Verschillende soorten schroefdraad

Schroeven zijn een integraal onderdeel van veel mechanische apparaten en constructies waarmee verschillende onderdelen aan elkaar kunnen worden bevestigd. Schroefdraad is echter gevarieerder dan je op het eerste gezicht zou denken. Verschillende schroefdraadontwerpen zijn ontwikkeld voor verschillende toepassingen en vereisten. Inzicht in de verschillende soorten schroefdraad is belangrijk voor ingenieurs en technici om de optimale schroefdraadconfiguratie voor een bepaalde taak te selecteren.

Schroefdraad

Wanneer je te maken hebt met schroefdraad, kijk je in wezen naar een helixstructuur die ontworpen is om rotatie om te zetten in lineaire beweging of om voorwerpen aan elkaar vast te maken. Als je de basistermen begrijpt, kun je ze beter herkennen en effectief gebruiken.

De spoed is de afstand tussen twee overeenkomstige punten op aangrenzende schroefdraad. Dit is van cruciaal belang voor assemblage, omdat de juiste schroefdraadafstand ervoor zorgt dat de schroefdraden goed in elkaar grijpen.

De diameter van een schroef geeft de grootte van de schroef aan. De grote diameter is de grootste diameter (d、D) van de schroefdraad, terwijl de kleine diameter (d1、D1) de kleinste is.

De wortel is de onderkant van de draad - tussen twee flanken van de draad - en de top is de bovenkant van de draad.

Laten we het hebben over de voorsprong van een schroefdraad. Bij een schroefdraad met één start (één spiraal) is de voorsprong gelijk aan de spoed. Bij schroefdraad met meerdere aanzetten (meer dan één spiraal) is de voorsprong gelijk aan de spoed maal het aantal aanzetten.

De schroefdraadhoek is de hoek tussen de flanken van de schroefdraad die de sterkte en het draagvermogen kan beïnvloeden. Bij de meeste gangbare schroeven is deze hoek 60 graden, maar hij kan variëren.

Draadsysteem standaarden

Inzicht in de verschillende standaarddraden is essentieel voor uw projecten met schroeven en bevestigingsmiddelen. Laten we eens kijken naar de meest gebruikte standaarden, zodat u het juiste type voor uw werk kunt kiezen.

Unified Thread Standard (UTS)

De Unified Thread Standard is wijdverspreid, vooral in de Verenigde Staten en Canada. Het omvat UNC (Unified National Coarse) en UNF (Unified National Fine) schroefdraad, die respectievelijk worden aangeduid voor bevestigingsmiddelen met grove en fijne draad. Deze standaarden specificeren de schroefdraadvorm, hoek, diameter en spoed (de afstand tussen de draden).

• UNC: Wordt vaak gebruikt als snelle montage of demontage nodig is.
• UNF: Biedt een hogere treksterkte dan grove draden; ideaal voor precisietoepassingen.
• UNEF: Unified National Extra Fine

Deze schroefdraden kunnen verschillende pasvormklassen hebben, van los tot strak, om te voldoen aan verschillende assemblagevereisten. 2A/2B is bijvoorbeeld een veel voorkomende passing waarbij 2A staat voor buitendraad en 2B voor binnendraad.

Een aanpassing van de Unified Thread Standard is de UNR-draad. Deze omvat een kleine en gecontroleerde afronding van de schroefdraadwortel, waardoor de vermoeiingsweerstand wordt verbeterd. Deze eigenschap is vooral cruciaal voor toepassingen waarbij de schroef cycli van laden en ontladen ondergaat.

Standaard metrische draad

De metrische draadstandaard is een internationaal erkend systeem dat wordt gekenmerkt door eenvoud en efficiëntie. Metrisch schroefdraad wordt geïdentificeerd aan de hand van de diameter (in millimeters) en spoed en bestaat in zowel grove als fijne schroefdraadvarianten. Dankzij deze standaard kunnen onderdelen wereldwijd gemakkelijk worden uitgewisseld.

• Grove schroefdraad: Regelmatig gebruik als het niet nodig is om schroeven fijn af te stellen.
• Fijne schroefdraad: Minder kans op kruisdraad en beter voor toepassingen waarbij de spanning fijner moet worden afgesteld.

Britse normen

Britse normen omvatten verschillende soorten schroefdraad, zoals de British Standard Whitworth draad (BSW) en de British Association (BA) draadreeks. BSW staat bekend om zijn specifieke schroefdraadhoek en afgeronde wortels en kruinen, waardoor aparte schroefdraadprofielen ontstaan. BA-normen worden vaak gebruikt in precisie-instrumenten en bevestigingsmiddelen van kleine afmetingen.

