螺纹紧固件的类比、类型、尺寸标注等

螺纹紧固件的类比、类型、尺寸标注等

螺纹紧固件是工程领域中不可或缺的基础元件，广泛应用于各种结构和设备的连接。从电子设备到大型机械，从航空航天到汽车制造，螺纹紧固件以其独特的力学性能和多样化的类型，满足了不同应用场景的需求。本文将为您详细介绍螺纹紧固件的各类知识，包括其工作原理、主要类型、尺寸标注以及在不同行业中的应用。

定制 数控紧固件 为众多工程应用提供关键的强度和稳定性特征。在我们的日常生活中，我们难以想象如果连接不安全且不持久，有多少结构、机器和产品会变得不安全和不可靠。

定制紧固件在当今的行业中广泛使用，用于将电子设备和大型设备等所有部件固定在一起。螺纹紧固件的功能是将零件紧紧挤压在一起。预期的压缩是由于螺钉具有拉伸能力，因此可以提供强大的夹紧力。自古以来，工业界就一直使用螺纹螺钉和螺栓，对它们的需求也一直在增长。继续阅读，了解这些看似微不足道的部件如何在许多不同的领域得到应用。

为什么螺纹紧固件最常用？

螺纹紧固件适应性

螺纹紧固件已适应最新的工程要求。如今，市场上有很多选择。紧固件专家表示，95% 的问题是由于紧固件类型或应用错误而发生的。紧固件的强度和耐用性有三个方面：设计、材料和涂层。

螺纹紧固件的组件

典型的螺纹紧固件组件包括；

斜角头：

斜角螺纹紧固件

这些头带有边缘，通常呈斜角，以避免造成伤害的尖角。这些角度使扳手或套筒能够更正确地安装到拧紧或松动的螺母和螺栓中。

扳手平头

扳手平面是紧固件头部顶部的平面。这些表面使扳手或套筒有牢固的支撑，以实现固定时的正确扭矩。

承重垫圈表面

垫圈表面需要与承受更大表面张力的头部直接接触。它可防止紧固件的边缘切入其所压的表面。

圆角边缘

在紧固件头部正下方使用并铸造圆形圆角边缘，以防止磨损并提供动力。此弯曲过渡区域可减少应力并有助于将头部连接到杆部。

光滑的柄部

光滑的柄部是测量紧固件直径的关键点。此部分没有任何螺纹，在固定时可以与钻孔对齐。

线程转换区

柄部和螺纹部分之间存在过渡区域。该区域确保从无螺纹区域到螺纹区域的轻微过渡，以最大限度地减少应力集中。

螺纹段长度

螺纹部分的长度表示紧固件的一部分具有外螺纹的长度。其长度还取决于栏杆的预期应用和负载模式。

锥形入口点

螺纹入口呈锥形，这使其更容易与内螺纹对齐，因此外螺纹可以轻松啮合。该功能有助于避免螺纹交叉，并使组装变得简单。

螺纹紧固件的工作原理：关键力学原理说明

螺纹紧固件的原理

螺纹紧固件是通过圆柱轴上的螺旋脊将材料组装到紧密固定的零件或部件上。 紧固件制造工艺 将旋转扭矩转化为材料之间稳定的线性力，具有良好的张力。任何位于轴外的螺纹（如螺栓）都是公螺纹，而位于轴内的螺纹（如螺母）都是母螺纹。内螺纹和外螺纹均控制连接材料的剪切应力和张力。

螺丝在各行业的用途

工业紧固件应用

紧固件制造具有良好的抗拉能力，可抵抗拉力或拉力，并且不易移动。这些特性使它们适用于各种材料的非永久性连接。航空航天、建筑、农业和 汽车紧固件 是实现组件预期最佳性能所必需的。

