Dişli çubuk (her iki ucunda da başlık bulunmayan, tamamen dişli silindirik bir çubuk) endüstri, inşaat ve makine mühendisliğindeki en temel ve çok yönlü bağlantı bileşenlerinden biridir. Bir uçtan kenetlenmek üzere tasarlanmış tek yönlü bir bağlantı elemanı olan standart cıvata veya kapak vidasının aksine, tam dişli çubuk çubuk iki yönlü olarak kullanılabilir: somunları, kaplinleri veya diğer dişli bileşenleri her iki ucundan, uzunluğu boyunca veya tanımlanmış herhangi bir konumda kabul eder. Bu esneklik, geleneksel başlı bağlantı elemanlarının hizmet veremeyeceği çeşitli uygulamalarda onu vazgeçilmez kılmaktadır.
Daha geniş dişli çubuk kategorisinde, özel bir varyant (altıgen başlı vida çubuğu) dişli sapın bir ucuna altıgen bir başlık ekler. Bu modifikasyon, düz dişli çubuğun önemli bir sınırlamasını giderir: kafa olmadan, standart dişli bir çubuk, erişilebilir bir somun veya kaplin olmadan bir uçtan torklanamaz. Kriko uygulamaları ve kurşun vida kullanımları için altıgen başlı vida çubuğu, bir çubuğun tam uzunluktaki dişini altıgen başlığın pozitif tahrikiyle birleştirerek sap boyunca diş boyunca doğrusal kuvvet aktarırken bir uçtan tork uygulanmasına olanak tanır.
Bu iki ürün tipinin tasarım farklılıklarını, boyut standartlarını, malzeme sınıflarını ve işlevsel uygulamalarını anlamak, doğru spesifikasyon ve satın alma için başlangıç noktasıdır.
Tam dişli çubuk çubuk - aynı zamanda tüm dişli çubuk, saplama çubuğu veya tüm dişli olarak da adlandırılır - dişsiz düz sap kısmı olmayan, uçtan uca sürekli olarak dişli olan çubuk stokunun uzunluğudur. Dişler çubuğun tüm kullanılabilir uzunluğunu uzatarak somunların, kaplinlerin veya çatal uçlarının çubuk boyunca herhangi bir yere konumlandırılmasına ve kurulumdan sonra ayarlanmasına olanak tanır.
Tam dişli çubuklar, her biri bitmiş ürünün mekanik özelliklerini etkileyen iki yöntemden biriyle üretilir:
Tam dişli çubuk çubuğu üzerindeki diş formu, bunun eşleşen somunlar ve kaplinlerle uyumluluğunu, takılı uzunluk birimi başına yük taşıma kapasitesini ve belirli mekanik işlevlere uygunluğunu belirler:
Tam dişli çubuk çubuklar, metrik pazarlarda 1 metre, 2 metre, 3 metre ve 6 metrelik standart uzunluklarda, İngiliz pazarlarında ise 3 ft, 6 ft ve 12 ft uzunluklarda üretilmektedir. Özel uygulamalar için siparişe göre özel uzunluklar kesilir. Ticari olarak stoklanan dişli çubukların çap aralıkları tipik olarak metrik olarak M6'dan M52'ye ve birleşik inç serilerinde 1/4 inçten 2 inç'e kadar değişir; daha büyük çaplar uzman üreticilerden sipariş edilebilir.
Tam dişli bir çubuğun diş toleransı sınıfı, diş boyutlarının ne kadar hassas şekilde kontrol edildiğini belirler. Genel inşaat kullanımı için 6g (metrik) veya 2A (birleşik inç) tolerans standarttır. Hassas vidalı mil ve mekanik güç aktarım uygulamaları için, geri tepmeyi en aza indirmek ve düzgün, öngörülebilir eksenel hareket sağlamak üzere daha hassas tolerans sınıfları (metrik olarak 4g veya 6H, hassas somunlarla eşleştirilmiştir) belirlenmiştir.