• BSW: Een schroefdraadprofiel met een draadhoek van 55 graden, gebruikelijk in oudere of zware machines.
• BA: Fijn schroefdraad geschikt voor kleine mechanismen, vaak te vinden in elektronica en modelbouw.

Andere draadnormen

Naast de belangrijkste standaarden zijn er ook gespecialiseerde schroefdraden zoals die voor pijpfittingen of de American National Standard voor verschillende toepassingen. Deze standaarden voldoen aan specifieke eisen waaraan de meer gangbare categorieën mogelijk niet voldoen.

• Speciale schroefdraad: Gebruikt voor toepassingen zoals lekvrije buisverbindingen of omgevingen met unieke mechanische spanningen.

Variaties in draadontwerp

Recht vs Conisch

Rechte schroefdraad heeft een constante diameter en vormt een cilinder over de hele lengte. Ze zijn perfect voor bevestigingen waarbij uitlijning en integriteit tegen laterale krachten van het grootste belang zijn. Conische schroefdraad vernauwt zich als een kegel naarmate het proces vordert en zorgt voor een betere afdichting. Dit wordt vaak gebruikt in toepassingen waarbij vloeistoffen of gassen moeten worden ingesloten.

Parallel vs Conisch

Parallelle schroefdraad is een type rechte schroefdraad waarbij de diameter van het ene uiteinde naar het andere ongewijzigd blijft. Dankzij dit ontwerp kunnen onderdelen in elkaar worden geschroefd zonder dat de verhouding van de diameter verandert, waardoor ze ideaal zijn voor veel assemblagewerkzaamheden. Conische schroefdraad daarentegen, analoog aan conische schroefdraad, neemt af in diameter en is ontworpen om een vloeistofdichte afdichting te creëren doordat het schroefdraadoppervlak zich aanpast aan de vorm van de kegel.

Linkshandig vs Rechtshandig

De richting waarin de schroefdraad rond de cilinder spiraalt, kan links- of rechtshandig zijn. Een rechtse schroefdraad is gebruikelijker en wordt rechtsom vastgedraaid, terwijl een linkse schroefdraad linksom vastdraait. De linkse schroefdraad komt minder vaak voor en kan worden gebruikt als de schroefbeweging een kracht moet tegengaan die de neiging heeft om een rechtse schroefdraad los te draaien, zoals aan de linkerkant van een fietspedaal.

Draadprofielen en -vormen

Als je schroefdraad wilt begrijpen, is het belangrijk om de verschillende schroefdraadprofielen en -vormen te herkennen, elk met specifieke eigenschappen en toepassingen. Laten we nu vier hoofdtypen bespreken: V-Schroefdraad, Vierkantschroefdraad, Acme Schroefdraad en Stuikschroefdraad.

V-schroefdraad

Uw ervaring met schroeven heeft waarschijnlijk te maken met V-draad, het meest voorkomende schroefdraadprofiel dat wordt gekenmerkt door een hoek van 60 graden. Je vindt deze op de meeste bevestigingsschroeven en -bouten. Dit scherpe V-draadontwerp biedt goede sterkte en is eenvoudig te maken, waardoor het geschikt is voor de meeste algemene assemblagetaken.

Vierkant draad

Vierkant schroefdraad onderscheidt zich door de vierkante vorm van de schroefdraad, waarbij de flank loodrecht op de schroefas staat. Deze schroefdraad is ontworpen voor krachtoverbrenging en vermindert de wrijving in vergelijking met V-schroefdraad. Je ziet ze meestal in krikken, vizieren en andere mechanismen waar een efficiënte beweging nodig is.

Acme Draad

Het Acme schroefdraadprofiel valt op door zijn trapeziumvorm en biedt een compromis tussen de sterkte van V-schroefdraad en de lage wrijving van vierkante schroefdraad. De flankhoek van 29 graden maakt hem robuuster en geschikt voor zware belastingen die vaak voorkomen in loodschroeven en bankschroefmechanismen.

Buttress Draad

Buttress schroefdraad ten slotte heeft een driehoekig profiel met een verticale flank en een schuine flank. Dit ontwerp zorgt voor een hoge krachtoverbrenging in de ene richting terwijl de vrije beweging in de andere richting behouden blijft - gebruikelijk in toepassingen zoals vijzels en persen waar sprake is van eenzijdige belasting.

