Tabuľky veľkostí skrutiek: merané priemery, veľkosti otvorov a klince vs. skrutky

Pochopenie veľkosti skrutiek: Ako funguje systém meradiel

Veľkosti skrutiek v Spojených štátoch sa riadia systémom číslovania rozchodov, kde vyššie číslo rozchodu znamená väčší priemer. Tento systém sa vzťahuje na skrutky do dreva, skrutky do plechu, samorezné skrutky a skrutky do stroja. Vzťah medzi meradlom a skutočným priemerom je definovaný pevným vzorcom:

Priemer (palce) = (Gauge × 0,013) 0,060

To znamená, že skrutka #0 má hlavný priemer 0,060 palca a každý krok nahor pridá 0,013 palca. Najbežnejšie veľkosti, s ktorými sa stretávame pri obrábaní dreva, stavebníctve a kovoobrábaní, sa pohybujú od #4 do #14, pričom #8 a #10 sú ťahúňmi všeobecných upevňovacích aplikácií.

Okrem meradla zahŕňa dimenzovanie skrutiek dĺžka (merané od špičky k najširšiemu dosadaciemu bodu hlavy – pod hlavou v prípade skrutiek s plochou hlavou, v hornej časti hlavy v prípade skrutiek s okrúhlou alebo okrúhlou hlavou) a počet vlákien na palec (TPI) , ktorý sa líši podľa použitia: skrutky s hrubým závitom do dreva a mäkkých materiálov, jemným závitom do kovu a tvrdších podkladov.

Aká veľkosť je skrutka č. 12 a iné bežné priemery

Pomocou vzorca meradla, a Skrutka #12 má hlavný priemer (vonkajší závit) 0,216 palca alebo približne 7/32 palca. To ho umiestňuje medzi #10 (0,190 palca) a #14 (0,242 palca) – čo z neho robí odolný spojovací prvok používaný v konštrukčných drevených spojoch, rámovaní paluby a aplikáciách z ťažkých plechov, kde #10 nemá dostatočnú pevnosť v šmyku.

Nižšie je uvedený úplný priemer pre najbežnejšie používané skrutkové meradlá:

Všimnite si, že hlavným priemerom je meranie cez vrcholy vonkajšieho závitu. The priemer koreňa (merané na základni závitov) je menšia a určuje pevnosť v šmyku – skrutka č. 10 s priemerom koreňa približne 0,141 palca odoláva šmyku odlišne od upevňovacieho prvku s hladkou stopkou rovnakého vonkajšieho rozmeru.

Aký je priemer skrutky č. 10: Dimenzovanie vodiaceho otvoru a voľného otvoru

A Skrutka #10 má hlavný priemer 0,190 palca (približne 3/16 palca alebo 4,8 mm) . Je to jedna z najpoužívanejších veľkostí vo všeobecnom stavebníctve a pri spracovaní dreva – dostatočne veľká na to, aby poskytovala spoľahlivú pridržiavaciu pevnosť vo väčšine konštrukčných spojov, pričom zostáva ovládateľná bez štiepania typických rozmerov reziva.

Pre každú skrutku sú dôležité dve veľkosti predvŕtaných otvorov: pilotný otvor (vyvŕtané do materiálu prijímajúceho skrutkové závity) a vyjasňovací otvor (vyvŕtané v hornom člene tak, aby driek skrutky voľne prechádzal a pevne utiahol spoj). Konkrétne pre skrutku č. 10:

• Vodiaci otvor v ihličnatom dreve: 3/32" (2,4 mm)
• Vodiaci otvor v tvrdom dreve: 7/64" (2,8 mm)
• Svetelný otvor: 3/16" (4,8 mm) – presne zodpovedá hlavnému priemeru, takže závity nezasahujú do horného člena

Preskočenie vodiaceho otvoru v tvrdom dreve so skrutkou #10 alebo väčšou riskuje rozštiepenie obrobku na konci vlákna, najmä pri druhoch ako dub, javor a čerešňa, kde je drevené vlákno dostatočne husté na to, aby pri zarezávaní závitu vytváralo značné napätie v obruči.

