紧固件类型的综合指南: 选择, 应用, 和设计注意事项
紧固件是必不可少的组件，将两个或多个部分连接在一起, 创建从最简单的家居用品到最复杂的工程结构的组件.
适当紧固件的选择是产品设计和制造方面的关键决定, 影响力量, 可靠性, 易于组装, 最终产品的总成本.
大量 紧固件的类型 最初可能会令人生畏, 但是了解他们的基本原则, 特定应用, 固有的特征对于工程师至关重要, 设计师, 以及参与集会过程的任何人.
该综合指南深入研究了紧固件的多样化世界, 探索主要类别及其子类型, 概述他们的主要特征, 突出显示典型应用, 并讨论关键选择标准.
到这个广泛的探索结束时, 读者将对各种 紧固件的类型 它们在现代工程和制造业中的意义.
紧固件的基本角色和分类
在他们的核心, 紧固件通过创建将组件固定在一起的夹紧力来发挥作用.
可以通过各种机制产生这种力, 包括线程, 摩擦, 干扰适合, 和粘合剂.
紧固件的类型 可以根据几个因素对大致分类, 例如:
- 关节的永久性: 一些紧固件会产生永久性关节，而无需损坏紧固件或连接零件就难以拆卸或不可能拆卸 (例如, 铆钉, 焊接关节).其他人则创建了可以轻松组装和拆卸的非永久关节 (例如, 螺钉, 螺栓, 坚果).
- 安装方法: 不同的 紧固件的类型 需要不同的安装技术, 从简单的手动工具到专用电动工具和自动装配设备的范围.
- 施加负载类型: 工程师设计各种类型的紧固件以承受不同的负载, 例如紧张, 剪, 压缩, 或这些力的组合.
- 构造的材料: 制造商从多种材料中生产出多种类型的紧固件, 包括碳钢, 合金钢, 不锈钢, 铝, 黄铜, 和塑料, 每个提供不同的力量, 耐腐蚀性, 和成本特征.
出于本指南的目的, 我们将主要根据其加入和常见用法的主要机制对紧固件进行分类.
螺纹紧固件: 机械组件的骨干
螺纹紧固件可以说是最常见和通用的紧固件类型, 利用螺旋线创建安全且经常可调节的夹具.
雄性紧固件上外部线之间的相互作用 (例如, 螺栓, 拧紧, 螺柱) 和女性紧固件上的内部线 (例如, 坚果) 或拧紧紧固件时，挖掘的孔会产生这种力.
探索不同的 紧固件的类型 在此类别中是必不可少的.
螺栓和螺钉: 区分差异
虽然经常互换使用, 螺栓和螺钉具有微妙但重要的区别:
- 螺栓: 通常设计用于通过螺母拧紧或释放在组装零件中的未读取孔，并释放出螺母。它们依靠螺栓张力在螺栓中产生的夹紧动作以及所连接的零件的压缩.
- 螺钉: 通常设计的是插入预敲孔中或在被连接的部分中形成自己的线。.
尽管有这种区别, 术语通常会重叠, 而且，根据应用和行业，一些紧固件可能被称为螺栓和螺钉.
认识到这些细微差别有助于理解更广泛的范围 紧固件的类型.
常见的螺栓
| 螺栓类型 | 头部风格 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 十六进制螺栓 | 六面 | 在广泛的应用中固定的通用固定, 从结构性钢制成到机械. | 从多个角度提供良好的扳手抓地力. |
| 方形头螺栓 | 四面头 | 较旧的设计, 仍然用于某些结构和木材结构. | 在拧紧期间提供高度抵抗旋转. |
| 马车螺栓 (博尔特教练) | 头部下方带有正方形或肋骨的圆头 | 将木材固定到木材或木材上.
方形/肋骨截面可防止螺母拧紧时旋转. |
提供干净, 侵犯裸露的头部. |
| 肩螺栓 (脱衣舞机螺栓) | 圆柱头，精确的肩膀 | 在机械组件中提供枢轴点或指导引脚, 经常与轴承或衬套一起使用. | 提供平滑, 精确的轴承表面和受控的肩膀长度. |
| 眼螺栓 | 头形成循环 (眼睛) | 提供电缆的举起或附件, 绳索, 或链条. | 设计用于沿螺栓轴的轴向载荷.
倾斜的负载大大降低了其容量. |
| U螺栓 | 弯曲成一个U形，两端都带有线程 | 确保管道, 管, 并提供支持. | 包裹在被固定的物体周围, 提供安全搁置. |
| J螺栓 | 弯曲成J形，一端有线 | 将物体固定到混凝土或砌体.