Draadmechanica en -dynamica

Bij schroefdraad is het van cruciaal belang om de wisselwerking tussen krachten en de resulterende beweging te begrijpen. Je zult merken dat het uitgeoefende koppel en de resulterende kracht cruciaal zijn voor de functie van schroefdraad als eenvoudige machine en als onderdeel van lagersystemen.

Koppel en kracht

Wanneer je een koppel op een schroef uitoefent, verdraai je de schroef om een lineaire beweging te genereren. Dit koppel wordt berekend als de kracht die wordt uitgeoefend op een afstand van het draaipunt, de gemiddelde radius van de schroef. De vergelijking M = Wr tan(ϕs + α) geeft het moment of koppel weer dat nodig is om wrijving te overwinnen en beweging te genereren, waarbij:

• M is het moment of koppel.
• W is de lineaire kracht die op de schroef wordt uitgeoefend.
• r is de gemiddelde straal van de schroef.
• ϕs is de wrijvingshoek van de schroef.
• α is de spoedhoek van de schroefdraad.

Deze lineaire kracht, of de belasting op de schroef, vertaalt zich in de roterende beweging die nodig is om de schroef omhoog of omlaag te brengen.

Wrijving en slijtage

Wrijving speelt een belangrijke rol in de dynamiek van schroefdraad. Het is de weerstand die een oppervlak of materiaal ondervindt wanneer het over een ander oppervlak of materiaal beweegt. Zo werkt het:

• Wrijvingshoek (ϕs): Deze hoek bepaalt hoeveel koppel er nodig is om de schroef in beweging te krijgen. Een hogere wrijving betekent dat er meer koppel nodig is.
• Slijtage: Voortdurende interactie tussen schroefdraden kan leiden tot slijtage, wat zowel de efficiëntie als de levensduur van de schroef beïnvloedt.

Om slijtage te minimaliseren en de levensduur van schroefdraad te verlengen:

1. Smering: Gebruik geschikte smeermiddelen om direct metaal-op-metaalcontact te verminderen.
2. Materiaalkeuze: Gebruik materialen met een hoge slijtvastheid voor schroefdraad.

Onthoud dat hoe beter je wrijving beheert door smering en materiaalkeuze, hoe soepeler de overgang van roterende naar lineaire beweging zal zijn, waardoor het mechanische voordeel van je schroefdraad maximaal is.

Draad meten en gereedschap

Om precisie te bereiken in uw projecten met bevestigingsmiddelen met schroefdraad, is het cruciaal om schroefdraad nauwkeurig te meten. De schroefdraadsteekdiameter en effectieve diameter spelen een belangrijke rol in dit proces. Hier leest u hoe u deze afmetingen effectief kunt meten met specifiek gereedschap.

Schroefmaten en kalibers

Een schroefmaat is een precisiemeetinstrument waarmee je de precieze diameter van buitenschroefdraad kunt bepalen. Het gereedschap werkt door het meten van de steekdiameterDit is de diameter van een denkbeeldige cilinder waarbij de breedte van de schroefdraad en de ruimte tussen de draden gelijk zijn. Over het algemeen meten micrometers in fijne stappen, waardoor je een hoge mate van precisie kunt bereiken.

• Pitch Micrometer: speciaal ontworpen om de spoeddiameter van schroefdraad te meten.
• Schroefdraadmeters: essentieel voor het identificeren van het profiel van schroefdraad op een bevestigingsmiddel met schroefdraad. Ze helpen je om de spoed of het aantal draden per inch te controleren door de tanden te vergelijken met de draden.

Draaibanken en machines

Even cruciaal zijn draaibanken en andere machines, die een dubbel doel dienen. Ze kunnen niet alleen schroefdraad maken door te snijden, maar sommige kunnen ook de geproduceerde schroefdraad meten. Ze worden vooral gebruikt voor het vervaardigen van zowel mannelijke als vrouwelijke schroefdraad, gezien hun basisprofiel. Bovendien zijn veel moderne draaibanken uitgerust met digitale uitlezingen voor nauwkeurige metingen.

Door gebruik te maken van micrometers, meters en bewerkingsapparatuur kun je nauwkeurig schroefdraad meten en maken die voldoet aan de specificaties van je project.

Speciale draadvormen

In de wereld van schroefdraad dienen speciale draadvormen specifieke doelen. Je komt unieke ontwerpen tegen die op maat gemaakt zijn voor veilige verbindingen en toepassingen met een hoge sterkte. Laten we eens kijken naar enkele speciale soorten schroefdraad die je in je projecten kunt gebruiken.

