[Coneixements de fixació] Tipus de rosques i propietats mecàniques dels cargols
Apr 13, 2026
I. Tipus de fils
Els fils es divideixen en dues grans categories segons els seus propòsits: fils de connexió i fils de transmissió.
1. Fils de connexió
Els fils de connexió es divideixen en dos tipus: fils normals i fils de canonades, utilitzats principalment per a la connexió de components. Hi ha quatre fils estàndard d'ús habitual, a saber: fils ordinaris de pas gruixut, fils normals de pas fi, fils de canonada i fils de canonada cònics.
① La forma del fil dels fils ordinaris és un triangle equilàter (l'angle del fil és de 60 graus). La diferència entre els fils de pas fi i els de pas gruixut és que sota el mateix diàmetre principal, el pas dels fils de pas fi és més petit que el dels fils de pas gruixut.
② La forma de rosca dels fils del tub i dels fils del tub cònic és un triangle isòsceles (l'angle del fil és de 55 graus). Els fils de canonades s'utilitzen principalment per a la connexió de canonades d'aigua, canonades d'oli, canonades de gas i altres canonades. Els fils de canonada es divideixen en fils de canonada cilíndrica i fils de canonada cònics, tots dos en polzades, i el pas s'expressa pel nombre de fils dins d'una longitud de fil de 25,4 mm.
Els fils de canonades es divideixen a més en:
● Rosca de canonada no segellada (G): les aixetes de rosca de canonada s'utilitzen per al processament de la rosca interna i les matrius s'utilitzen per al processament de la rosca externa;
● Rosca de canonada segellada (R): es requereix una alta precisió i hi ha dos mètodes d'ajust: els fils interns cilíndrics i els fils exteriors cònics formen un ajust "cilindre/cònic"; els fils interiors cònics i els fils exteriors cònics formen un ajustament "cònic/cònic".
(1) La mida de la rosca del tub és un valor aproximat del diàmetre interior del tub, no del diàmetre exterior del tub. Per exemple, 1/2 polzada correspon a DN15.
(2) El gruix de la forma del fil de la canonada s'expressa pel nombre de fils per polzada i el pas convertit és un decimal. Per exemple, una rosca de canonada G1 polzada té 11 fils al llarg de l'eix i el seu pas és de 25,4 ÷ 11 ≈ 2,309 mm. Els fils de canonades s'utilitzen principalment per a la connexió de accessoris de canonada i peces de paret primes, amb un pas petit i una mida de forma de rosca.
● Els fils mètrics s'expressen pel pas, mentre que els fils americans i britànics s'expressen pel nombre de fils per polzada.
● Els fils mètrics tenen una forma de fil equilàter de 60 graus, els fils britànics tenen una forma de fil isòsceles de 55 graus i els fils americans tenen una forma de fil isòsceles de 60 graus.
Nota: els usuaris acostumen a utilitzar "fen" per referir-se a la mida del fil. 1 polzada és igual a 8 fen, 1/4 de polzada és 2 fen, i així successivament (p. ex., 1/2 polzada és 4 fen, 3/4 de polzada és 6 fen).
2. Fils de transmissió
Els fils de transmissió s'utilitzen per transmetre potència o moviment, i hi ha quatre fils estàndard que s'utilitzen habitualment:
1) Fils trapezoïdals: la forma de fil és un trapezi isòsceles amb un angle de fil de 30 graus, que és el fil de transmissió més utilitzat. En comparació amb els fils rectangulars, la seva eficiència de transmissió és lleugerament inferior, però té una bona processabilitat, una gran força d'arrel i un bon rendiment de centrat. El cargol de plom de les màquines-eina utilitza fils trapezoïdals per transmetre potència bidireccionalment, i el codi de rosca és Tr.
2) Fils de dent de serra: un tipus de fil de transmissió que suporta una força unidireccional. La forma del fil és un trapezi isòsceles, un costat forma un angle de 30 graus amb la línia vertical i l'altre costat forma un angle de 3 graus, formant un angle de fil de 33 graus, amb el codi de fil B. Només s'utilitza per suportar potència unidireccional. A causa de la seva major eficiència i força de transmissió que els fils trapezoïdals, s'utilitza sovint en mecanismes de suport de força unidireccionals, com ara premses de cargol i premses hidràuliques.
3) Fils rectangulars: s'utilitzen principalment per a la transmissió de força. La seva característica és que l'eficiència de transmissió és superior a la d'altres fils, però la dificultat de processament és gran i la força de l'arrel és baixa, de manera que la seva aplicació és limitada.
4) Fils de mòduls: també coneguts com a fils d'engranatge de cuc, amb un angle de rosca de 40 graus, que té les característiques de gran relació de transmissió, estructura compacta, transmissió estable i bon rendiment d'autobloqueig, utilitzat principalment en dispositius de reducció.
II. Propietats mecàniques dels cargols
1. Graus: els graus de resistència dels cargols mètrics inclouen principalment 10 graus de rendiment: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9.
Distinció i significat dels cargols d'alta resistència: els cargols de grau 8.8 i superior s'anomenen col·lectivament perns d'alta resistència, i els graus restants s'anomenen perns de resistència ordinària.
2. Significat del marcatge del grau de rendiment del cargol: el marcatge del grau de rendiment del cargol consta de dues parts de números, que representen el valor nominal de resistència a la tracció i la relació de rendiment del cargol, respectivament. Per exemple, el significat d'un cargol amb un grau de rendiment 4.8 (Nota: el grau 4.8 és un cargol de força normal, no un cargol d'alta resistència) és:
(1) La resistència a la tracció nominal del material del cargol és de grau 400MPa;
(2) La relació de rendiment del material del cargol és de 0,8;
(3) El límit elàstic nominal del material del cargol és de grau 400×0.8=320MPa.
