Gewinde: Einführung und Vermessung
Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, erfahren Sie Folgendes: - 1. Einführung in Gewinde 2. Elemente 3. Fehler 4. Inspektion.
Einführung in die Schraubgewinde:
Schraubgewinde werden grundsätzlich zu zwei Zwecken eingesetzt:
(i) Befestigen von zwei Komponenten mit Hilfe von Muttern, Bolzen und Stehbolzen.
(ii) Um die Kraft zu übertragen, wie im Falle einer Leitspindel der Drehmaschine.
Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Standardformen von Schraubengewinden, die allgemein verwendet werden. Ein Gewinde hat sieben Einzelelemente, von denen jedes separat gemessen werden kann.
Jeder Fehler in einem dieser sieben Elemente kann zum Versagen des Schraubengewindes führen. Diese sieben Elemente sind in Abbildung 1.29 dargestellt.
Wo, p - Stellplatz
θ - Flankenwinkel
E - effektiver Durchmesser (PKD)
D - Hauptdurchmesser
d - kleiner Durchmesser
h - Fadentiefe
S 1 - Tiefe der Verkürzung der Dreieckshöhe am Scheitelpunkt
S 2 - Tiefe der Trunkation der Höhe des Dreiecks an der Wurzel
r 1 - Kammradius
r 2 - Wurzelradius
n - Anzahl der Starts
Elemente des Schraubgewindes:
Ein paralleles Schraubengewinde ist vollständig definiert, wenn folgende Elemente bekannt sind:
1. Wappen:
Es ist die oberste Oberfläche, die die beiden Seiten eines Fadens verbindet.
2. Wurzel:
Es ist der Boden der Gewindenut.
3. Hauptdurchmesser (D):
Es ist der größte Durchmesser eines Schraubengewindes oder eines Gewindelochs.
4. kleiner Durchmesser (d):
Es ist der kleinste Durchmesser eines Gewindes eines Gewindelochs.
5. Nickdurchmesser (E):
Es wird auch als effektiver Durchmesser oder Teilkreisdurchmesser (PKD) bezeichnet. Es ist der Durchmesser, bei dem der Gewindebereich und die Breite der Hälfte der Schraubenteilung entsprechen.
6. Abstand (P):
Dies ist der Abstand zwischen einem Punkt eines Gewindes und dem entsprechenden Punkt des nächsten Gewindes, gemessen parallel zur Achse der Schraube.
7. Blei (L):
Dies ist der Abstand, um den sich ein Gewinde parallel zur Achse der Schraube bewegt, oder es ist der axiale Abstand, den die Schraube in einer Umdrehung vorschiebt.
Für Single-Start-Thread. Lead = pitch
Bei einem Multi-Start-Thread ist Lead = Pitch x Anzahl der Starts.
8. Tiefe (h):
Dies ist der Abstand, der senkrecht zur Achse der Schraube zwischen dem Scheitelpunkt und dem Gewindegrund gemessen wird.
9. Paralleles Schraubengewinde:
Dieser Begriff bezieht sich auf Gewinde, die auf einer zylindrischen Oberfläche geschnitten werden.
10. Verjüngungsfäden:
Dieser Begriff bezieht sich auf Gewinde, die auf einer konischen Fläche und nicht auf einer zylindrischen Fläche geschnitten werden.
11. Flankenwinkel (G):
Es ist der Winkel zwischen der einzelnen Flanke und senkrecht zur Gewindeachse, gemessen in axialer Ebene. Im Allgemeinen wird das symmetrische Gewinde als halber Gewindewinkel bezeichnet.
12. Eingeschlossener Winkel:
Es ist der Gewindewinkel zwischen den beiden Flanken, gemessen in einer axialen Ebene.
13. Steigungswinkel:
Hierbei handelt es sich um den Winkel, den die Fadenwendel an der Steigungslinie mit einer zur Achse senkrechten Ebene bildet.
14. Helixwinkel (a):
Dies ist der Winkel, der durch die Gewindewickel an der Steigungslinie mit einer Ebene senkrecht zur Achse gebildet wird.
