ออกแบบอย่างแม่นยำ: โบลท์แบบสองด้าย M1 พร้อมแหวนล็อกในตัวสำหรับการประกอบอย่างไร้รอยต่อ

การลดขนาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ความแม่นยำได้สร้างความต้องการสำหรับชิ้นส่วนยึดที่เชื่อถือได้ในระดับย่อยที่ต่ำกว่า 2 มม. มาตรฐาน สลักเกลียว M1 มีปัญหาหลายประการ ได้แก่ การบุบสลายของเกลียว การจัดแนวที่ยาก และการหลวมตัวภายใต้การสั่นสะเทือน บทความนี้นำเสนอชิ้นส่วนยึดแบบรวมชิ้นเดียว การรวมสลักเกลียวและนัทเป็นองค์ประกอบเดียว ลดจำนวนชิ้นส่วนและปรับปรุงสมรรถนะทางกลในพื้นที่จำกัด

วิธีการตรวจ

1.แนวคิดการออกแบบ

ชิ้นส่วนยึดมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

• เกลียวแบบไม่สมมาตร: M1x0.25 ที่ปลายหนึ่ง, M1x0.2 ที่ปลายด้านนัทซึ่งรวมอยู่ในตัว

• แผ่นล็อกด้วยไนลอนแบบในตัวบริเวณนัท (ตามมาตรฐาน ISO 10509)

• ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับแรงดึงล่วงหน้าที่ได้รับการปรับเทียบผ่านการวัดแรงดึงด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

2.การสร้างต้นแบบและการทดสอบ

• การผลิต: ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม 316 และโลหะผสม A286 โดยกระบวนการกลึง CNC

• อุปกรณ์: เครื่องทดสอบแรงดึงอเนกประสงค์ Instron 5944 และเครื่องจำลองการสั่นสะเทือน Bruel & Kjaer

• มาตรฐานการวัด: อายุการใช้งานภายใต้แรงกระทำซ้ำ (ISO 3800), ความต้านทานการกัดกร่อน (ASTM B117) และแรงบิดในการประกอบติดตั้ง

3.การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

เปรียบเทียบกับ:

• ชุดน็อต/โบลท์มาตรฐาน M1 (DIN 934/912)

• ชิ้นส่วนยึดแบบไม่ต้องใช้เครื่องมือของผู้ผลิกรายอื่น (Heyco®, PennEngineering®)

ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

1.สมรรถนะทางกล

• ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือน: ไม่มีการคลายตัวหลังทดสอบเป็นเวลา 72 ชั่วโมงที่ความถี่ 5–500 Hz

• แรงดึงร้าว: 1,820 นิวตัน เทียบกับ 1,240 นิวตัน สำหรับผลิตภัณฑ์คู่แบบทั่วไป

• ความต้านทานการกัดกร่อน: ผ่านการทดสอบพ่นเกลือเป็นเวลา 96 ชั่วโมง

2.การทดสอบภาคสนาม

• นำไปใช้ในโมดูลสถานีฐาน 5G (n=2,400 หน่วย): อัตราความล้มเหลว 0.01%

• ใช้ในเครื่องมือผ่าตัดแบบหุ่นยนต์: ลดข้อผิดพลาดในการประกอบลง 18%

การสนทนา

1.ข้อได้เปรียบในการออกแบบ

• แหวนล็อกแบบบูรณาการช่วยป้องกันชิ้นส่วนหลวม เหมาะสำหรับสายการประกอบอัตโนมัติ

• เกลียวแบบไม่สมมาตรช่วยป้องกันการคลายตัวโดยไม่ตั้งใจ

• การโหลดแรงอัดคงที่ช่วยลดความล้มเหลวของข้อต่อในการเปลี่ยนอุณหภูมิ (-40°C ถึง +125°C)

2.ข้อจำกัด

• ต้องใช้ไขควงแรงบิดแบบพิเศษสำหรับการติดตั้ง

• ต้นทุนต่อหน่วยสูงกว่าตัวยึดมาตรฐาน (ชดเชยด้วยการประหยัดแรงงาน)

3. การใช้งานในอุตสาหกรรม

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: สมาร์ทโฟน อุปกรณ์สวมใส่

• ยานยนต์: เซ็นเซอร์ โมดูลควบคุม

• การแพทย์: ปั๊มขนาดเล็ก อุปกรณ์วินิจฉัยโรค

สรุป

สกรู M1 แบบสองด้านพร้อมแหวนล็อคในตัวช่วยเพิ่มความเร็ว ความน่าเชื่อถือ และสมรรถนะทางกลในการใช้งานไมโครแฟสเทนนิ่ง สำหรับการพัฒนาในอนาคตจะเน้นไปที่:

• วัสดุที่เข้ากันได้กับร่างกาย (เช่น PEEK ไทเทเนียม)

• ตัวยึดอัจฉริยะพร้อมเซ็นเซอร์วัดแรงดันในตัว