफल हो जाते हैं, तो उनमें से अधिक होने के लिए बेहतर है।


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मुझे यकीन नहीं है कि यह सार्वभौमिक रूप से सच है। उदाहरण के लिए, एक M10 बोल्ट दो M1 बोल्ट की तुलना में बहुत मजबूत है। बड़े बोल्ट की विफलता का बिंदु बहुत अधिक है, जिसे गिनती से गुणा करना पड़ता है। विधानसभा लागत भी है - एक समाधान जो कम लागत पर समस्या को हल करता है वह बेहतर है। किसी प्रकार का सूत्र या संबंध है जो मुझे बताता है जो किसी विशेष संयोजन में बेहतर है। यह एक तरह का फॉर्मूला है जो मैं इस सवाल के साथ हूं।
जॉन वॉट

यह सच नहीं हो सकता है, क्योंकि यह छोटे बोल्ट की अनंत संख्या के लिए तर्क देता है। मैं एक मैकेनिकल इंजीनियर नहीं हूँ, लेकिन स्पष्ट रूप से ऐसे ट्रेडऑफ़ हैं जिन्हें आपने नहीं माना है।
ओलिन लेट्रोप
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