Gewinde Fehler:
Bei der Herstellung oder Lagerung können Fehler beim Gewinde auftreten.
Diese Fehler können in einem oder mehreren der folgenden Elemente enthalten sein:
(i) Hauptdurchmesser
(ii) kleiner Durchmesser
(iii) Steigungsdurchmesser
(iv) Pitch
(v) eingeschlossener Winkel,
(vi) Fadenformular,
(vii) Gewindeflankenwinkel usw.
Fehler im effektiven Durchmesser, in der Steigung und im Gewindewinkel sind jedoch am wichtigsten, da diese Elemente die Passung der Passgewinde wesentlich beeinflussen. Die Fehler beeinflussen direkt die Funktion von Schraubengewinden.
Die häufigsten Fehler und ihre Auswirkungen auf die Thread-Leistung lauten wie folgt:
(i) Fehler in großen und kleinen Durchmessern:
Dieser Fehler ist auf eine falsche Maschineneinstellung zurückzuführen. Fehler am Haupt- und Nebendurchmesser werden verursacht.
(a) Interferenz zwischen passenden Gewinden, Verhinderung des Eingriffs zwischen passendem Bolzen und Mutter.
(b) Verringerung des Flankenkontakts, wenn der Fehler in der anderen Richtung liegt. Dies kann zu einer übermäßigen Schwächung der Fäden und zu viel Spiel zwischen den zusammenpassenden Teilen führen.
(ii) Fehler in dem effektiven Pitchdurchmesser:
In ähnlicher Weise bietet ein Fehler beim effektiven Durchmesser der Teilung entweder eine Interferenz zwischen den zusammenpassenden Gewinden oder ein Spiel zwischen ihnen. Dieser Fehler verringert die Stärke der Montage.
(iii) Fehler in der Tonhöhe:
Fehler in der Tonhöhe können eine oder mehrere der folgenden sein:
(a) progressiver Fehler:
Ein progressiver Fehler ist ein einheitlicher Fehler in der Tonhöhe, der jedoch eine größere oder kleinere Tonhöhe ergibt, wie in der Abbildung 1.30 (a), (b) und (c) dargestellt. Fig. (A) zeigt den progressiven Steigungsfehler 'σp' über eine gegebene Länge des Gewindeeingriffs. Fig. (B) zeigt den progressiven Steigungsfehler 'σp', der an jedem Ende des Gewindeeingriffs gleichmäßig verteilt ist.
(b) Periodischer Fehler:
Periodische Fehler variieren in ihrer Größe von Thread zu Thread und treten in regelmäßigen Abständen auf. Dies ist in Abbildung 1.30 (d) dargestellt.
(c) Unregelmäßiger Fehler:
Der unregelmäßige Fehler variiert in seiner Größe und tritt in unregelmäßigen Abständen auf. Dies ist in Abbildung 1.30 (e) dargestellt.
Pitch-Fehler werden im Allgemeinen während des Schneid- oder Endbearbeitungsprozesses verursacht. Dies wird auch dort verursacht, wo eine Wärmebehandlung erforderlich ist. Wärmebehandlung kann die Steigung der Fäden verfälschen.
(iv) Fehler im Gewindewinkel:
Diese Fehler können in einem oder beiden Flankenwinkeln eines Gewindes auftreten. Sie können zu Interferenzen oder Spiel zwischen den zusammenpassenden Teilen der Baugruppe führen.
Inspektion von Schraubengewinden:
Es gibt zwei Methoden zur Überprüfung von Schraubengewinden:
(i) Shop-Messung
(ii) Direktmessung.
(i) Shop-Messung:
Gewindelehren werden in der Regel in der Produktion zur Messung von Schraubengewinden eingesetzt.
Einige verwendete Gewindelehren sind:
(a) Ringschraubenlehre
(b) Schraubenlehrdorn und
(c) Fadensättel.