钩端具有拉力阻力. |
适用于无法使用标准螺栓头的嵌入式应用. |
| 锚螺栓 | 各种头和锚定机制 | 将结构固定在混凝土基础上.
不同的 紧固件的类型 存在于不同的负载要求和具体条件. |
专为混凝土的高拉力强度而设计.
示例包括楔形锚, 袖子锚, 和化学锚. |
常见的螺丝
| 螺钉类型 | 头部风格 | 线程类型 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|---|
| 机器螺钉 | 各种各样的 (例如, 插入, 菲利普斯, 十六进制) | 均匀直径与机器线 (粗或细) | 将金属零件固定在一起, 经常与坚果或窃听的孔一起使用. | 专为强度和可重复性而设计. |
| 自攻螺钉 (敲击螺钉) | 各种各样的 (例如, 菲利普斯, Torx) | 锋利的螺纹旨在切割或形成交配螺纹，例如金属或塑料等材料. | 固定材料无需预敲孔. | 提供快速有效的组装. |
| 木螺丝 | 通常会用各种驱动器进行反击 | 锥柄, 尖锐的线 | 将木材组件固定在一起.
锥形小腿和螺纹设计在木材中提供了强大的固定能力. 选择正确的 紧固件的类型 对于木材至关重要. |
通常建议将飞行员孔用于较硬的树林以防止分裂. |
| 石膏板螺钉 | 号角头有尖锐的点和粗线 | 为石膏干墙设计的粗线 | 将石膏板面板连接到木头或金属螺柱. | 号角头阻止了干墙面向的纸张. |
| 设置螺钉 (grub螺钉) | 各种驱动器类型 (例如, 十六进制插座, 插入) | 通常没有机器线的无头 | 固定旋转零件 (像齿轮或皮带轮) 到轴上.
螺钉的点会在轴上施加压力. |
创建摩擦固定并防止轴向或旋转运动.
各种点样式 (例如, 杯子, 锥体, 狗) 提供不同的持有特征. |
| 甲板螺丝 | 通常有各种驱动器的号角头 | 粗线, 通常具有自钻或自攻特征 | 将甲板固定在托梁上.
通常涂有耐腐蚀性的. 选择右边 紧固件的类型 供户外使用很重要. |
专为室外使用和抵抗环境元素而设计. |
坚果: 基本交配组件
坚果是内部螺纹紧固件，与螺栓交配以固定组件.
他们有多种形状, 尺寸, 以及适合不同应用和要求的材料.
选择合适的螺母与选择正确的螺栓一样关键.
许多不同 紧固件的类型 依靠坚果以进行安全.
| 螺母类型 | 形状 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 十六进制 | 六边 | 在广泛的应用中与十六进制螺栓和螺钉一起使用的通用用途. | 从多个角度提供良好的扳手抓地力. |
| 方螺母 | 四面 | 较旧的设计, 仍然在某些抗旋转性很重要的应用中使用. | 在拧紧期间提供高度抵抗旋转. |
| 锁螺母 (自锁坚果) | 各种设计 (例如, 尼龙插入物, 变形线) | 振动或运动可能松开螺母的应用.
选择这些 紧固件的类型 对于动态环境至关重要. |
结合增加摩擦并防止松动的功能. |
| 机翼螺母 | 两个翼样突起 | 不需要工具就需要频繁地拧紧和放松的应用. | 为手动操作提供方便的抓地力. |
| 帽螺母 (橡子螺母) | 一端封闭的圆顶形状 | 提供成品外观并保护裸露的螺栓线.
这些 紧固件的类型 增强组件的美学和安全性. |
提供干净的外观，并防止损坏或从锋利的线端抓住. |
| 法兰螺母 | 底座的集成垫圈状法兰 | 在较大区域上分配夹紧负载, 降低压碎或破坏固定零件的风险. | 消除了在许多应用中对单独的洗衣机的需求, 简化组件并减少零件数量. |
| 城堡螺母 (开槽的螺母) | 六角形，插槽切入顶部 | 与Cotter Pin一起使用，以防止在高振动应用中松动. | 将Cotter Pin插入螺栓的孔中，并将其与螺母中的插槽对齐，以将其物理锁定在适当的位置. |
洗衣机: 增强性能和保护
洗衣机很薄, 通常是圆盘形的板，中央孔与螺栓和螺母一起使用.
它们具有多种重要功能，在与许多人合作时被认为是必不可少的组件 紧固件的类型.
- 负载分布: 垫圈将夹紧力分配到较大的区域, 减少固定零件上的应力浓度并防止损坏或嵌入.