Tabuľka veľkostí otvorov pre samoreznú skrutku

Samorezné skrutky režú alebo vytvárajú svoje vlastné závity, keď sú poháňané - ale stále vyžadujú správne dimenzovaný vodiaci otvor v prijímacom materiáli. Bez pravého vodiaceho otvoru skrutka buď odizoluje materiál (príliš veľký otvor), alebo zaskočí pri torznom napätí (príliš malý otvor). Požiadavky na veľkosť otvoru sa líšia podľa typu materiálu: plech vyžaduje iné rozmery ako plast a samorezáky na rezanie závitov a závitorezné závitorezy majú v rámci rovnakého materiálu rôzne požiadavky.

Veľkosti vodiacich otvorov pre samoreznú skrutku pre plech (typ B / typ AB na rezanie závitov)

Závitotvorné (trilobulárne) samorezné skrutky používané v termoplastoch vyžadujú o niečo väčšie vodiace otvory ako typy na rezanie závitov, pretože materiál skôr vytláčajú, než ho režú – vytlačený plast potrebuje niekde tiecť. Vždy si preštudujte odporúčanie výrobcu konkrétneho upevňovacieho prvku pre druhy plastov, pretože veľkosť vodiaceho otvoru sa líši v závislosti od typu živice a hrúbky steny.

Pre vŕtacie (samorezné) skrutky — identifikuje sa skôr hrotom vrtáka než ostrým kužeľom — do plechu do hrúbky, do ktorej má hrot preniknúť, nie je potrebné žiadne predvŕtanie. Skrutky s vŕtacími hrotmi sú hodnotené podľa počtu kovových vrstiev, ktorými môžu preniknúť: a #3-bodové rukoväte do 10 gauge (0,135") oceľ; #5-bodové kľučky do 3/8" oceľového plechu.

Tabuľka veľkostí skrutiek do dreva s plochou hlavou: Priemer hlavy a rozmery zahĺbenia

Skrutky do dreva s plochou hlavou (tiež nazývané skrutky so zapustenou hlavou) majú kužeľovú spodnú stranu, ktorá je v jednej rovine s povrchom dreva alebo pod povrchom dreva, keď sa zasúva do zahĺbenia správnej veľkosti. Poznanie priemer hlavy je nevyhnutný pre výber správneho záhlbníka – príliš úzky záhlbník zanecháva hlavu hrdú na povrch; príliš široká vytvára viditeľnú medzeru okolo hlavy, ktorá zhromažďuje nečistoty a oslabuje kĺb esteticky a štrukturálne.

Štandardne dodávaný uholník na skrutku do dreva s plochou hlavou je zahĺbenie 82 °C pre skrutky do dreva (oproti 90° pre skrutky so strojom). Použitie 90° zápustného nástavca na skrutky do dreva zanechá hlavu mierne hrdú. Kombinované vrtáky so záhlbníkom a vodiacim otvorom – predávajú sa podľa veľkosti skrutkového rozchodu – vyvŕtajú vodiaci otvor, otvor s vôľou a zahĺbenie v jednom prechode a sú najrýchlejším spôsobom, ako zabezpečiť správnu geometriu pre každý kalibr.

Prečo používať klince namiesto skrutiek: Štrukturálny a praktický prípad

Skrutky sú silnejšie pri sťahovaní (vyťahujú sa priamo von) – ich závity vytvárajú oveľa väčšiu prídržnú silu ako hladký driek nechtu. Ale klince prekonávajú skrutky v pevnosti v šmyku , odolnosť voči silám pôsobiacim kolmo na os upevňovacieho prvku, a to je kritický smer zaťaženia vo väčšine aplikácií konštrukčného rámovania. Pochopenie toho, kedy je každý typ spojovacieho prvku správnou voľbou, zabraňuje prehnanému inžinierstvu a štrukturálnym poruchám.

