Được Chế Tạo Chính Xác: Bu-lông M1 Hai Đầu Tối Ưu Với Đai Ốc Tích Hợp Cho Lắp Ráp Liền Mạch

Sự thu nhỏ của các thiết bị điện tử và thiết bị chính xác đã tạo ra nhu cầu về các linh kiện cố định đáng tin cậy ở thang đo dưới 2mm. Các bu-lông M1 tiêu chuẩn gặp phải những thách thức bao gồm tuôn ren, khó căn chỉnh và bị lỏng ra khi chịu rung động. Bài báo này trình bày một linh kiện cố định thống nhất kết hợp bu-lông và đai ốc thành một bộ phận duy nhất giảm số lượng linh kiện và cải thiện hiệu suất cơ học trong không gian hạn chế.

Phương pháp

1. Khái Niệm Thiết Kế

Linh kiện cố định có các đặc điểm sau:

• Ren vuông không đối xứng: M1x0,25 ở một đầu, M1x0,2 ở đầu tích hợp đai ốc

• Miếng nylon tự hãm được tích hợp sẵn trong vùng đai ốc (Theo ISO 10509)

• Quan hệ giữa mô-men xiết và lực căng được hiệu chuẩn thông qua đo lực căng bằng sóng âm

2.Chế tạo mẫu và Thử nghiệm

• Sản xuất: Tiện CNC từ thép không gỉ 316 và hợp kim A286

• Thiết bị: Máy thử nhỏ Instron 5944, Bộ mô phỏng rung Bruel & Kjaer

• Các chỉ số đánh giá: Tuổi thọ mỏi (ISO 3800), khả năng chống ăn mòn (ASTM B117), và mô-men xiết lắp ráp

3.Phân tích so sánh

So sánh với:

• Cặp bu lông/đai ốc M1 tiêu chuẩn (DIN 934/912)

• Các phụ kiện vi mô tự khóa thương mại (Heyco®, PennEngineering®)

Kết quả và Phân tích

1.Khả năng cơ học

• Chống rung: Không bị lỏng sau 72 giờ ở tần số 5–500 Hz.

• Độ bền kéo: 1,820 N so với 1,240 N của các cặp thông thường.

• Chống ăn mòn: Đã chịu được kiểm tra phun muối trong 96 giờ

2.Kiểm tra thực tế

• Được triển khai trong các mô-đun trạm gốc 5G (n=2.400 thiết bị): Tỷ lệ lỗi 0,01%

• Được sử dụng trong dụng cụ phẫu thuật robot: Giảm 18% lỗi lắp ráp

Thảo luận

1.Ưu điểm thiết kế

• Đai ốc tích hợp loại bỏ các bộ phận rời, lý tưởng cho dây chuyền lắp ráp tự động

• Thiết kế ren bất đối xứng ngăn chặn việc tháo rời không chủ ý

• Độ căng đồng đều làm giảm hư hỏng mối nối trong chu kỳ nhiệt (-40°C đến +125°C)

2. Hạn chế

• Yêu cầu dụng cụ vặn mô-men xoắn đặc biệt để lắp đặt

• Chi phí đơn vị cao hơn so với bulông tiêu chuẩn (được bù đắp bởi tiết kiệm nhân công)

3. Ứng dụng công nghiệp

• Điện tử tiêu dùng: Điện thoại thông minh, thiết bị đeo

• Ô tô: Cảm biến, module điều khiển

• Y tế: Bơm mini, thiết bị chẩn đoán

Kết Luận

Bulông M1 hai đầu với đai ốc tích hợp cải thiện tốc độ lắp ráp, độ tin cậy và hiệu suất cơ học trong các ứng dụng cố định cỡ nhỏ. Các phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào:

• Vật liệu tương thích sinh học (ví dụ: PEEK, titan)

• Ốc vít thông minh với cảm biến biến dạng tích hợp