- 减少摩擦: 一些垫圈在拧紧期间减少了螺母和夹紧部分之间的摩擦, 允许更一致的扭矩应用和预紧.
- 振动阻尼: 某些类型的洗衣机, 像Belleville垫圈一样 (春季洗衣机), 可以提供类似春季的动作，有助于维持预紧力和湿润的振动.
- 密封: 一些专门的洗衣机旨在创建密封并防止流体或气体应用中泄漏.
- 间距: 垫圈可以用作隔离器，以在组件之间产生特定的差距.
常见的垫圈包括平坦垫圈, 锁垫圈 (分开的锁垫圈, 齿锁垫圈), 春季洗衣机 (Belleville垫圈, 波浪垫圈), 和密封垫圈.
非线程紧固件: 特定需求的替代方案
螺纹紧固件很常见, 但是非线程紧固件在某些应用中提供了优势, 特别是当组装速度, 高剪切强度, 或需要永久关节.
探索这些 紧固件的类型 对加入技术有更广泛的了解.
铆钉: 创建永久和强大的关节
铆钉是永久的机械紧固件，由光滑的圆柱轴组成，头在一端.
它们是通过在要连接的零件中插入柄的孔，然后将尾巴变形的来安装 (普通的结局) 创建第二个头, 有效地将零件夹在一起.
了解不同的 紧固件的类型 在铆钉家族中，对于永久加入解决方案至关重要.
| 铆钉类型 | 材料 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 实心铆钉 | 铝, 钢, 铜, ETC. | 高强度, 航空航天的永久关节, 建造, 和重型机械. | 提供出色的剪切和拉伸强度.
安装需要访问关节的两侧. |
| 盲铆钉 (流行铆钉) | 袖子和曼德雷材料的各种组合 | 访问仅限于关节的一侧的应用, 例如钣金制造和汽车组件. | 使用铆钉枪轻松快速安装.
设置铆钉后，mandrel断开. 有各种头式和材料. |
| 驱动铆钉 (锤子铆钉) | 通常是铝或钢 | 固定面板和标志很快, 需要半永久关节. | 通过将销钉锤入铆钉主体来安装, 导致开槽的末端扩展.
与固体铆钉相比，强度相对较低. |
| 去皮铆钉 | 通常是铝制袖子 | 连接柔软或脆弱的材料，例如塑料或复合材料，在盲侧需要大轴承表面. | 铆钉的尾巴在盲面分裂成多个“花瓣”, 将负载分配在更宽的区域. |
| 结构盲铆钉 | 高强度合金 | 苛刻的结构应用需要高剪切和拉伸强度, 在某些情况下，通常会替换实心铆钉. | 提供与固体铆钉相当或超过固体铆钉的强度，同时提供单方面安装的便利性.
例如Huck Bolts和Avdelok紧固件. |
别针: 定位, 对齐, 并确保
引脚充当多功能的非线程紧固件, 功能以定位和对齐组件, 传递剪切力, 并充当枢轴或铰链点.
多功能性 紧固件的类型 在PIN类中很重要.
| 引脚类型 | 形状和功能 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 销钉销 | 固体圆柱形销和紧密的公差 | 夹具中零件的精确对齐, 固定装置, 和机械组件. | 提供准确且可重复的对准.
通常需要干扰. |
| Cotter Pins (拆分别针) | 将两个尖齿的循环弯曲成一个循环 | 固定坚果, 别针, 和其他紧固件以防止它们松开或滑出.
这些简单 紧固件的类型 提供可靠的锁定. |
简单可靠的锁定机制.
插入一个孔，尖齿弯曲. |
| Clevis Pins | 圆柱形销，一端有头，一个孔，另一端的孔或另一端夹在另一端 | 连接cles以与链接和机械系统中的轭或其他旋转组件相连. | 设计用于承受剪切负荷并允许旋转运动.
用小销或发夹固定固定. |
| 弹簧别针 (滚动别针) | 由弹簧钢制成的插槽或盘绕的空心缸 | 固定和对齐零件, 吸收冲击和振动.
通常用作铰链别针或剪钉. |
由于压缩销的弹簧动作而引起的自锁.
易于安装和删除. |
| 锥形别针 | 圆柱形销和轻微的锥度 | 提供安全而精确的固定, 通常用于在轴和轮毂中传输扭矩.
这些 紧固件的类型 创建一个牢固的锁. |
当驱动到锥形孔中时，会产生强大的机械锁.
经常与小销一起使用以防止松动. |
保留戒指 (快照): 提供肩膀和保留
保留戒指, 也称为snap戒指, 是圆形或半圆形紧固件，它们适合在轴上或钻孔上的凹槽，以形成将部件保留到位的肩膀.