Pevnosť v šmyku: Tam, kde majú nechty jasnú výhodu

Štandardný 16d obyčajný klinec (3,5" × 0,162" stopka) má jednošmykovú konštrukčnú hodnotu približne 141 libier podľa NDS (National Design Specification for Wood Construction) . Porovnateľná skrutka do dreva č. 10 s rovnakým priemerom unesie približne 90 – 110 libier pri jednom strihu – o 25 – 35 % menej. Dôvodom je materiál: klince sú vyrobené z nízkouhlíkovej ocele, ktorá sa pri zaťažení plasticky deformuje (ťažná), ohýba sa pred zlomením a absorbuje energiu. Väčšina skrutiek do dreva je tvrdená, vďaka čomu sú krehké v šmyku – skôr prasknú, než sa ohnú, bez varovania pred zlyhaním.

To je dôvod, prečo stavebné predpisy – vrátane IRC a IBC – špecifikujú klince, nie skrutky, pre konštrukčné spoje: opláštenie steny k stĺpikom, ráfikový trám k parapetnej doske, hurikánové spojky, trámové vešiaky a LVL trámové spoje. Výmena skrutiek na týchto miestach bez technickej kontroly je porušením kódexu a potenciálnou štrukturálnou zodpovednosťou.

Rýchlosť a náklady vo vysokoobjemových aplikáciách

Pneumatická rámovacia klincovačka zatlačí 16d klinec za menej ako jednu sekundu, nevyžaduje žiadne predvŕtanie a žiadne výmeny bitov. Skrutkovacia pištoľ, ktorá zaskrutkuje konštrukčnú skrutku s ekvivalentnou prídržnou kapacitou, trvá 3 až 5 sekúnd na jeden spojovací prvok so správne dimenzovaným vodiacim otvorom, inak hrozí rozštiepenie reziva bez neho. Pri rámovaní štandardného obytného podlahového systému vyžadujúceho 800 – 1 200 spojovacích prvkov sa rýchlostný rozdiel meria v hodinách. Klince tiež stoja podstatne menej na spojovací prvok – hromadné 16d bežné klince bežia približne 0,02 – 0,04 USD za kus v porovnaní s 0,15 – 0,50 USD za konštrukčné skrutky porovnateľnej kapacity.

Dynamická tolerancia zaťaženia

Klince tolerujú cyklické a dynamické zaťaženie – vibrácie, seizmický pohyb, navíjanie vetrom a tepelnú rozťažnosť/kontrakciu – lepšie ako skrutky. Ich hladké stopky umožňujú mierny pohyb v drevenom vlákne bez uvoľnenia alebo lámania. Klince s prstencovou stopkou a špirálovou stopkou kombinujú túto ťažnosť s výrazne zlepšenou odolnosťou proti vytiahnutiu, čím sa stávajú štandardom pre strešný plášť, inštaláciu pod podlahu a aplikácie ošetreného reziva, kde záleží na oboch faktoroch.

Keď sú skrutky tou správnou voľbou

Skrutky sú lepšie kde odpor pri vytiahnutí, rozoberanie alebo presné zarovnanie sú základné požiadavky: inštalácia skrinky, palubové dosky (kde je dôležitá odolnosť proti vytiahnutiu pri chodení), pánty dverí, pripevnenie kovania a akékoľvek aplikácie vyžadujúce budúce odstránenie bez poškodenia. Závitové spojenie v skrutkách tiež priťahuje spojené povrchy tesne k sebe počas skrutkovania - niečo, čo klince nemôžu replikovať bez dodatočného upnutia.

Praktické pravidlo: použitie klince na konštrukčné rámovanie, opláštenie a akékoľvek spojenie, ktoré sa riadi šmykovým zaťažením alebo harmonogramom pribíjania podľa stavebného predpisu . Použite skrutky na dokončovacie práce, hardvér, zostavy vyžadujúce budúcu demontáž a nekonštrukčné spoje, kde je primárnou požiadavkou odolnosť proti vytiahnutiu .