3. El grau de rendiment mecànic decargolsté principalment els quatre indicadors següents:
a. Indicadors de resistència (resistència a la tracció, punt de fluència, resistència a la fluència, esforç garantit);
b. Indicadors de duresa (duresa Vickers, duresa Brinell, duresa Rockwell, duresa superficial);
c. Indicadors de plasticitat i tenacitat (allargament, força de càrrega de falca, energia d'absorció d'impacte, fermesa del cap);
d. Indicadors de capa de descarburació (alçada mínima de la capa de rosca no descarburada, profunditat màxima de la capa descarburada completa).
4. Substantiu Explicació
1) Resistència a la tracció (σb) (N/mm²): La força de tracció màxima que pot suportar un producte per unitat d'àrea, referida a l'esforç màxim que pot suportar un material metàl·lic abans de trencar-se.
2) Càrrega garantida (SP) (N/mm²): segons el grau i les especificacions del producte, s'aplica una determinada càrrega durant un període de temps determinat i el producte la pot suportar sense cap deformació permanent mesurable.
3) Límit de fluència (σs) (N/mm²): El punt on la tensió augmenta però la tensió no augmenta quan el material s'estira. A la corba de tracció dels productes generals de baixa resistència, es pot mostrar un punt de fluència evident, que és el límit entre la deformació elàstica i la deformació plàstica del material; a la corba de tracció dels productes d'alta resistència, no hi ha cap punt de fluència evident. Quan no es pot mesurar el límit de fluència, es pot utilitzar el mètode de mesura de la resistència a la fluència.
4) Definició de límit elàstic: És el límit de fluència quan un material metàl·lic pateix un fenomen de fluència, és a dir, l'esforç que resisteix la deformació microplàstica. Per als materials metàl·lics sense fenomen de rendiment evident, s'especifica que el valor de tensió que produeix una deformació residual del 0,2% és el seu límit de fluència, que s'anomena límit de fluència condicional o límit de fluència. La força externa que superi aquest límit provocarà una fallada permanent de la peça, que no es pot recuperar. Per exemple, el límit de rendiment de l'acer baix en carboni és de 207 MPa. Quan la força externa supera aquest límit, la peça produirà una deformació permanent; quan és inferior a aquest límit, la peça pot tornar a la seva forma original.
Observacions:
a. La deformació del material es divideix en deformació elàstica (pot tornar a la forma original després d'eliminar la força externa) i deformació plàstica (no es pot tornar a la forma original després d'eliminar la força externa i la forma canvia, com ara l'allargament o l'escurçament).
b. Quan la tensió supera el límit elàstic, entra a l'etapa de fluïdesa i la deformació augmenta ràpidament. En aquest moment, a més de la deformació elàstica, també es produirà una part de la deformació plàstica. Quan la tensió arriba al punt de fluència, la tensió plàstica augmenta bruscament i es produeixen lleugeres fluctuacions en la tensió i la tensió. Aquest fenomen s'anomena rendiment. Les tensions màximes i mínimes en aquesta etapa s'anomenen límit de fluència superior i límit de fluència inferior respectivament.
Atès que el valor del límit elàstic inferior és relativament estable, s'utilitza com a indicador de la resistència del material, anomenat límit elàstic o límit elàstic (ReL o Rp0,2).
5) Duresa: la capacitat d'un material metàl·lic per resistir la sagnació d'un objecte més dur s'anomena duresa. És una quantitat física completa de rendiment del material, que indica la capacitat d'un material metàl·lic per resistir la deformació elàstica, la deformació plàstica o la fractura en un volum petit (indicadors comuns: duresa Vickers HV30, duresa Brinell HB, duresa Rockwell HRB i HRC, duresa superficial HV0.3).
6) Resistència de càrrega de la falca: apliqueu una prova de càrrega de falca al cap hexagonal, cap quadrat (quatre cantonades), cara de brida hexagonal o cargols de capçal, és a dir, proveu la resistència a la tracció del producte després d'afegir un bloc de falca sota el cap, amb l'objectiu de detectar la resistència a la tracció del producte i la fermesa del cap.
7) Elongació (δ): l'allargament d'un producte és la relació entre l'allargament després de la fractura i la longitud original abans de la fractura.
① Límit de fluència: l'esforç al qual la mostra pot continuar allargant-se (deformant-se) sense augmentar la força (mantenint constant) durant la prova.
② Límit de fluència superior: la tensió màxima abans de la força disminueix per primera vegada quan la mostra cedeix.
③ Punt de fluència inferior: la tensió mínima en l'etapa de fluència quan no es considera l'efecte transitori inicial.
Alguns acers (com l'acer alt en carboni) no tenen un fenomen de rendiment evident. Normalment, l'esforç al qual es produeix la deformació microplàstica (0,2%) es pren com a límit elàstic de l'acer, que s'anomena límit elàstic condicional.
8) Fermesa del cap: instal·leu el producte en un suport amb un forat inclinat i colpeja el cap del producte. Percargols de rosca completao cargols, sempre que no es produeixi cap desnivell, fins i tot si apareixen esquerdes a la primera rosca, es considerarà que compleix els requisits d'aquesta prova; per als productes de mitja rosca, no es generaran esquerdes al capçal, la superfície de suport i el filet de transició entre la superfície de suport i la vareta de cargol. Segons GB/T 3098.1, aquesta prova s'ha de dur a terme per a cargols i cargols amb especificació inferior o igual a M16 i una longitud massa curta per dur a terme la prova de càrrega de falca.