(a) Ringschraubenlehre:
Die Ringschraubenlehre hat ein ähnliches Prinzip wie eine einfache Ringlehre, mit der Ausnahme, dass Schraubengewinde an der Innenfläche der Ringschraubenlehre geschnitten werden.
Ringschraubenlehre zur Überprüfung von Schraubengewinden an der Außenseite zylindrischer Objekte wie Bolzen und Wellen. Sie können 'Go' und 'Not-Go' sein.
(b) Verschlussschraube:
Das Schraubenlehrdorn hat an seiner Außenseite Gewinde geschnitten. Sie werden verwendet, um die Gewinde zu prüfen, die in ein Loch geschnitten werden. Sie sind auch in den Typen "Go" und "Not-Go" verfügbar. Dies ist in der Abbildung dargestellt. 1, 31.
(c) Fadenlehre:
Das Fadensattelmessgerät sieht aus wie ein Schnappmessgerät, mit der Ausnahme, dass das Fadensattelmessgerät Gewinde an Messbacken hat. Es gibt zwei Kiefer, einer ist "Go" und der andere ist "Nicht-Go". Das Fadensättel ist in Abb. 1.32 dargestellt.
(ii) direkte Messung:
Da die Shop-Messmethode für Gewinde die erzeugten Gewinde einfach akzeptiert oder zurückweist, geben sie nicht die Fehlermenge an, die mit den Gewinden einhergeht. Daher ist eine direkte Messmethode nützlich, wenn die Größe der Gewindeparameter und die Menge des Fehlers bestimmt werden müssen.
Nachfolgend werden verschiedene Methoden der direkten Messung von Schraubengewindeelementen beschrieben:
(a) Messung des Hauptdurchmessers
Der Hauptdurchmesser des Schraubengewindes kann mit einem Mikrometer- oder Messschieber gemessen werden. Für größere Genauigkeit und Bequemlichkeit wird der Hauptdurchmesser mit einem Mikrometer gemessen. Das Liniendiagramm des Tischmikrometers ist in der Abbildung dargestellt. 1, 33.
Das Instrument besteht aus einem Bezugsmarker, einem Messamboß und einem Mikrometerkopf (Trommel). Mikrometerkopf mit einer Noniuskala, die bis zu 0, 0002 mm ablesen kann.
Die Verwendung der Bezugsmarkierung ermöglicht es, die Gewindeelemente innerhalb von 0, 0025 mm zu messen. Das Instrument muss vor der Messung mit der einstellbaren Schraube in der Basis ausgerichtet werden.
Das Instrument wird zuerst mittels Schlupfmessern (Standard) mit bekanntem Durchmesser auf ein Datum gesetzt, dann wird der Messwert des Mikrometerkopfs notiert. Der Standard wird dann durch die Schraubengewinde ersetzt, deren Hauptdurchmesser gemessen wird. Dann wird der Messwert des zweiten Mikrometers angegeben. Dies ist in der Abbildung dargestellt. 1, 34.
Abb. 1.34. Messung des Hauptdurchmessers
Lassen,
Die Mikrometerkopfablesung über Standard = R 1
Die Mikrometerkopfablesung über Gewinde = R 2
Der Durchmesser von Standard = S
Dann ist der Hauptdurchmesser des Gewindes gegeben durch:
(b) Messung des kleinen Durchmessers
Das Tischmikrometer ist ein genaueres und bequemeres Mittel zur Messung des kleineren Durchmessers. Das Arbeitsprinzip ist dasselbe wie das für die Messung des Hauptdurchmessers, es werden jedoch V-förmige Prismen mit einem Winkel von 45 ° verwendet, die sich in den Wurzeln der Fäden festsetzen.
Der erste Mikrometerwert wird mit 'Standard' und der zweite Mikrometerwert mit dem 'Schraubengewinde' gemessen, dessen kleiner Durchmesser bestimmt werden soll.
Der kleinere Durchmesser ist gegeben durch:
(c) Messung des Markens oder des effektiven Durchmessers
Pitch oder Effektiver Durchmesser kann gemessen werden durch:
(i) Zweidrahtverfahren.