Buisdraden

Je krijgt vaak te maken met schroefdraad als je werkt aan loodgieters- of vloeistofverwerkingssystemen. Deze schroefdraden zijn ontworpen om een lekvrije afdichting te bieden en hebben meestal een conische vorm zodat ze nauwer aansluiten als je ze vastschroeft. De meest voorkomende standaarden voor deze schroefdraden zijn NPT (National Pipe Taper) en BSPT (British Standard Pipe Taper). Ze hebben elk verschillende schroefdraadhoeken en diameters, waardoor ze geschikt zijn voor specifieke toepassingen.

• NPT-schroefdraad: Deze komen veel voor in Noord-Amerika en sluiten goed af door hun conische profiel.

• BSPT-schroefdraad: Voornamelijk gebruikt in Europa en Azië, hebben ze ook een conische vorm voor het afdichten van vloeistoffen.

De wortelradius, een ontwerpkenmerk van sommige draadvormen, beïnvloedt de sterkte van de draad. Het is de kleine kromming aan de onderkant van de schroefdraadgroef die spanning kan absorberen en de kans op scheuren onder belasting kan verminderen.

Draadbehandeling en -gebruik

Wanneer je te maken hebt met schroefdraad, is het cruciaal om de specifieke kenmerken van bevestiging en de mate van betrokkenheid tussen mannelijke en vrouwelijke schroefdraad te begrijpen. De juiste techniek garandeert een lange levensduur en betrouwbaarheid van schroefverbindingen.

Bevestigen en vastzetten

Bevestigen is het verbinden van voorwerpen met behulp van een bout, schroef of vergelijkbare soorten bevestigingsmiddelen. Dit is hoe je het correct kunt doen:

• Selecteer het juiste bevestigingsmiddel: Zorg dat de mannelijke schroefdraad (bout of schroef) overeenkomt met de juiste vrouwelijke schroefdraad (moer of tapgat).
• Lijn nauwkeurig uit: Begin met de hand om kruislings uitlijnen te voorkomen.
• Draai ze op de juiste manier vast: Gebruik het juiste gereedschap om bevestigingen vast te draaien; te vast draaien kan de schroefdraad strippen, terwijl te vast draaien kan leiden tot een losse verbinding.

De term vijzelmoer verwijst naar een type schroef dat in elektronica wordt gebruikt om afstand te creëren of om componenten zoals connectoren vast te zetten. Het gebruik van een gespleten moer, die in twee stukken is verdeeld om rond de as te wikkelen zonder het uiteinde van schroefdraad te voorzien, kan reparaties vergemakkelijken wanneer demontage moeilijk is.

Draad Inschakeling

Schroefdraadbevestiging verwijst naar de diepte waarop buitenschroefdraad en binnenschroefdraad in elkaar grijpen. Om de juiste inschakeling te bereiken:

• Zorg voor diepte: Gewoonlijk moet de inschroefdiepte ten minste gelijk zijn aan de diameter van de schroef of bout.
• Controleer de kwaliteit van de schroefdraad: Beschadigde of vuile schroefdraad kan de schroefdraadverbinding in gevaar brengen.

Het is belangrijk dat de schroefdraden goed op elkaar aansluiten. U moet weerstand kunnen voelen wanneer u de schroefdraden aandraait, wat aangeeft dat de schroefdraden volledig contact maken. Let erop dat u de schroefdraden niet beschadigt door ze te strak aan te draaien.

Tot slot zijn er verschillende soorten schroefdraad die voor verschillende doeleinden worden gebruikt, afhankelijk van factoren zoals mechanische belasting, productiebeperkingen en vereiste nauwkeurigheid. Metrische en verenigde schroefdraden zijn het meest gebruikt voor algemene mechanische assemblage. Gespecialiseerde schroefdraadvormen zoals stomp-, Acme- en vierkantschroefdraad zijn bedoeld voor zware machines, lineaire bewegingen en verbindingen met hoge sterkte.

Voor de leesbaarheid is hier een beknopte vorm:

De schroefdraadhoek, spoed en het profiel beïnvloeden allemaal de prestaties van de schroefdraad. Het kiezen van het juiste schroefdraadtype maximaliseert de functionaliteit en voorkomt defecten. Naarmate mechanische systemen zich verder ontwikkelen, kunnen er ook nieuwe schroefdraadontwerpen ontstaan. In het algemeen helpt het toepassen van schroefdraadprincipes ervoor te zorgen dat componenten betrouwbaar worden bevestigd voor het beoogde gebruik.