铆钉的类型及其用途

精密加工是一个关键的制造过程，可通过使用最先进的CNC机器产生具有极高尺寸公差和优越表面饰面的组件。这些零件不仅是为了形状而设计的，而且还用于可靠的功能，精确的拟合和可重复性。

当工程师谈论“压力”时，它们的意思与考试焦虑或工作压力截然不同。在这里，压力是材料中每单位区域的内力。伸展橡皮筋或在拔河船上拉绳子，您会看到拉伸压力在作用中，这种压力使材料在负载下伸长。 在本文中，我们解释了什么是拉伸应力，它与压力应力和拉伸强度，关键公式以及chiggo如何将这些考虑因素纳入现实世界制造业的方式有何不同。 什么是拉伸压力？ 拉伸压力描述了当您尝试将其拉开时材料的反应。它导致材料沿施加载荷的轴伸长。正式地，它被定义为施加的力除以垂直于该力的横截面区域。 拉伸应力与压力应力 拉伸应力与压缩应力相反。当力起作用伸展或延长物体时，会发生拉伸应力，而当力挤压或缩短后，会发生压力。想象一下坚固的金属条：两端拉动，并且会遇到拉伸压力，略微拉长。将两端推动，好像试图沿其长度粉碎它，并且棒会遇到压力，缩短或凸起。 这些应力也可以同时在结构的不同部分发生。例如，当人或机器在混凝土地板板上移动时，平板的顶部表面被推入压缩，而底部表面则以张力拉伸。如果底部的拉伸应力太高，则可能会出现裂缝 - 这就是为什么工程师将钢筋放在那里抵抗张力的原因。 拉伸应力与拉伸强度 拉伸应力材料在给定时刻所经历的负载是每单位面积的力。它会根据施加力而升高和下降。抗拉强度相比之下，是固定材料的特性，它是材料在产生或断裂之前可以应付的最大拉伸压力。 实际上，工程师不断比较两者。如果零件中的实际拉伸应力保持在其拉伸强度以下，则该零件将略微伸展但保持完整。如果压力超过强度，则会发生故障。这就是为什么设计始终包括安全余量，确保现实压力远低于所选材料的已知强度的原因。 拉伸应力公式 拉伸时，拉伸应力在其拉伸时测量内力。它以一个简单的公式计算： σ= f / a 在哪里： σ=拉伸应力（在Pascals，MPA或PSI中） F =施加力（纽顿或磅） a =横截面区域（以mm²或英寸为单位） 这个方程告诉我们拉力的集中力量。较高的负载或较小的横截面会产生较高的应力。例如，悬浮在细线上的相同重量会产生比厚电缆上的压力要大得多。这就是为什么工程师大小的电缆，杆或横梁以保持压力远低于所使用材料的安全限制的原因。 但是，尽管这种公式给了我们压力的数值，但并未揭示材料本身将如何响应。它会突然突然折断，永久弯曲还是弹簧回到原始形状？为了回答这一点，工程师依靠压力 - 应变曲线。 了解应力应变曲线 为了创建应力 - 应变曲线，将测试标本（通常是Dogbone形）放置在拉伸测试机中。机器握住各端，并逐渐将它们拉开，将样品拉伸至破裂。在此过程中，连续测量施加的应力和所得应力（相对于原始长度的长度变化）。 将结果用X轴的应变绘制，并在Y轴上的应力。在此曲线上，可以识别几个关键点： 弹性区域 起初，压力和应变是成比例的。这是弹性区域，其中胡克定律适用（σ=e猛）。该线性部分的斜率是弹性模量（Young的模量），一种刚度的度量。在该区域中，一旦卸下负载，材料将返回其原始形状。 产量点 随着加载的增加，曲线从直线偏离。这是产量点，弹性行为结束，塑性（永久）变形开始。除此之外，即使卸下负载，材料也不会完全恢复其原始形状。 终极拉伸强度（UTS） 曲线持续向上进入塑料区域，达到峰值。这个最高点是最终的拉伸强度（UTS），它代表材料在颈部（局部变薄）开始之前承受的最大压力。 断裂点 在UTS之后，曲线随着样品颈的倾斜而向下倾斜，无法再承担那么多的负载。最终，材料在断裂点断裂。对于延性材料，由于颈部，骨折的应力通常低于UTS。对于脆性材料，裂缝可能会突然发生在弹性极限附近，而塑性变形很小。 拉伸压力的实际应用 在材料被拉，悬挂或拉伸的任何情况下，拉伸压力决定了它是否可以安全地承担负载或是否会失败。以下是一些关键应用程序和示例： 桥梁和建筑 想想悬挂桥，例如金门桥 - 悬挂在塔之间的巨大钢电缆处于恒定的拉伸压力下，支撑道路和车辆的重量。工程师为这些电缆选择高强度的钢，以便他们可以处理重负荷以及诸如风或地震等额外的力量而不会失败。现代建筑也巧妙地使用了紧张。例如，在预应力的混凝土中，钢质肌腱被嵌入并拉伸，以便梁可以安全地处理载荷。 