了解不同的安装 紧固件的类型 在此类别中对于轴向保留很重要.
| 保留环类型 | 安装 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 外部固定环 | 在轴上安装凹槽 | 确保轴承, 齿轮, 和其他成分在轴上.
这些 紧固件的类型 防止轴向运动. |
设计用于抵抗沿轴的组件的轴向运动.
安装和拆卸需要专门的钳子. |
| 内部固定戒指 | 插入凹槽 | 确保轴承, 密封, 以及住房或钻孔中的其他组件. | 设计用于抵抗孔内组件的轴向运动.
安装和拆卸需要专门的钳子. |
| 电子单曲 (电子环) | 在小直径轴上捕捉凹槽 | 提供一个快速简便的肩膀，用于在小轴上保留, 通常用于汽车和电子组件.
这些较小 紧固件的类型 提供紧凑的解决方案. |
相对于它们的大小提供大轴承表面.
安装和拆卸相对简单, 但是它们可能比其他类型更容易意外拆除. |
粘附紧固件: 通过化学键合连接
粘合剂通过在表面之间建立化学键，提供了一种连接材料的替代方法.
虽然不是严格的机械紧固件, 它们有效地保护了组件，并正在扩展到多种应用.
探索各种 紧固件的类型, 包括粘合剂, 提供了加入方法的全面观点.
| 粘合剂类型 | 粘结机制 | 典型应用 | 主要特点 |
|---|---|---|---|
| 结构粘合剂 | 化学反应, 聚合 | 汽车中的高强度键合, 航天, 和建筑行业, 经常取代传统紧固件.
这些高性能 紧固件的类型 提供明显的力量. |
提供高负载能力, 良好的环境抵抗力, 并且可以粘合不同的材料.
例子包括环氧树脂, 尿道, 和丙烯酸. |
| 压敏胶粘剂 (psas) | 轻压下的即时粘附 | 磁带中的临时或半永久性粘合, 标签, 和电影. | 轻松快速的应用无需固化时间.
粘结强度通常低于结构粘合剂. |
| 热融化粘合剂 | 室温下固体, 用热液化 | 包装快速粘合, 木工, 和手工艺品.
这些快速设置 紧固件的类型 是某些应用的理想选择. |
快速设置时间和使用胶枪的易用性.
键强度通常是中等的. |
| 密封剂和螺纹锁 | 化学反应或摩擦增强 | 防止流体系统泄漏，并防止螺纹紧固件因振动而松开.
这些专业 紧固件的类型 增强关节完整性. |
提供密封特性并增加螺纹零件之间的摩擦.
螺纹锁定器有各种优势用于不同的应用. 例子包括厌氧线锁和硅胶密封剂. |
选择合适的紧固件: 主要考虑因素
选择适当的紧固件需要仔细评估几个因素:
- 负载要求: 考虑预期拉伸的类型和大小, 剪, 扭转, 影响, 和疲劳负荷. 不同的 紧固件的类型 提供不同的负载能力.
- 材料兼容性: 确保紧固件与连接的材料兼容以防止腐蚀或不良反应.
- 关节力量需求: 组件的期望强度将决定紧固件的尺寸, 材料, 和类型.
- 安装和维护访问: 评估安装和删除紧固件的易于访问.
- 振动和动态载荷: 用于振动的应用, 使用自锁紧固件或锁定机制.
- 环境因素: 考虑接触水分, 化学品, 和极端温度, 选择适当的材料或涂料.
- 美学要求: 如果外观很重要, 选择具有合适头式和饰面的紧固件.
- 成本含义: 选择绩效需求和预算限制时 紧固件的类型.
- 组装效率: 选择促进高效组装过程的紧固件.
- 法规合规性: 遵守相关行业法规和标准 紧固件的类型.
通过仔细权衡这些因素, 您可以为您的特定应用程序选择最佳紧固件.
结论: 紧固件的类型
紧固件, 虽然经常被忽略, 是能够在几乎每个行业中创建复杂和功能的组件的关键组成部分.
了解多样化 紧固件的类型 可用的, 它们的独特特征, 对于他们选择的主要考虑因素对于工程师来说至关重要, 设计师, 和制造商.
通过仔细选择合适的紧固件, 我们可以确保力量, 可靠性, 安全, 和我们创造的产品的寿命.
该综合指南为固定的紧固件提供了基本的理解, 授权读者在设计和集会努力中做出明智的决定.
紧固件技术的持续创新有望为现代工程的不断发展的需求提供更专业和高效的解决方案.