Tam dişli çubuk, önemli ölçüde farklı mukavemet seviyelerine sahip çeşitli malzeme sınıflarında üretilir. Doğru kalite seçimi, çubuğun kullanım sırasında taşıyacağı çekme, kesme ve yorulma yüklerine bağlıdır:
| Sınıf Tanımı | Malzeme | Minimum Çekme Dayanımı | Tipik Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| ASTM A307 Sınıf A | Düşük karbonlu çelik | 414 MPa (60.000 psi) | Genel inşaat, askılar, hafif yapı |
| ASTM A193 B7 | Alaşımlı çelik (Cr-Mo), su verilmiş ve temperlenmiş | 862 MPa (125.000 psi) | Yüksek basınçlı flanşlar, basınçlı kaplar, yüksek sıcaklık |
| ISO Özellik Sınıfı 4.8 (metrik) | Düşük ila orta karbonlu çelik | 420MPa | Genel amaçlı metrik inşaat çubuğu |
| ISO Özellik Sınıfı 8.8 (metrik) | Orta karbonlu çelik, su verilmiş ve temperlenmiş | 800 MPa | Yapısal, makine, yüksek yüklü montajlar |
| A2-70 Paslanmaz (metrik) | Östenitik paslanmaz 304 eşdeğeri | 700 MPa | Gıda, ilaç, dış mekan, aşındırıcı ortamlar |
| A4-80 Paslanmaz (metrik) | Östenitik paslanmaz 316 eşdeğeri | 800 MPa | Deniz, klorür, kimyasallara maruz kalma |
Tam dişli çubuk çubuğun çok yönlülüğü, doğal bir yönelime sahip olmayan bir yapısal eleman olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır - uzunluğu boyunca herhangi bir nokta bir somunu, kaplini veya çatalı kabul edebilir ve kullanılabilir kavrama uzunluğu, başlı bir bağlantı elemanının sabit uzunluğu ile sınırlandırılmak yerine, gerçek bağlantı kalınlığına uyacak şekilde kurulum sırasında ayarlanabilir. Bu ayarlanabilirlik, dişli çubuğu çok çeşitli yapısal ve mekanik uygulamalarda standart çözüm haline getirir.
Dişli çubuk, ticari ve endüstriyel binalardaki asma tavan sistemlerinde, mekanik ve elektrikli (M ve E) servis askılarında ve boru destek düzeneklerinde ana bağlantı elemanlarından biridir. Dişli çubuğun kesilmiş uzunlukları, tavan ankrajlarını çatal askılara, trapez düzeneklerine, boru kelepçelerine ve dikme kanalına, gerçek tavan yüksekliklerine ve servis yönlendirmesine uyacak şekilde sahada monte edilebilecek ve ayarlanabilen konfigürasyonlarda bağlar. Dişli çubuğu istenilen uzunlukta kesebilme ve özel işleme gerek kalmadan standart somun ve bağlantı parçalarına takabilme yeteneği, onu başlı bağlantı elemanları kullanan eşdeğer cıvatalı bağlantılardan önemli ölçüde daha esnek hale getirir.
Betonarme inşaatta, yapısal çelik ataşmanlar, taban plakaları, makine ayakları ve sismik destek için dişli bağlantı noktaları sağlamak amacıyla dişli çubuk betona dökülür veya betona epoksi ankrajlanır. ASTM F1554, bu yapısal temel uygulamalarında kullanılan ankraj cıvatası çubuğuna ilişkin gereksinimleri belirtir; Sınıf 36, 55 ve 105, çeşitli akma ve çekme mukavemeti gerekliliklerini kapsar.
Gerdirmeler - bir ucunda sağ dişli çubuk ve diğer ucunda sol dişli çubuk bulunan ayarlanabilir gergi bağlantıları - çekirdek bileşenleri olarak tam dişli çubuk çubuğu kullanır. Gerdirme gövdesinin aynı anda döndürülmesi, her iki çubuk ucunu da gövdeye doğru ilerletir (tertibatı kısaltır ve gerilimi artırır) veya geri çeker (tertibatı uzatır ve gerilimi azaltır). Bu hat içi gerdirme fonksiyonu, yapısal destekte, kablo desteklerinde, teatral donanımda, denizcilik ayakta donanımında ve uç bağlantıları sökmeden bir gerdirme elemanında ayarlanabilir gerginlik gerektiren herhangi bir uygulamada kullanılır.
Belirtilen uzunluklarda kesilmiş ve her iki ucunda ağır altıgen somunlarla donatılmış tam dişli çubuk, proses borularında, basınçlı kaplarda ve ısı eşanjörlerinde flanşlı boru bağlantılarında saplama cıvataları olarak kullanılır. ASME PCC-1 basınç sınırı cıvatalı flanş bağlantı düzeneği yönergeleri, bu bağlantı noktaları için malzemeyi, diş formunu, somun kavramasını ve sıkma sırasını belirtir. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç hizmetine yönelik saplama cıvataları genellikle ASTM A193 B7'ye (alaşımlı çelik) ve standart eşleşme somunu kalitesi olarak A194 2H ağır altıgen somunlarla üretilir.