电缆，绳索和链条 许多日常系统还直接依赖拉伸压力。以电梯为例：其钢电缆处于恒定的张力，不仅承载汽车的重量，而且还带有加速或停止时的额外力。起重机以相同的原理运行，使用高应答电缆安全地抬起和移动重载。即使在像吉他这样简单的东西中，拉伸压力也会发挥作用 - 越紧手起来钉子，琴弦的张力越大，这会使音高提高，直到推到太远的话，琴弦最终会破裂。 机器和螺栓 在机械工程中，拉伸应力同样重要。通过稍微拉伸飞机或汽车发动机工作中的螺栓和螺钉 - 由此产生的拉伸应力会产生将零件固定在一起的夹紧力。如果螺栓的压力过高（拧紧时扭矩过多或使用过多的负载），它可能会产生和失败，可能导致机器分开。这就是为什么螺栓通过表明其产量和拉伸强度的等级进行评分的原因，以及为什么将临界螺栓拧紧到指定的紧张局势的原因。 […]

什么是管道线？ 管螺纹是螺丝线程专为连接管道和配件而设计。它们允许将管道拧紧在一起，形成一个紧密的压力密封，用于流体或气体。管道线程有两种基本类型： 锥形线直径逐渐减小，形成锥状形状。 平行（直）线沿其长度保持恒定直径。 锥形管螺纹对于实现泄漏密接头尤为重要。当雄性和雌性锥形线被拧紧时，它们会互相楔入并形成压缩拟合度。这种锥形楔子会产生密封和强大的机械固定。但是，即使是经济良好的金属线的间隙也很小，因此通常将密封剂（例如水管工的PTFE胶带或管道涂料）应用于螺纹上，以填充任何空隙并确保完全无泄漏的连接。 另一方面，平行（直（直）管道线不提供密封；他们拧在一起而无需楔入。直线螺纹通常用扁平的洗衣机，O形环或垫圈密封，以防止泄漏。两种类型的线程都是常见的，但是选择取决于应用程序的密封需求。例如，花园软管使用带有橡胶洗衣机的直线来密封，而钢制管道则使用带胶带的锥形线。 什么是Tap Drill图表？ Tap Drill图表是一张表格，可以告诉您在敲击线程之前要使用哪个钻头。钻得太大的孔，螺纹将很浅，容易泄漏。钻得太小，在切割过深的螺纹时，水龙头可能会结合甚至破裂。遵循图表可为您提供最佳的线程参与度，通常约为75％，这可以使强度与轻松敲击。换句话说，大约四分之三的全螺纹高度形成，在敲击过程中产生强烈的固定，没有过多的扭矩。在下一部分中，我们将重点介绍北美最常见的管道螺纹标准：NPT：NPT，并为NPT管道TAPS提供全面的Tap Drill图表。 了解NPT（国家管道锥度）线程 NPT代表国家管道锥线。它是美国和加拿大用于管道，空气软管，燃油管线和许多其他应用的标准锥形管线。如果您曾经将PTFE（Teflon）胶带包裹在管道或安装中，那么您很可能已经使用了NPT线。这些线的比例为1:16，这意味着每16英寸长的直径增加1英寸（每英尺约0.75英寸）。相对于管道的中心线，这对应于1.79°半角度。这似乎似乎很小，但是足以确保雄性NPT拟合被拧入女性端口，它们越远，螺纹楔子更紧密，从而产生了自封的干扰。 NPT使用与标准的美国螺纹相同的60°螺纹轮廓，但具有扁平的波峰和根源，以增加强度。在ANSI/ASME B1.20.1中定义了所有临界维度和公差，包括每英寸线（TPI），音高直径限制和线程接合长度。管道尺寸由名义内径（例如½“或¾”）命名，但该数字不能反映实际的外径。例如，¾“ NPT管道的测量约为1.050”。此外，由于诸如BSPT和NP之类的标准共享标称大小，但使用不同的音高或线程表单，因此您必须指定名义大小（以匹配OD）和TPI（以匹配线程螺距）以选择正确的点击或拟合。 为了给出正式的NPT几何感，以½英寸的NPT线程为例：它具有14个TPI和16个锥度的1个。螺纹形式是扁平的60°“ V”，其半角度的圆锥形为1°47'24''（1.7899°），与中心线同样应用于男性和女性线。当您手动安装配件时，大约3-4个线（“ L1尺度长度”）的尺寸很小；然后，使用扳手添加另外1.5-3个“扳手化妆”线以完成密封。 您经常会看到商店的速记，例如“ MIP/FIP”或“ MNPT/FNPT”（雄性/雌性铁管或NPT），以区分外部线和内部线，而ANSI则将其称为外部或内部NPT，但昵称使其很快识别出哪个在商店地面上。 NPT线程如何工作 因为雄性和女性线都是锥形的，因此拧紧它们会产生楔子效果。螺纹侧面互相挤压，形成一个机械强度且非常紧密的关节。您会注意到，只需几回合后，正确收紧的NPT关节就会感到贴合 - 这是锥度完成工作的锥度。