适用于各种用途的螺纹紧固件类型

不同的设计思路

现代螺纹铆钉有多种款式，以满足对连接材料的特定要求。选择螺纹螺柱时，可以选择其头部类型、螺纹数量和材料硬度，这些都是实现特定性能的必要决定因素。

螺纹紧固件的主要类型包括：

• 螺纹螺母 – 一种带有螺纹孔的紧固件，用于与螺栓上的螺纹相对，有多种形式，用于紧紧扣住材料。
• 螺栓 – 带有外部阳螺纹的紧固件，用于连接涉及阴螺纹部件或螺母的结构。
• 螺纹螺钉 – 虽然螺钉通常带有螺母螺纹，但它是自攻螺纹，适用于几乎任何尺寸或形状的直接材料。
• 螺纹垫圈 – 它们有助于在表面分散负载，以防止损坏，并在拧紧螺丝、螺栓或螺母时保持稳定。

上述紧固件类型有各种子类型，包括六角螺栓、机器螺钉、金属板紧固件等；这些紧固件可以采用不同的材料和等级购买，以满足特定用途。

特殊用途螺钉和螺栓

高性能紧固件用于需要更高强度、更耐腐蚀或不同几何形状的应用。有时，标准紧固件不够用，制造商可以制造定制螺纹紧固件。一些例子是用于将结构钢连接到混凝土基础的锚栓，以及用于支撑非常重型的工业设备的管道吊架或电缆托盘。

螺钉与螺栓类似，但通常具有不同的头部。通常，它们用于主要接头承受较大负载的情况。紧固件通常可以根据重量、强度和成本进行定制。此外，塑料紧固件的使用也在不断增长，特别是在电子产品中，因为它们使维修工作的组装和拆卸非常方便。

螺纹紧固件符号和规格 – 基本指南

螺纹紧固件通常在产品上带有编码或标注。它提供了重要信息，可帮助您为合适的工作选择合适的紧固件。

紧固件符号指定：

• 光驱类型 – 描述安装所需的工具或驱动器类型。常见的驱动螺钉类型有十字槽螺钉、内六角螺钉、方形螺钉和星形螺钉（仅供特定用途）。
• 头部形状 – 显示紧固件头部的外观；根据所需的设计，可以是扁平的、圆形的、平头的、六角形的、椭圆形的等等。
• 材料– 影响紧固件强度的最关键决定因素之一。这些因素包括适合承受负载的高强度钢，以及用于其他不需要太多强度的用途的较轻合金和塑料。
• 测量 - 符号可以是直径、螺纹数和长度。美国紧固件往往使用英寸尺寸，而公制系统在世界各地使用，尺寸以毫米为单位。

从紧固件上的注释中获取有关紧固件的初步信息，以使组件与应用要求相匹配，从而确保其可靠性和性能。

了解螺纹紧固件的夹紧力要求

为了保证机械强度，紧固件的夹紧力必须高于实际条件下施加的最大负载。这一临界力有助于将紧固件的伸长率限制在其安装伸长率范围内。如果超过此伸长率，组件可能会发生屈服变形甚至疲劳失效。

每个紧固件都标有该特定螺纹紧固件能够提供的最大夹紧力。预期额定值低于屈服点，因此在再次松开和拧紧时可保持紧固件的完整性。遵守此类尺寸可确保避免损坏并延长紧固件和组件的使用寿命。

为什么扭矩规格优于直接夹紧力？

夹紧增强器

在实际应用中，例如在装配线上，很难直接测量夹紧力。然而，扭矩规范是一种间接方法，可以保证施加足够的夹紧力。扭矩定义为施加在紧固件上的旋转力，比夹紧力更容易量化，尤其是在高生产线上。

对于每个螺纹连接，施加的扭矩与实际夹紧力相对应。然而，它不是线性函数，取决于紧固件的材料、螺距和螺纹直径等。因此，在夹紧平面内可以获得相同的扭矩水平和不同的夹紧力。设计工程师需要确定每次都能提供所需夹紧力的正确扭矩。

影响螺纹紧固件扭矩和夹紧力关系的因素

扭矩和夹紧力之间的相互作用取决于设计的几个因素。关键因素包括：

• 材料成分 – 紧固件和连接部件的材料都会影响扭矩到夹紧力的转换。
• 螺纹螺距和直径 – 当螺纹较细时，仅需旋转少量圈数即可达到所需的夹紧力，但是当螺纹直径较大时，则需要旋转更多圈数才能达到相同的夹紧力。
• 润滑和摩擦 – 润滑或差动摩擦可以改变扭矩与夹紧力的比例。