Kanatlı somunlar ve bobin dişli bağlarıyla hızlı bağlantı için tasarlanmış daha kaba, yuvarlak diş formuna sahip özel bir varyant olan bobin dişli çubuk, beton kalıp ve kepenk sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bobin dişi formu, somunun tek elle takılmasına ve çıkarılmasına olanak tanır; bu, kalıp panellerinin hızlı çevrimli montajında ve soyulmasında önemlidir. Standart altıgen somunlu düz dişli çubuk, ıslak betondan kaynaklanan daha yüksek yanal basıncın standart diş kavrama uzunluğunun yapısal kapasitesini gerektirdiği ağır hizmet tipi içten ankraj uygulamalarında kullanılır.
Altıgen başlı vida çubuğu, bir ucunda oluşturulmuş veya dövülmüş altıgen başlı dişli bir çubuktur. Tam uzunlukta dişli sapın altıgen başlı bir kombinasyonu, tek bir elemanda hem dönme torkunu (altıgen başlık aracılığıyla) hem de doğrusal kuvveti (diş yoluyla) iletebilen bir bileşen oluşturur. Bu, standart bir bağlantı elemanından farklı bir işlevsel gerekliliktir: çubuk öncelikle bir sıkıştırma cihazı değil, altıgen başlı döner girdiyi diş boyunca ilerleyen bir somunun veya kurşun somunun doğrusal yer değiştirmesine dönüştüren mekanik bir hareket dönüştürücüsüdür.
Kriko vidası, dişli bir arayüz aracılığıyla dönme hareketini doğrusal harekete dönüştüren bir cihazdır. Altıgen başlı vida çubuğu, bir kriko düzeneğindeki tahrik edilen elemandır: altıgen başlı bir anahtar, mandal veya elektrikli tahrik ile bağlanır ve sonuçta ortaya çıkan dönüş, dişli çubuğu sabit bir somuna veya kurşun somun yuvasına göre ilerletir veya geri çeker. Kriko vidasının mekanik avantajı, altıgen başlı tork girişinin, diş adımı ve giriş kuvvetinin uygulandığı yarıçap tarafından belirlenen, çubuk ucundaki doğrusal itme çıkışına oranıdır.
Daha ince bir diş adımı, daha yüksek mekanik avantaj sağlar (giriş torku birimi başına daha fazla doğrusal itme kuvveti), ancak dişin iyi yağlanmaması durumunda devir başına daha yavaş doğrusal hareket ve bağlanmaya karşı daha yüksek hassasiyet. Daha kaba bir adım, daha hızlı doğrusal ilerleme ve daha düşük mekanik avantaj sağlar ve kirli veya kirlenmiş ortamlarda daha fazla kendi kendini temizler. Kriko uygulamaları için diş formu seçimi, yük büyüklüğü, ilerleme hızı ve yağlama koşullarının tümü optimum seçimi etkileyen bu faktörler arasında bir dengedir.
Standart 60 derecelik V-diş formları (UNC, UNF, ISO metrik), birçok altıgen başlı vida çubuk kriko uygulamasında, özellikle diş temas gerilimlerinin V-diş kanadının kapasitesi dahilinde olduğu daha düşük yük seviyelerinde kullanılır. Bununla birlikte, bir V-dişin 60 derecelik kanat açısı, daha eksenel olarak yönlendirilmiş bir diş profiline kıyasla sürtünmeyi artıran ve verimliliği azaltan önemli bir radyal kuvvet bileşeni (diş kenarlarının sıkıştırma etkisi) oluşturur.
Daha yüksek yükte güç aktarımı ve daha zorlu kriko uygulamaları için trapez ve ACME diş formları belirtilmiştir:
Kriko vidası altıgen başlı vida çubuğu seçiminde önemli bir tasarım hususu, dişin kendinden kilitli mi yoksa revizyonlu mu olduğudur. Kendiliğinden kilitlenen bir diş, tahrik girişi kaldırıldığında harici frenleme olmadan yük altında konumunu koruyacaktır - dişteki sürtünme, eksenel yükün geri itilmesine direnmek için yeterlidir. Bakım torku kaldırılırsa, bir bakım dişi yük altında geri hareket edecektir, bu da pozisyonu korumak için harici bir fren veya kilitleme mekanizması gerektirecektir.
Kendiliğinden kilitleme koşulu, diş ilerleme açısı diş arayüzünün sürtünme açısından daha az olduğunda karşılanır. Çelik-çelik temaslı ve tipik yağlamalı standart V-diş ve ACME diş kombinasyonlarının çoğunda, diş kendiliğinden kilitlenir; bu nedenle cıvata üzerindeki somun uygulanan yükten dolayı gevşemez. Sürtünmeyi en aza indirmek için tasarlanmış yüksek verimli vidalar için (devridaimli bilyalı somun düzeneklerine sahip CNC takım tezgahlarında kullanılanlar gibi), dişli, tahrik edilen elemanın geri tahrik torku gerektirmeden hafif bir harici kuvvet tarafından yeniden konumlandırılmasına izin verdiği için kasıtlı olarak revizyondan geçirilecek şekilde tasarlanabilir.
