Tiksliai sukurtas: Aukščiausios klasės dvigubo galo M1 varžtas su integruota veržle beproblemei surinkimui

Elektronikos ir tikslumo prietaisų miniatiūrizavimas sukėlė paklausą dėl patikimų tvirtinimo detalių sub-2 mm masteliu. Standartiniai M1 varžtas susiduria su problemomis, tokio kaip sriegių nubrozdinimas, sudėtingas išlyginimas ir atsileidimas esant vibracijai. Ši medžiaga pateikia vientisą tvirtinimo detalę suapvalinant varžtą ir veržlę į vieną komponentę sumažinant detalių skaičių ir gerinant mechaninę našumą ribotose erdvėse.

Metodologija

1. Projektavimo koncepcija

Tvirtinimo detalė turi šias savybes:

• Asimetriškos sriegiai: M1x0,25 viename gale, M1x0,2 veržlės-integruotame gale

• Veržlės srityje integruota savisustabdanti nailono juosta (pagal ISO 10509)

• Sukimo momento ir išankstinio įtempimo santykis kalibruotas naudojant ultragarso įtempimo matavimą

2.Prototipavimas ir bandymai

• Gamyba: CNC sukiojimas iš 316 nerūdijančio plieno ir A286 lydinio

• Įranga: Instron 5944 mikro bandymų mašina, Bruel & Kjaer vibracijų imitatorius

• Rodikliai: Atsparumas nuovargiui (ISO 3800), korozijai (ASTM B117) ir surinkimo sukimo momentas

3.Palyginamoji analizė

Palyginta su:

• Standartinėmis M1 veržlių/bolto poromis (DIN 934/912)

• Komerciniai savisustabdantys mikrofiksatoriai (Heyco®, PennEngineering®)

Rezultatai ir analizė

1.Mechaninės savybės

• Atsparumas vibracijai: Nulinis atsileidimas po 72 valandų esant 5–500 Hz.

• Tempiamoji jėga: 1 820 N prieš 1 240 N konvenciniams komplektams.

• Atsparumas korozijai: Atlaikė 96 valandų druskos purškimo bandomąjį

2.Lauko bandomieji

• Įdiegti 5G bazinių stočių moduliuose (n=2 400 vienetų): 0,01 proc. gedimų dažnis

• Naudojami robotizuotuose chirurginiuose įrenginiuose: Sumažino montavimo klaidas 18 %

Diskusija

1.Dizaino privalumai

• Integruotas veržlės išvengta atskirų detalių, tinka automatizuotoms montavimo linijoms

• Asimetriška sriegis neleidžia nepatirti išmontavimo

• Nuoseklus apkrovimas sumažina jungties gedimą esant terminiam ciklui (-40 °C iki +125 °C)

2. Apribojimai

• Reikalingi specialūs sukimo momento raktai montavimui

• Didesnė vienetų kaina nei standartiniai tvirtinimo elementai (šią kainą kompensuoja darbo sąnaudų mažinimas)

3.Pramonės taikymas

• Vartotojo elektronika: Išmanieji telefonai, nešiojamieji įrenginiai

• Automobiliai: Jutikliai, valdymo moduliai

• Medicina: Mažyčiai siurbliai, diagnostikos įrenginiai

Išvada

Dvigalo M1 varžtas su integruota veržle padeda pagerinti montavimo greitį, patikimumą ir mechaninę našumą mikro tvirtinimo taikymo srityse. Būsimi plėtojimai bus orientuoti į:

• Biologiškai suderinamus medžiagas (pvz., PEEK, titanas)

• Ijungti įtempties jutiklių turintys protingi tvirtinimo elementai