Diagrame cu dimensiunile șuruburilor: diametre, dimensiuni ale găurilor și cuie vs șuruburi

Înțelegerea dimensiunii șuruburilor: cum funcționează sistemul de măsurare

Dimensiunile șuruburilor din Statele Unite urmează un sistem de numerotare a ecartamentului în care un număr de ecartament mai mare înseamnă un diametru mai mare. Acest sistem se aplică șuruburilor pentru lemn, șuruburilor pentru tablă, șuruburilor autofiletante și șuruburilor mecanice deopotrivă. Relația dintre numărul ecartamentului și diametrul real este definită printr-o formulă fixă:

Diametru (inci) = (Gauge × 0,013) 0,060

Aceasta înseamnă că un șurub #0 are un diametru major de 0,060 inci, iar fiecare pas în sus adaugă 0,013 inci. Cele mai frecvente dimensiuni întâlnite în prelucrarea lemnului, construcții și prelucrarea metalelor variază de la #4 până la #14, cu #8 și #10 fiind calitățile de lucru ale aplicațiilor generale de fixare.

Pe lângă calibre, dimensionarea șuruburilor include lungime (măsurat de la vârf până la cel mai larg punct de rezemare al capului - sub cap pentru șuruburi cu cap plat, în partea de sus a capului pentru stiluri cu cap rotund sau pan) și fire per inch (TPI) , care variază în funcție de aplicație: șuruburi cu filet gros pentru lemn și materiale moi, cu filet fin pentru metal și substraturi mai dure.

Ce dimensiune este un șurub nr. 12 și alte diametre comune

Folosind formula gauge, a Șurubul #12 are un diametru major (filet exterior) de 0,216 inci , sau aproximativ 7/32 inch. Acest lucru îl plasează între #10 (0,190 inchi) și #14 (0,242 inchi) - făcându-l un dispozitiv de fixare rezistent utilizat în conexiunile structurale din lemn, încadrarea podelei și aplicațiile de tablă de grosime mare, unde un #10 nu are suficientă rezistență la forfecare.

Mai jos este referința la diametrul complet pentru cele mai frecvent utilizate calibre cu șurub:

Rețineți că diametrul major este măsurarea peste crestele filetului exterior. The diametrul rădăcinii (măsurat la baza filetului) este mai mic și determină rezistența la forfecare - un șurub #10 cu un diametru al rădăcinii de aproximativ 0,141 inci rezistă la forfecare diferit de un dispozitiv de fixare cu tijă netedă de dimensiune exterioară egală.

Care este diametrul unui șurub nr. 10: dimensiunea găurii pilot și a spațiului liber

A Șurubul #10 are un diametru major de 0,190 inchi (aproximativ 3/16 inci sau 4,8 mm) . Este una dintre cele mai utilizate dimensiuni în construcția generală și prelucrarea lemnului - suficient de mare pentru a oferi o rezistență sigură de prindere în majoritatea îmbinărilor structurale, rămânând în același timp ușor de condus fără a împărți dimensiunile tipice ale lemnului.

Pentru orice șurub, două dimensiuni ale găurilor de pre-găurire contează: gaura pilot (găurit în materialul care primește filetele șuruburilor) și gaura de degajare (găurit în elementul superior, astfel încât tija șurubului să treacă liber și să strângă îmbinarea). În special pentru un șurub #10:

• Orificiu pilot în lemn de esență moale: 3/32" (2,4 mm)
• Orificiu pilot în lemn de esență tare: 7/64" (2,8 mm)
• Orificiu liber: 3/16" (4,8 mm) - se potrivește exact cu diametrul principal, astfel încât firele să nu se cupleze în elementul superior

Omiterea orificiului pilot în lemn de esență tare cu un șurub #10 sau mai mare riscă să despici piesa de prelucrat la granulația finală, în special la specii precum stejarul, arțarul și cireșul, unde fibra de lemn este suficient de densă pentru a genera o presiune semnificativă în cerc pe măsură ce firul se taie.

Tabel cu dimensiunile găurii pentru șuruburi autofiletante

Șuruburile autofiletante își taie sau își formează propriile file pe măsură ce sunt antrenate - dar necesită totuși o gaură pilot dimensionată corect în materialul de primire. Fără orificiul pilot potrivit, șurubul fie dezlipește materialul (gaura prea mare) fie se fixează sub presiune de torsiune (găuri prea mică). Cerințele privind dimensiunea găurii variază în funcție de tipul de material: tabla necesită dimensiuni diferite față de plasticul, iar autofiletele de tăiere a filetului față de formarea filetului au cerințe diferite în cadrul aceluiași material.

Dimensiuni orificii pilot pentru șuruburi autofiletante pentru tablă (filet tip B / Tip AB)

Șuruburi autofiletante (trilobulare) formatoare de filet utilizate în materialele termoplastice necesită găuri pilot puțin mai mari decât tipurile de tăiere cu filet, deoarece deplasează materialul în loc să-l taie - plasticul deplasat trebuie să curgă undeva. Consultați întotdeauna recomandarea producătorului de elemente de fixare pentru tipurile de plastic, deoarece dimensiunea găurii pilot variază în funcție de tipul de rășină și grosimea peretelui.

Pentru șuruburi cu punct de găurire (autoforante). — identificat printr-un vârf de foraj, mai degrabă decât o conicitate ascuțită — nu este necesară găurirea prealabilă în tabla până la grosimea în care vârful este evaluat să pătrundă. Șuruburile cu vârf de găurit sunt evaluate în funcție de numărul de straturi metalice pe care le pot pătrunde: un mâner cu 3 puncte de până la 10 (0,135") din oțel; un mâner cu 5 puncte până la 3/8" din oțel.