Altıgen başlı vida çubukları çeşitli kriko, kaldırma ve doğrusal konumlandırma uygulamalarında kullanılır:
Güç aktarımında veya kriko uygulamasında altıgen başlı vida çubuğunun malzeme gereksinimleri, yapısal bağlantı elemanlarınınkinden farklıdır. Çekme mukavemetine ek olarak, diş temas gerilimi (birleşen diş kenarları arasındaki Hertz temas basıncı), aşınma direnci, döngüsel yükleme altında yorulma ömrü ve bazı uygulamalarda korozyon direncinin de değerlendirilmesi gerekir.
Orta karbonlu çelik (AISI 1045 veya eşdeğeri) ve alaşımlı çelik (AISI 4140, 4340), endüstriyel altıgen başlı vida çubukları ve kaldırma vidası düzenekleri için en yaygın malzemelerdir. Orta karbonlu çelik, kriko ve kaldırma uygulamalarının çoğu için yeterli bir güç, işlenebilirlik ve diş açma kapasitesi kombinasyonu sağlar. Gerekli mukavemet seviyesine kadar ısıl işleme tabi tutulmuş 4140 ve 4340 alaşımlı çelik kaliteleri, daha yüksek çekirdek mukavemetinin, geliştirilmiş yorulma direncinin ve ısıl işleme daha iyi yüzey sertliği tepkisinin malzeme maliyet primini haklı çıkardığı yüksek yük ve yüksek çevrim uygulamaları için belirtilmiştir.
Kriko uygulamalarında diş verimliliği ve aşınma ömrü, çubuğun yüzey işleminden ve yağlama rejiminden önemli ölçüde etkilenir. Gres veya yağlama maddesinden önce uygulanan çinko fosfat kaplama (Parkerizasyon), diş yüzeyinde yağlayıcının tutulmasını iyileştirir ve yerleştirme sırasındaki ilk aşınmayı azaltır. Aşınma direncini artırmak için yüksek çevrimli hassas kurşun vida uygulamalarında diş kenarlarındaki sert krom kaplama kullanılır. Dış mekan veya aşındırıcı ortamlar için çinko kaplama, sıcak daldırma galvanizleme veya paslanmaz çelik çubuk, uygulamanın diş toleransı gereksinimlerine göre dengeli seçimle belirtilir; daha kalın kaplamalar, çubuk ve somun dişleri arasındaki etkin boşluğu azaltır.
Güç aktarım kriko vidası düzeneklerinde, kurşun somun (vida çubuğu boyunca hareket eden somun veya çubuğun kendisine göre ilerlediği somun) genellikle çubuktan daha yumuşak bir malzemeden - tipik olarak bronz, pirinç veya asetal (Delrin) polimerden yapılır. Bu malzeme eşleştirmesi, somunu kasıtlı olarak fedakar aşınma bileşeni haline getirir. Aşınmış bir bronz somunu değiştirmek, tam vidalı çubuğu değiştirmekten önemli ölçüde daha ucuz ve daha kolaydır, bu nedenle somun, çok daha uzun bir servis ömrü boyunca boyutsal doğruluğunu korurken, tercihen aşınmaya yönelik olarak tasarlanmıştır. Bronz somunlar aynı zamanda doğası gereği daha iyi yağlama koruması ve çelik-çelik eşleşmelerine göre daha düşük sürtünme sağlayarak güç aktarım verimliliğini artırır ve belirli bir itme yükü için gereken tahrik torkunu azaltır.
Kriko ve güç aktarımı uygulamaları için tam dişli çubuk çubuk veya altıgen başlı vida çubuk belirleyen alıcılar, mühendisler ve satın alma ekipleri için aşağıdaki parametreler, doğru ürün özellikleri ve tedarikçi iletişimi için gereken minimum bilgileri temsil eder:
Karbon Çelik M16×300 Sınıf 8.8 Galvanizli / Siyah Tam Dişli Çubuk
M10×300 Karbon Çelik Sınıf 8.8 Galvanizli Tam Dişli Çubuklar
3/4*10" Çinko Kaplama / Siyah Oksit / Sıcak Daldırma Galvanizli B7 Dişli Çubuklar
Üçgen Kafalı Kriko Vida Çubukları
Alaşımlı Çelik M5 * 10 Çinko Kaplama Yuvarlak Başlı Altıgen Soket Vida
Alaşımlı Çelik M27 * 300 PTFE / Dacromet Kaplama B7 Dişli Çubuk Saplamalar