了解这些要素可以帮助工程师获得紧固件的正确扭矩规格，从而为各种应用提供合适的夹紧力，确保可靠性和安全性。

螺纹紧固件与非螺纹紧固件：优点和缺点

决定使用螺纹紧固件还是非螺纹紧固件在很大程度上决定了强度和项目灵活性。螺栓和螺钉是另一种螺纹紧固件，具有螺旋螺纹，在材料连接中起着作用。非螺纹紧固件包括销钉和夹子，它们不像螺纹紧固件那样连接组件。

以下是各种结构优缺点的比较。

螺纹紧固件的优点

螺纹紧固件

螺纹紧固件提供高夹紧力，通常很可靠。它们适用于需要长期安全连接的情况。它们还可以快速调整，这使得对齐和重新拧紧变得简单。

此外，这些紧固件有多种尺寸可供选择，由不同的材料制成，增加了在任何项目中使用的可能性。出于维护目的，螺纹选项可以轻松拆卸和重新安装，而不会影响组件。此外，螺纹锁定化合物有助于防止振动导致零件松动并最终脱落。

使用螺纹紧固件会增加复杂性，尤其是在大型项目中需要花费大量时间的情况下。如果在安装过程中没有采取适当的预防措施，螺纹交叉可能会损坏螺纹和材料。专用螺纹紧固件通常比标准紧固件更昂贵，这可能会对项目的财务状况造成挑战。

无螺纹紧固件的优点

非螺纹紧固件

无螺纹紧固件更易于在安装中使用，以便快速完成工作或重复使用。它们易于获得，无需太多准备即可轻松使用，通常用于 DIY 或不太复杂的用途。便宜的无螺纹紧固件价格较低，但性能仍然良好。这些设计是低调的，因此它们没有大的表面突起，使其适合需要平坦表面的应用。

非螺钉紧固件的局限性

非螺纹紧固件通常只能提供有限的夹紧力，这对于需要很大力的应用来说可能不够。另一个问题是灵活性：一旦安装非螺钉类型的紧固件，拆卸或更换也会更加困难。尽管如此，在结构需要高强度的情况下，并非所有建筑和工程材料或应用都能承受非螺纹紧固件。

正确的紧固件取决于项目的需求。螺栓和螺钉非常坚固且用途广泛，但对于轻型工作来说可能有点过头了。非螺纹紧固件更便宜，并且可以轻松连接，但螺纹紧固件的紧固力和灵活性无法相比。因此，根据用户的需求，可以将两种类型作为互补应用，以实现最佳结果。

螺纹紧固件：基本基础知识

机械紧固需要螺钉、螺栓和螺母，因为它们提供的紧固件具有强力、可拆卸、可逆的力，并且可以重复使用。

螺纹主要尺寸（英制）

定义螺纹时，英制系统会考虑几个规范以确保兼容性、强度和适合性：

• 螺纹形式 – 表示螺纹的外观，或螺纹的横截面形状。多年来，螺纹设计有各种规格，早期类型包括 Sharp-V 螺纹，目前通常使用的螺纹包括美国国家螺纹和统一螺纹。
• 螺纹系列 – 螺纹系列显示每英寸的螺纹数 (TPI)，并且这些螺纹根据其粗细程度分为细、中、粗和超细。
• 大直径 – 螺纹的最大尺寸，给出紧固件的尺寸和强度。直径用于检查内螺纹和外螺纹之间的正确螺纹配合。
• 适合等级： 螺纹根据配合等级分为：1 级（较松）、2 级和 3 级（紧密配合）。1 级设计用于快速组装的自由配合，2 级设计用于商业配合，3 级设计用于高精度应用的强制配合。
• 每英寸螺纹数 (TPI)： 测量结果说明了紧固件长度方向上螺纹的密度。较高的 TPI 值是指每英寸的螺纹数量，这意味着螺纹较细，因此可以逐渐拧紧。

