Bakım İçin ISO Metrik Cıvataların Seçimi ve Güvenli Kullanım Kılavuzu

Tek bir küçük cıvatanın arızası nedeniyle kullanılamaz hale gelen yüksek değerli bir hassas ekipmanı düşünün; ortaya çıkan kayıplar felaket olabilir. Mekanik bakımda, cıvata ve somunlar önemsiz görünebilir, ancak ekipmanın güvenli ve istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlamak için kritik öneme sahiptirler. Ancak, mevcut çok çeşitli metrik cıvata ve somunlarla, bunları nasıl doğru bir şekilde tanımlayabilir, doğru bir şekilde seçebilir ve güvenli bir şekilde sabitleyebilirsiniz? Bu kılavuz, bu görevler için net, pratik talimatlar sağlar.

Modern makinelerin montajı ve bakımı sırasında, cıvata ve somunlar hayati bir rol oynar. Çeşitli parçaları birbirine bağlayan, ekipmanın yapısal bütünlüğünü sağlayan temel bileşenlerdir. İlk bakışta, tüm metrik cıvatalar benzer görünebilir, ancak gerçekte, diş tipi, mukavemet sınıfı ve boyutsal özellikler açısından önemli ölçüde farklılık gösterirler. Yanlış seçim veya kullanım, ekipman arızasına ve hatta güvenlik tehlikelerine yol açabilir. Bu nedenle, metrik cıvata ve somunların özellikleri hakkında derin bir anlayış, uygun seçim ve sabitleme teknikleriyle birlikte, mekanik bakım personeli için esastır.

Bu kılavuz, fabrika ve mekanik bakımda çalışan profesyoneller için tasarlanmıştır ve ISO metrik cıvata ve somunlar hakkında temel bilgiler sağlayarak, yedek parçaları doğru bir şekilde tanımlamalarına ve kullanmalarına yardımcı olur, güvenli ve güvenilir ekipman çalışmasını sağlar. Endüstriyel ortamlarda en sık kullanılan metrik cıvata ve somunlara odaklanacak ve tanımlama ve uygulama için pratik ipuçları sunacağız.

ISO standardı, birden fazla özel diş tipini tanımlar, ancak çoğu mekanik ekipmanda yalnızca ikisi yaygın olarak kullanılır: standart adım ve ince adım. Diğer diş tipleri öncelikle hassas aletler veya optik ekipman gibi özel cihazlar için ayrılmıştır.

Adım, bitişik dişler arasındaki mesafeyi ifade eder ve milimetre cinsinden ölçülür. Standart adım dişler, çoğu genel amaçlı bağlantı için uygundur, ince adım dişler ise daha yüksek kilitleme kuvveti veya titreşim direnci gerektiğinde kullanılır.

Aşağıdaki tablo, endüstriyel makinelerde en yaygın diş çapı ve adım kombinasyonlarını listelemektedir:

En düşük sınıf cıvata ve somunlar hariç, tüm metrik bağlantı elemanları mukavemet tanımlama işaretlerine sahiptir. Bu işaretler, yük taşıma kapasitelerini hızlı ve doğru bir şekilde belirlemeye yardımcı olur.

Cıvata kafaları tipik olarak bir ondalık nokta ile ayrılmış iki sayı ile damgalanır. Tam aralık, 3.6'dan 14.9'a kadar on sınıf içerir, ancak endüstriyel ortamlarda yaygın sınıflar 8.8, 9.8, 10.9 ve 12.9'dur. Cıvata kafası ayrıca bir üretici kodu (genellikle iki veya üç harf) içerir.

İlk sayı, cıvata çeliğinin çekme mukavemetini, kabaca metrekare başına 10 kg cinsinden ölçülen kesit alanı başına gösterir. Örneğin, 12.9 sınıfı bir cıvata, kırılmadan önce metrekare başına en az 120 kg'a dayanacaktır. Benzer şekilde, 8.8 sınıfı bir cıvata, metrekare başına 80 kg'lık bir kırılma yüküne sahiptir.

