Kodėl varžto priveržimas laiko daiktus kartu?
Trumpas atsakymas: Priveržiant varžtą, jo spiraliniai sriegiai pasisuka taip, kad varžtas suartintų dvi dalis. Šis spaudimas sukuria trintį, kuri neleidžia dalims slysti ar atsiskirti, todėl jos lieka vietoje.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Sraigtas turi spiralinius sriegius, panašius į mažą rampą, apvyniotą aplink cilindrą. Sukant varžtą, tie sriegiai jį stumia giliau ir traukia abi dalis viena kitos link. Šis traukimas sukuria prispaudimo jėgą, kuri suspaudžia dalis.
Paviršiai spaudžiasi pakankamai stipriai, kad trintis (jėga, kuri priešinasi slydimui) neleistų joms judėti. Kuo stipriau sukate varžtą, tuo didesnė prispaudimo jėga ir trintis – iki saugios ribos. Jei naudojate poveržlę arba veržlę, jėga pasiskirsto, kad medžiagos nebūtų pažeistos.
Per stipriai priveržus, sriegiai gali suplyšti arba varžtas gali nulūžti, todėl darbui reikalingas tinkamas priveržimas.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio / dėsnio pavadinimas: Sraigtas veikia kaip paprasta mašina (pasvirusi plokštuma, apvyniota spirale) ir laiko daiktus sukurdamas prispaudimo jėgą ir trintį.
Kai varžtui taikoma sukimo jėga (sukimo jėga), sriegio spiralė paverčia šį sukamąjį judesį tiesiniu judėjimu išilgai varžto ašies. Tai sukuria ašinį išankstinį įtempimą (įtempimą varžte ir suspaudimą sujungtose dalyse). Gauta prispaudimo jėga suspaudžia dalis, todėl paviršiaus trintis priešinasi jėgoms, bandančioms jas pajudinti.
Sriegio žingsnis (kiek varžtas pasislenka per apsisukimą) ir varžto spindulys lemia mechaninį pranašumą: smulkūs sriegiai pasislenka trumpą atstumą per apsisukimą ir suteikia didesnį mechaninį pranašumą, o stambūs sriegiai pasislenka toliau per apsisukimą. Trintis sriegiuose taip pat sunaudoja dalį taikomo sukimo momento, todėl didesnis sukimo momentas nevirsta tik prispaudimo jėga. Inžinieriai matuoja ir nurodo rekomenduojamas varžtų ir sraigtų sukimo momento vertes, kad tvirtinimo detalė laikytųsi nepažeista.
Kaip mes tai žinome: Mechanika ir eksperimentai su deformacijos matuokliais ir sukimo momento įrankiais rodo ryšį tarp taikomo sukimo momento, varžto įtempimo ir jungčių prispaudimo. Standartiniai inžineriniai bandymai patvirtina saugius sukimo momento diapazonus skirtingiems varžtų dydžiams ir medžiagoms.
Pastebėk aplink
- Knygų lentynos surinkimas: varžtai sujungia lentas ir neleidžia lentynoms svyruoti.
- Automobilio rato veržlės: priveržkite veržles, kad ratas tvirtai laikytųsi prispaustas prie stebulės.
- Dviračio sėdynės spaustukas: varžtas arba varžtas suspaudžia sėdynės laikiklį, kad jis neslystų žemyn.
- Durų vyrių varžtai: laikykite vyrį pritvirtintą prie rėmo, kad durys tinkamai suktųsi.
- Elektronikos korpuso varžtai: tvirtai laikykite dangtelį, kad komponentai nejudėtų viduje.
Išbandymas
Pavadinimas: Paprastas sraigtinis spaustukas
Sauga: Būkite atsargūs su aštriais varžtų antgaliais ir neperveržkite; prireikus paprašykite suaugusiojo pagalbos.
Priemonės
- du maži mediniai kaladėlės
- 1 medsraigtis
- atsuktuvas
- liniuotė
- žymeklis
- poveržlė (nebūtina)
Žingsniai
- Sudėkite du medinius kaladėles ir pažymėkite, kur įstatysite varžtą prie krašto.
- Jei turite poveržlę, uždėkite ją ant varžto galvutės, tada pradėkite sukti varžtą per abu kaladėles, kol ji jas laikys, bet vis tiek leis jas šiek tiek atskirti.
- Švelniai pabandykite kaladėles atskirti ir atkreipkite dėmesį, kaip sunku jas pajudinti.
- Dar šiek tiek pasukite atsuktuvą, kad priveržtumėte varžtą, ir bandykite vėl atskirti kaladėles.
- Palyginkite, kiek kaladėlės juda prieš ir po papildomo priveržimo. Ką tai rodo: Priveržus varžtą, padidėja prispaudimo jėga ir trintis, todėl kaladėlės labiau priešinasi judėjimui.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- sriegis: tvirtinimo detalė su spiraliniais grioveliais (sriegiais), kurie sukimąsi paverčia judėjimu į priekį.
- Sukimo momentas: sukimo jėga, kurią veikiate atsuktuvu arba veržliarakčiu. Įtempimo jėga (išankstinis įtempimas): slėgis, kuris suspaudžia sujungtas dalis, kai varžtas priveržiamas.
- Trintis: jėga tarp paviršių, kuri priešinasi slydimui.
Dažni klausimai
Kodėl varžtai kartais atsilaisvina patys?
Vibracija ir besikeičiančios apkrovos gali sumažinti trintį ir leisti varžtui lėtai atsilaisvinti.
Kuo skiriasi varžtas ir varžtas?
Varžtai dažnai įkanda į medžiagą, kurią jie jungia; varžtai paprastai eina per dalis ir priveržiami veržle.
Ar galiu tiesiog kuo labiau priveržti varžtą?
Ne. Per didelis sukimo momentas gali pažeisti sriegius arba nulaužti varžtą; naudokite tinkamą priveržimo jėgą, atsižvelgdami į medžiagą ir tvirtinimo detalę.