I. Tipos de threads
Os threads são divididos em duas categorias principais de acordo com sua finalidade: threads de conexão e threads de transmissão.
1. Fios de conexão
As roscas de conexão são divididas em dois tipos: roscas comuns e roscas de tubos, usadas principalmente para conexão de componentes. Existem quatro roscas padrão comumente usadas, a saber: roscas comuns de passo grosso-, roscas comuns de passo fino-, roscas de tubo e roscas de tubo cônico.
① A forma da rosca comum é um triângulo equilátero (o ângulo da rosca é de 60 graus). A diferença entre roscas de passo fino-e grossas-é que sob o mesmo diâmetro maior, o passo das roscas de passo fino-é menor do que o das roscas de passo-grosso.
② O formato da rosca das roscas de tubos e das roscas de tubos cônicos é um triângulo isósceles (o ângulo da rosca é de 55 graus). As roscas de tubos são usadas principalmente para a conexão de tubulações de água, tubulações de óleo, tubulações de gás e outras tubulações. As roscas dos tubos são divididas em roscas de tubos cilíndricos e roscas de tubos cônicos, ambas em polegadas, e o passo é expresso pelo número de roscas em um comprimento de rosca de 25,4 mm.
As roscas dos tubos são ainda divididas em:
● Roscas de tubo não{0}}seladas (G): machos de rosca de tubo são usados para processamento de rosca interna e matrizes são usadas para processamento de rosca externa;
● Roscas de tubo vedadas (R): É necessária alta precisão e existem dois métodos de encaixe: roscas internas cilíndricas e roscas externas cônicas formam um ajuste "cilindro/cônico"; roscas internas cônicas e roscas externas cônicas formam um ajuste "cone/cone".
(1) O tamanho da rosca do tubo é um valor aproximado do diâmetro interno do tubo, não do diâmetro externo do tubo. Por exemplo, 1/2 polegada corresponde a DN15.
(2) A espessura da rosca do tubo é expressa pelo número de roscas por polegada e o passo convertido é decimal. Por exemplo, uma rosca de tubo de polegada G1 tem 11 roscas ao longo do eixo e seu passo é 25,4 ÷ 11 ≈ 2,309 mm. As roscas de tubos são usadas principalmente para a conexão de acessórios de tubos e peças de paredes-finas, com passo e tamanho de rosca pequenos.
● As roscas métricas são expressas pelo passo, enquanto as roscas americanas e britânicas são expressas pelo número de roscas por polegada.
● As roscas métricas têm um formato de rosca equilátero de 60 graus, as roscas britânicas têm um formato de rosca isósceles de 55 graus e as roscas americanas têm um formato de rosca isósceles de 60 graus.
Observação: os especialistas geralmente usam "fen" para se referir ao tamanho da rosca . 1 polegada é igual a 8 fen, 1/4 polegada é 2 fen e assim por diante (por exemplo, 1/2 polegada é 4 fen, 3/4 polegada é 6 fen).
2. Fios de Transmissão
Threads de transmissão são usados para transmitir energia ou movimento, e existem quatro threads padrão comumente usados:
1) Roscas trapezoidais: A forma da rosca é um trapézio isósceles com um ângulo de rosca de 30 graus, que é a rosca de transmissão mais comumente usada. Comparada com roscas retangulares, sua eficiência de transmissão é um pouco menor, mas possui boa processabilidade, alta resistência de raiz e bom desempenho de centralização. O parafuso de avanço das máquinas-ferramentas usa roscas trapezoidais para transmitir potência bidirecionalmente e o código da rosca é Tr.
2) Roscas dente de serra: Um tipo de rosca de transmissão que suporta força unidirecional. A forma da rosca é um trapézio isósceles, um lado forma um ângulo de 30 graus com a linha vertical e o outro lado forma um ângulo de 3 graus, formando um ângulo de rosca de 33 graus, com o código de rosca B. É usado apenas para suportar energia unidirecional. Devido à sua maior eficiência de transmissão e resistência do que as roscas trapezoidais, ele é frequentemente usado em mecanismos de suporte de força unidirecional-como prensas de parafuso e prensas hidráulicas.
3) Roscas retangulares: Usadas principalmente para transmissão de força. Sua característica é que a eficiência de transmissão é maior que outros threads, mas a dificuldade de processamento é grande e a força da raiz é baixa, portanto sua aplicação é limitada.
4) Roscas de módulo: Também conhecidas como roscas de engrenagem helicoidal, com ângulo de rosca de 40 graus, que possuem características de grande relação de transmissão, estrutura compacta, transmissão estável e bom desempenho de auto-travamento, utilizadas principalmente em dispositivos de redução.
II. Propriedades Mecânicas dos Parafusos
1. Graus: Os graus de resistência dos parafusos métricos incluem principalmente 10 graus de desempenho: 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9, 12,9.
Distinção e significado de parafusos de alta-resistência: os parafusos de grau 8.8 e superior são chamados coletivamente de parafusos de alta-resistência, e os graus restantes são chamados de parafusos de resistência-comuns.
2. Significado da marcação do grau de desempenho do parafuso: A marcação do grau de desempenho do parafuso consiste em duas partes de números, representando o valor nominal da resistência à tração e a taxa de escoamento do parafuso, respectivamente. Por exemplo, o significado de um parafuso com grau de desempenho 4.8 (Observação: grau 4.8 é um parafuso de{4}resistência comum, não um parafuso de-alta resistência) é:
(1) A resistência à tração nominal do material do parafuso é de grau 400MPa;
(2) A taxa de escoamento do material do parafuso é 0,8;
(3) A resistência ao escoamento nominal do material do parafuso é de grau 400×0.8=320MPa.