Bir cıvata kademeli olarak bir yük taşıdığında, bir yay gibi hafifçe uzar. Yük serbest bırakılırsa, orijinal uzunluğuna döner. Ancak, cıvatanın tamamen iyileşmeyeceği ve bunun yerine kalıcı olarak gerileceği bir sınır vardır; bu, akma noktasıdır. Cıvata kafasındaki ikinci sayı, cıvatanın gerilmeye başlamadan önce dayanabileceği çekme mukavemetinin yüzdesini temsil eder.

Örneğin, 12.9 sınıfı bir cıvata, yük kırılma yükünün %90'ına ulaştığında gerilmeye başlar. Benzer şekilde, 9.8 sınıfı bir cıvata, kırılma yükünün %80'inde gerilmeye başlar.

Somunlardaki mukavemet işaretleri, cıvatalardakilerden daha zor tanımlanır. Sayılar veya sınıfı gösteren saat yönü gibi nokta ve çizgi desenleri olarak görünebilirler.

Somun sınıfı her zaman cıvata sınıfına eşit veya bir seviye daha yüksek olmalıdır. Örneğin, 8.8 sınıfı bir cıvata, 8 veya 9 sınıfı bir somunla eşleşmelidir. 12.9 sınıfı bir cıvata, 12 veya 14 sınıfı bir somunla eşleşmelidir.

Daha önce belirtildiği gibi, bir cıvata kademeli olarak bir yük taşıdığında, bir akma noktasına (kalıcı gerilmenin başladığı yer) ulaşır. Yük artmaya devam ederse, cıvata kırılma noktasına ulaşır. Standartlar, cıvatanın gerilmesi için gereken yükün tipik olarak %90'ı olan bir "kanıt yükü" tanımlar.

Uygulamada, üreticiler genellikle makineleri, cıvataların kanıt yükünün çok altında yük taşıyacak şekilde tasarlar, sağlam bir güvenlik faktörü sağlar.

İnce adım cıvatalar, diş açma sırasında daha az metal çıkarıldığı için tipik olarak standart adım cıvatalardan %10 daha güçlüdür.

Aşağıdaki tabloda önerilen maksimum torklar, hafif yağlanmış dişleri varsayar. Bir cıvatayı belirtilen torka sıkmak, cıvatanın gerilimini kanıt yükünün yaklaşık %85'ine, kırılma yükünün %62'sine eşdeğer olarak ayarlamalıdır.

Makine üreticisi bir tork ayarı belirtmediyse, bu tork değerlerini yalnızca kullanın.

İnce adım cıvata ve somunlar tipik olarak yalnızca özel durumlarda kullanılır ve üreticinin bakım dokümantasyonu, her uygulama için gerekli torku belirtmelidir.

İnce adım dişler genellikle, bloktaki dişlerin cıvatadan çok daha zayıf olabileceği ve genellikle sıyırmayı önlemek için daha düşük tork gerektiren yumuşak metal bloklara (örneğin, alüminyum dökümler) cıvatalar vidalandığında kullanılır.

Üretim yöntemleri, yüzey kalitesi ve diş şekli hassasiyeti dahil olmak üzere birçok faktör, dişli parçaların mukavemetini etkiler.

Dişli bir bağlantının mukavemeti, en zayıf bileşenine bağlıdır. Örneğin, yüksek mukavemetli bir cıvata daha yumuşak, daha sünek bir malzemeye (örneğin, alüminyum alaşımı veya düşük karbonlu çelik) vidalanırsa, daha yumuşak parça maksimum güvenli torku belirler.

Daha yaygın olarak, cıvatalar yalnızca sıkmadan kaynaklanan çekme yüklerine değil, aynı zamanda yanal veya "kesme" yüklerine de dayanmalıdır. Tipik bir örnek, birbirine cıvatalanmış ve cıvataya kesme yükleri uygulayan kuvvetlere maruz kalan iki plaka.

Uygulanan yük çok küçükse, cıvata sıkılığından kaynaklanan plakalar arasındaki sürtünme hareketi engelleyebilir. Ancak, kesme yükünü taşımak için dübel pimleri takılmadığı sürece, cıvata sonunda hem kesme hem de çekme gerilimi yaşayacaktır. Bu gerilimlerin birleştirilmesi, tek başına her birinden daha büyük bir toplam gerilim yaratır, bu nedenle cıvatanın ön torku, kesmeden kaynaklanan ek gerilimi karşılamak için maksimum değerlerden daha düşük olabilir.