不过，NPT线程并不是完全防漏的。螺纹之间存在很小的螺旋间隙，如果您不使用密封剂，则可能会泄漏。这就是为什么安装程序在组装前将雄性螺纹包裹在液体/粘贴密封剂上的雄性线：它可以润滑螺纹并填充微间隙，从而确保气体或水密密封。在燃油气或液压系统中，切碎的胶带可以堵塞阀，技术人员通常更喜欢糊密封剂。 NPT线程的应用 NPT线程在日常和工业环境中无处不在。住宅水和天然气管道依赖于NPT配件来可靠泄漏。气动工具和空气压缩机在软管，阀门和快速连接耦合器上使用NPT连接器。在汽车和重型机械中，NPT配件可为传感器（例如油压发件人）和流体线（制动或冷却液系统）提供，并为其简单起见以及广泛的现成零件而珍贵。由于符合ANSI的水龙头，死亡和配件都遵循相同的规格，因此您可以不用担心混合品牌。这种通用的兼容性使NPT成为北美的首选管道。 NPT Tap Drill图表 当在孔中创建内部NPT螺纹（例如，敲击管道装件或储罐中的一个孔中的孔）时，您必须首先钻一个适当的尺寸孔。由于NPT螺纹是锥形的，因此钻孔通常比水龙头的最大直径小一点，以使水龙头随着锥度的前进而切割锥度。下面是通用管道尺寸的全面NPT Tap钻图： 名义管尺寸（英寸）每英寸线（TPI）点击钻（英寸）抽气钻（mm）线程参与（％）1/16270.2426.15〜75％1/8270.3328.43〜75％1/4180.4375（7/16英寸）11.11〜75％3/8180.5625（9/16英寸）14.29〜75％1/2140.7031（45/64英寸）17.86〜75％3/4140.9063（29/32“）23.02〜75％111½1.1406（1-9/64英寸）28.97〜75％1¼11½1.4844（1-31/64英寸）37.70〜75％1½11½1.7188（1-23/32英寸）43.66〜75％211½2.2188（2-7/32英寸）56.36〜75％2½82.6250（2-5/8“）66.67〜75％383.2500（3-1/4英寸）82.55〜75％3½83.7500（3-3/4英寸）95.25〜75％484.2500（4-1/4英寸）107.95〜75％ 笔记： 上面列出的Tap Drill尺寸假定直接敲击而无需转换。线程参与度（％）表示已达到的全线深度的百分比 - 典型的管道螺纹典型，平衡关节强度和敲击扭矩。括号中的钻头大小是标准字母或折射尺寸的标准尺寸（例如1/8-27 NPT使用字母Q钻，0.332“）。 管道水龙头是锥形的，因此您必须深入到足够深的深处以形成正确的螺纹锥度。制造商通常会指定所需的卷入线数，也可以使用NPT插头量表进行验证。定期退缩以清除芯片并在挖掘金属时使用切割液 - 水管水龙头由于直径较大和锥度而去除大量材料。 如果有锥形介孔器，您可以先用1:16锥形铰刀在攻击之前将钻孔钻孔。这会减少敲击扭矩，并可以在孔的末端稍微增加螺纹互动。但是，大多数字段和DIY应用都使用上面显示的直钻和tap方法，该方法提供了足够紧密的接头。 将NPT与其他线程类型进行比较 NPTF（国家管道锥度燃料） 这是一个干密封的锥形管螺纹，通常称为dryseal NPT或管道螺纹燃料。它具有与标准NPT相同的锥度（1:16）和线螺距，也具有60°螺纹角度。关键区别在于螺纹的顶峰和根设计：NPTF线在波峰和根上的间隙为零，从而形成了一种干扰拟合，可将金属对金属固定而无需任何密封剂。这使得NPTF非常适合对超透露率敏感的应用，即使是微小的泄漏或密封剂污染也是不可接受的。尽管NPTF和NPT具有尺寸并将其物理贴合，但仅交配NPTF雄性和女性会产生干密封。 NPTF由ANSI/ASME B1.20.3定义，而标准NPT则使用B1.20.1。 典型用途：高压液压系统；燃料系统；和其他流体功率应用（例如，制动系统组件或燃油轨配件）。 NPS（国家管道直线） 该螺纹标准具有与相应的NPT大小相同的螺纹角，形状和音高，但它是直（平行）而不是锥形的。虽然NPS线将拧到相同尺寸和TPI的NPT拟合上，但其缺乏锥度会阻止楔形密封件，并且可能会泄漏。 NPS线用于机械连接或由O形圈或垫圈等单独元素提供密封的地方。 典型用途：电导管螺纹（通常称为NPSM），消防软管耦合或大型直径水管工会以及燃气灯笼或老式的管道工会，密封垫圈或垫圈会产生密封。 […]