螺纹形状类型

线程类型

建立了不同类型的螺纹形状来满足独特的应用需求：

• 统一线程： 目前已在美国、加拿大和英国广泛使用。它兼具刚度和组装能力。
• 公制螺纹： 公制螺纹在外观上与统一螺纹相似，但以毫米为单位，供世界各地使用。
• 方形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹： 这些螺纹最常用于强度和耐用性至关重要的动力传输部件，例如齿轮和丝杠。
• 关节螺纹： 这些通常是在金属板或铸件上切割而成，而且比较粗糙，用于精度不是主要考虑因素的地方。常见的例子包括：瓶盖和灯泡插座等。

螺纹系列及其用途

根据预期的装配要求，每个螺纹系列都有特定的用途：

• 粗螺纹 (UNC)： 粗螺纹最适合用于使用塑料和铸铁等普通材料且需要快速简便连接的行业。
• 细牙螺纹 (UNF)： 细线具有更好的夹紧力，这对于需要高强度的汽车和航空来说至关重要。
• 超细螺纹 (UNEF)： 细螺距螺纹适用于人们想要实现最高啮合水平的小区域，用于预计会出现高应力或短啮合的应用中。
• 等螺距螺纹： 当标准螺纹系列不够用时（例如大直径或高压应用），需要使用具有恒定螺距的非标准螺纹。标准螺距范围为 8、12 和 16 个螺纹。

螺纹配合等级

螺纹分为三个主要配合类别，它们决定了紧固件与其对应部分的配合精度：

• 1类： 间隙配合，即零件之间存在自由间隙，非常适合在低公差系统中应用。
• 2类： 螺栓、螺钉和螺母最常见的配合是自由运行配合，它提供了紧密而又灵活的配合，非常适合标准化产品。
• 3类： 精密配合用于需要紧公差、工具和可能振动的高应力区域的应用。

在技​​术图纸中呈现螺纹

绘制螺纹

为了便于理解，工程图上以符号形式表示螺纹部分。英制螺纹标注通常包括：

• 直径： 以分数或小数表示的长径。
• 每英寸螺纹数 (TPI)： 这些显示了线程的密度。
• 螺纹形式： 例如统一党或美国国民党。
• 螺纹系列和配合等级： 无论是粗、细还是超细，以及适合等级，用 1、2 或 3 表示。
• 内部或外部指定： 它们被命名为“A”（表示外螺纹）或“B”（表示内螺纹）。

公制螺纹规格

公制螺纹符合 ISO 系列，与统一螺纹一样，但它们以毫米为单位进行测量。公制螺纹的基本要素包括：

• 符号“M”： 表示公制螺纹。
• 直径和螺距： 以毫米为单位，后跟“x”符号，例如 M16 x 1.5。
• 公差等级： 它使用小写字母表示外螺纹，大写字母表示内螺纹，来表示螺距和小径的精度。

代表线程：传统与替代

在图纸上表示螺纹有两种常用方法：

• 常规表示： 仅绘制观看者理解图像所需的线条的视图，通常用于没有复杂性的简单绘图。
• 替代表示： 提供螺纹形状的更详细视图，这在需要强调螺纹轮廓细节的复杂螺纹中很有用。

滚压螺纹与切削螺纹

滚压螺纹与切割螺纹

可以通过两种主要方法创建线程：

• 剪断螺纹： 从材料去除过程来看，对于内螺纹使用丝锥之类的工具，对于外螺纹使用板牙之类的工具。
• 滚压螺纹： 滚压螺纹是通过将材料放入螺纹形状中制成的。这样可以制造出强度更高、螺纹体尺寸更小的螺纹。它们通常用于需要高抗拉强度的应用中。在此过程中，金属会经历冷加工。

Prolean Tech 的定制紧固件

ProleanTech 生产各种螺纹紧固件以满足行业需求。每件产品都经过质量测试，以保证其在现场能够达到预期的性能。为了满足市场需求，ProleanTech 还提供值得推荐的、经过验证且价格合理的解决方案。

所有这些替代品都经过仔细的质量和耐磨性能检查，以满足 ProleanTech 的要求。如果客户选择提出请求，这些选项可以免费使用，从而确保它们高度灵活且非常有效。紧固件替代品的生产和销售没有商标符号，以避免产品识别混淆。