Bir kılavuz olarak, sıkma torkunu %10 azaltmak, cıvatanın yük derecesinin %35'inin aşırı yüklenmeden kesme kuvvetlerini işlemesini sağlar.

Tasarım mühendisleri tüm bu faktörleri dikkate almalı ve özellikle yüksek güvenlik marjları gerektiren kaldırma ekipmanlarında daha düşük tork belirtebilirler.

Kaldırma ve yük taşıma uygulamalarındaki cıvata ve somunlar için belirtilen tork değerleri için her zaman makine üreticisinin bakım dokümantasyonuna bakın.

Aşağıdaki tablo, endüstriyel makinelerde en yaygın cıvata ve somun boyutları için doğru anahtar ve allen anahtarı boyutlarını listelemektedir.

Anahtar kaymasını ve bağlantı elemanı kenarlarına zarar verme riskini en aza indirmek için, mümkün olduğunda kutu anahtarı (veya kombine anahtarın kutu ucu) kullanın.

Metrik cıvatalar, nominal boyutlarından biraz daha küçük üretilir; örneğin, bir M16 cıvata tipik olarak 15,97 mm'lik bir şaft çapına sahiptir. Bu, 16 mm'lik bir cıvatanın 16 mm'lik bir delikten geçebileceği anlamına gelir, ancak parçalar arasındaki hizalama bozukluğunu hesaba katmak için, boşluk delikleri tipik olarak biraz daha büyük delinir.

Aşağıdaki tablo, tipik boşluk deliği boyutlarını ve standart ve ince adım dişler için doğru kılavuz matkap boyutlarını sağlar.

Metrik dişler için, kılavuz matkap boyutları, cıvata çapından diş adımının çıkarılmasıyla kolayca hesaplanır. Örneğin, 2,0 mm'lik bir adıma sahip standart adım M16 cıvata, 16 – 2 = 14 mm'lik bir kılavuz matkap boyutu gerektirir.

Deliklere kılavuz çekerken, özellikle M10 ve daha küçük boyutlar için, metal talaşlarını temizlemek ve kırılmayı önlemek için kılavuzu sık sık çıkarın.

Bir cıvatayı dişlere veya bir somun ve cıvata tertibatına parçaları birbirine kenetlemek için sıktığınızda, uygulanan tork cıvata şaftında çekme gerilimi oluşturur.

Cıvattaki gerçek kuvvet, diş şekli, adım, yüzey kalitesi ve yağlama gibi faktörlere bağlıdır. Hafif yağlanmış metrik cıvatalar için çoğu standart durumda, kuvvet şu şekilde yaklaştırılabilir:

Kuvvet = 5 × Tork / Çap

Burada kuvvet newton (N), tork newton-metre (Nm) ve çap metre (m) cinsindendir. Örneğin, 247,5 Nm'ye sıkılan bir M16 cıvata şunları üretir:

Kuvvet = 5 × 247,5 Nm / 0,016 m = 77.344 N (77,3 kN)

Newton'u kilogram-kuvvetine (kgf) dönüştürmek için, 9,81'e (veya hızlı tahminler için 10'a) bölün, bu da 7.884 kgf'lik bir cıvata yükü verir.

Kuru dişler sürtünmeyi artırır ve bu da daha düşük bir kuvvetle sonuçlanır.

Cıvatalı bağlantılar tipik olarak üç şekilde arızalanır: kesme arızası, çekme kırılması veya diş sıyırma.

Çekme kırılması (cıvata kopması), bağlantı aşırı yüklenmesinden veya aşırı sıkmadan kaynaklanır. Cıvatalar genellikle dişin şaftla birleştiği yerde arızalanır.

Kesme arızası, yanal kuvvetlerin cıvatanın kapasitesini aşması durumunda meydana gelir, genellikle aşırı sıkma ile kötüleşir ve kesme yükleri için hiçbir mukavemet rezervi bırakmaz. Her iki arıza türü de genellikle bir bileşenin yaşam döngüsünün başında veya sonunda meydana gelir.

Sık görülen bir servis arızası, yanal yüklerin somunları cıvatalardan ayırmasını ve kademeli arızalara neden olmasını içerir. Diş konikliği, somun genişlemesine yol açar, diş tutulumunu azaltır, ta ki metal akana ve dişler sıyrılana kadar.