3. O grau de desempenho mecânico deparafusostem principalmente os seguintes quatro indicadores:
um. Indicadores de resistência (resistência à tração, limite de escoamento, limite de escoamento, tensão garantida);
b. Indicadores de dureza (dureza Vickers, dureza Brinell, dureza Rockwell, dureza superficial);
c. Indicadores de plasticidade e tenacidade (alongamento, resistência à carga em cunha, energia de absorção de impacto, firmeza da cabeça);
d. Indicadores da camada de descarbonetação (altura mínima da camada de rosca não{1}}descarbonetada, profundidade máxima da camada totalmente descarbonetada).
4. Explicação do substantivo
1) Resistência à tração (σb) (N/mm²): A força de tração máxima que um produto pode suportar por unidade de área, referindo-se à tensão máxima que um material metálico pode suportar antes de quebrar.
2) Carga garantida (SP) (N/mm²): De acordo com a classe e especificação do produto, uma determinada carga é aplicada sobre ele por um determinado período de tempo, e o produto pode suportá-la sem qualquer deformação permanente mensurável.
3) Ponto de escoamento (σs) (N/mm²): O ponto onde a deformação aumenta, mas a tensão não aumenta quando o material é esticado. Na curva de tração de produtos gerais de baixa-resistência, um ponto de escoamento óbvio pode ser exibido, que é o limite entre a deformação elástica e a deformação plástica do material; na curva de tração de produtos-de alta resistência, não há ponto de escoamento óbvio. Quando o limite de escoamento não pode ser medido, é permitido usar o método de medição do limite de escoamento.
4) Definição de limite de escoamento: É o limite de escoamento quando um material metálico sofre fenômeno de escoamento, ou seja, a tensão que resiste à micro-deformação plástica. Para materiais metálicos sem fenômeno de escoamento óbvio, é especificado que o valor da tensão que produz 0,2% de deformação residual é o seu limite de escoamento, que é chamado de limite de escoamento condicional ou limite de escoamento. A força externa que exceda este limite causará falha permanente da peça, que não pode ser recuperada. Por exemplo, o limite de escoamento do aço de baixo{6}}carbono é 207MPa. Quando a força externa ultrapassa este limite, a peça produzirá deformação permanente; quando for menor que esse limite, a peça pode retornar à sua forma original.
Observações:
um. A deformação do material é dividida em deformação elástica (pode retornar à forma original após a remoção da força externa) e deformação plástica (não pode retornar à forma original após a remoção da força externa e a forma muda, como alongamento ou encurtamento).
b. Quando a tensão excede o limite elástico, ela entra no estágio de escoamento e a deformação aumenta rapidamente. Neste momento, além da deformação elástica, ocorrerá também parte da deformação plástica. Quando a tensão atinge o ponto de escoamento, a deformação plástica aumenta acentuadamente e ocorrem pequenas flutuações na tensão e na deformação. Este fenômeno é chamado de rendimento. As tensões máxima e mínima neste estágio são chamadas de limite de escoamento superior e limite de escoamento inferior, respectivamente.
Como o valor do limite de escoamento inferior é relativamente estável, ele é usado como um indicador de resistência do material, denominado limite de escoamento ou resistência ao escoamento (ReL ou Rp0,2).
5) Dureza: A capacidade de um material metálico de resistir à indentação de um objeto mais duro é chamada de dureza. É uma quantidade física abrangente de desempenho do material, indicando a capacidade de um material metálico de resistir à deformação elástica, deformação plástica ou fratura dentro de um pequeno volume (indicadores comuns: dureza Vickers HV30, dureza Brinell HB, dureza Rockwell HRB e HRC, dureza superficial HV0.3).
6) Resistência à carga da cunha: Aplicar um teste de carga da cunha nos parafusos de cabeça sextavada, cabeça quadrada (quatro-cantos), face de flange hexagonal ou cabeça cilíndrica, ou seja, testar a resistência à tração do produto após adicionar um bloco de cunha sob a cabeça, visando detectar a resistência à tração do produto e sua firmeza de cabeça.
7) Alongamento (δ): O alongamento de um produto é a razão entre o alongamento após a fratura e o comprimento original antes da fratura.
① Ponto de escoamento: A tensão na qual a amostra pode continuar a se alongar (deformar) sem aumentar a força (mantendo-se constante) durante o teste.
② Ponto de escoamento superior: A tensão máxima antes da força diminui pela primeira vez quando a amostra cede.
③ Menor limite de escoamento: A tensão mínima no estágio de escoamento quando o efeito transitório inicial não é considerado.
Alguns aços (como o aço de alto{0}}carbono) não apresentam fenômeno de escoamento óbvio. Normalmente, a tensão na qual ocorre a micro-deformação plástica (0,2%) é considerada como o limite de escoamento do aço, que é chamado de limite de escoamento condicional.
8) Firmeza do cabeçote: Instale o produto em um suporte com furo inclinado e bata no cabeçote do produto. Paraparafusos-com rosca completaou parafusos, desde que não ocorra nenhum rompimento, mesmo que apareçam rachaduras na primeira rosca, será considerado como atendendo aos requisitos deste teste; para produtos de meia-rosca, nenhuma trinca deve ser gerada na cabeça, na superfície de apoio e no filete de transição entre a superfície de apoio e a haste do parafuso. De acordo com GB/T 3098.1, este teste deve ser realizado para parafusos com especificação menor ou igual a M16 e comprimento muito curto para realizar o teste de carga em cunha.