Tabel cu dimensiunile șuruburilor pentru lemn cu cap plat: diametrul capului și dimensiunile frezei

Șuruburile pentru lemn cu cap plat (numite și șuruburi cu cap înfundat) au o parte inferioară conică care se așează la același nivel cu sau sub suprafața lemnului atunci când sunt introduse într-o chiuvetă de dimensiuni adecvate. Cunoscând diametrul capului este esențial pentru selectarea curbei corecte de frezat — o freză prea îngustă lasă capul mândru de suprafață; prea larg creează un spațiu vizibil în jurul capului care adună resturile și slăbește articulația din punct de vedere estetic și structural.

Unghiul standard inclus pe un șurub pentru lemn cu cap plat este 82° pentru șuruburi pentru lemn (față de 90° pentru șuruburi pentru mașină). Folosirea unui burit de 90° pe șuruburi pentru lemn va lăsa capul ușor mândru. Biți combinați de șuruburi-găuri pilot – vândute în funcție de dimensiunea ecartamentului șurubului – găuriți orificiul pilot, orificiul de degajare și ștergerea într-o singură trecere și reprezintă cea mai rapidă modalitate de a asigura geometria corectă pentru fiecare ecartament.

De ce să folosiți cuie în loc de șuruburi: Carcasa structurală și practică

Șuruburile sunt mai puternice în retragere (trag direct) - firele lor generează mult mai multă forță de reținere decât o tijă netedă a cuiului. Dar cuiele depășesc șuruburile în ceea ce privește rezistența la forfecare , rezistența la forțele care acționează perpendicular pe axa elementului de fixare, iar aceasta este direcția critică a sarcinii în majoritatea aplicațiilor de cadru structural. Înțelegerea când fiecare tip de fixare este alegerea corectă previne atât suprainginerirea, cât și defecțiunile structurale.

Rezistența la forfecare: unde unghiile au un avantaj clar

Un cui standard 16d comun (coda de 3,5" × 0,162") are o valoare de proiectare cu o singură forfecare de aproximativ 141 lbs conform NDS (specificația națională de proiectare pentru construcții din lemn) . Un șurub pentru lemn #10 comparabil cu același diametru transportă aproximativ 90–110 lbs într-o singură forfecare – cu 25–35% mai puțin. Motivul este materialul: cuiele sunt fabricate din oțel cu conținut scăzut de carbon care se deformează plastic sub sarcină (ductil), se îndoaie înainte de rupere și absorb energie. Majoritatea șuruburilor pentru lemn sunt întărite, făcându-le casante la forfecare - se rup mai degrabă decât se îndoaie, fără avertisment înainte de defecțiune.

Acesta este motivul pentru care codurile de construcție - inclusiv IRC și IBC - specifică cuie, nu șuruburi, pentru conexiunile structurale: învelișul peretelui la stâlpi, grinzile marginii la placa pragului, legăturile pentru uragan, suporturile grinzilor și conexiunile grinzilor LVL. Înlocuirea șuruburilor în aceste locații fără revizuire de inginerie este o încălcare a codului și o potențială răspundere structurală.

Viteză și cost în aplicații cu volum mare

Un cuier pneumatic pentru încadrare acționează un cui 16d în mai puțin de o secundă, nefiind nevoie de găurire în prealabil și nicio schimbare a bitului. Un pistol cu ​​șurub care antrenează un șurub structural cu o capacitate de reținere echivalentă durează 3-5 secunde pentru fiecare element de fixare cu o gaură pilot dimensionată corect sau riscă să despartă cheresteaua fără una. În cadrul unui sistem standard de podea rezidențială care necesită 800–1.200 de elemente de fixare, diferența de viteză este măsurată în ore. De asemenea, cuiele costă mult mai puțin pe element de fixare - cuiele comune de 16 d în vrac rulează aproximativ 0,02 USD–0,04 USD fiecare față de 0,15 USD–0,50 USD pentru șuruburi structurale de capacitate comparabilă.

Toleranță dinamică la sarcină

Cuiile tolerează încărcările ciclice și dinamice - vibrații, mișcări seismice, vânt și dilatarea/contracția termică - mai bine decât șuruburile. Tijele lor netede permit o mișcare ușoară în interiorul fibrei de lemn fără a se slăbi sau rupe. Cuiele cu tijă inelară și cu tijă spirală combină această ductilitate cu o rezistență la retragere îmbunătățită semnificativ, făcându-le standardul pentru acoperirea acoperișului, instalarea pardoselii și aplicațiile de cherestea tratată unde ambii factori contează.

Când șuruburile sunt alegerea potrivită

Șuruburile sunt superioare unde rezistență la retragere, dezasamblare sau aliniere precisă sunt cerințele principale: instalarea dulapului, scânduri de punte (unde este importantă rezistența la tragere sub traficul pietonal), balamalele ușilor, atașarea feroneriei și orice aplicație care necesită îndepărtarea ulterioară fără deteriorare. Angajarea filetată în șuruburi trage, de asemenea, suprafețele îmbinate strâns împreună în timpul conducerii - ceva ce cuiele nu se pot reproduce fără o prindere suplimentară.

Regula practică: utilizarea cuie pentru structura structurală, înveliș și orice conexiune guvernată de sarcini de forfecare sau de programe de cuie ale codului de construcție . Utilizați șuruburi pentru lucrări de finisare, feronerie, ansambluri care necesită dezasamblare viitoare și îmbinări nestructurale unde rezistența la retragere este cererea principală .