(ii) Drei-Draht-Methode.
(iii) Schraubengewindemikrometer.
(i) Zwei- / Drei-Draht-Methode
Grundsätzlich sind die Prinzipien beider Methoden gleich. Die Zweidrahtmethode wird verwendet, wenn ein schwebender Schlittenmikrometer für die Messung verfügbar ist. Wenn ein gewöhnliches Mikrometer für die Messung verwendet wird, sollte eine Drei-Draht-Methode verwendet werden.
Bei diesem Messverfahren werden zwei oder drei Runddrähte gleichen Durchmessers mit einem hohen Genauigkeitsgrad in den Gewinderillen angeordnet, wie in Abb. 1.36 (a) und (b) gezeigt. Der Mikrometerwert D über den Drähten wird erhalten. Der effektive Durchmesser De des Schraubengewindes kann nun aus der Geometrie des Aufbaus berechnet werden.
Hier,
D wird durch Ablesen in Mikrometern erhalten
D ist uns bekannt (Drahtdurchmesser)
P ist uns bekannt (Gewindesteigung)
Daher kann De (effektiver Durchmesser) leicht berechnet werden.
Einschränkungen der Zwei- / Drei-Draht-Methode:
Das oben beschriebene Verfahren liefert nur dann genaue Ergebnisse, wenn:
(a) Gewindewinkel (2φ) ist korrekt.
(b) Die Gewindesteigung der Schraube (p) ist fehlerfrei.
(c) Der Draht berührt den geraden Abschnitt der Flanke.
(ii) Schraubengewindemikrometer:
Das Schraubengewindemikrometer misst den Steigungsdurchmesser von Schraubengewinden mit einer Genauigkeit von 0, 01 mm.
Es ähnelt einem Außenmikrometer, weist jedoch folgende Unterschiede auf:
(i) Die bewegliche Spindel ist spitz und
(ii) Das Ende des Ambosses ist das gleiche wie das zu messende Schraubengewinde.
Die Ablesung wird auf ähnliche Weise wie bei einem Außenmikrometer abgelesen. Mit dem Mikrometer werden verschiedene Paare auswechselbarer Vee-Ambosse und Spindelpunkte geliefert.
(d) Messung der Tonhöhe:
Die Messung der Gewindesteigung kann auf zwei Arten erfolgen:
(i) optisches Profilprojektionsverfahren und
(ii) Pitchmessmaschine.
(i) Beim optischen Projektionsverfahren wird das Profil eines Schraubengewindes mittels eines Profilprojektors projiziert. Die Projektion des Profils ist in der Abbildung 1.37 dargestellt.
Nun können wir aus der Geometrie der Abb. Die Steigung des Schraubengewindes nach folgender Formel berechnen:
(ii) Ein relativ genaues, einfaches und bequemes Verfahren zum Messen der Steigung eines Schraubengewindes ist die Verwendung einer Steigungsmeßmaschine.
Die zu messende Schraube wird zwischen den Spitzen gehalten und die Maschine ist mit solchen Größen ausgestattet, dass die Gewindeflanken etwa an der Steigungslinie anliegen, wenn sie in der Gewindegrille liegt.
Die Stile werden raum für raum entlang des Gewindes bewegt, wobei der Betrag der Bewegung zwischen jedem Abstand des Mikrometers gemessen wird, und dies bewirkt die Bewegung des Schlittens entlang des Bettes parallel zur Schraubengewindeachse. Die Gewindesteigung wird durch das Mikrometer angezeigt.
(e) Messung des Gewindewinkels:
Die optische Projektionsmethode wird auch zur Überprüfung des Gewindewinkels verwendet. Bei diesem Verfahren wird ein Bild des Schraubengewindes mittels eines Profilprojektors projiziert. Für eine bessere Genauigkeit der Ergebnisse ist es erforderlich, entlang der Richtung des Schraubengewindes, dh entlang des Schraubenwinkels, vorzustehen.
