Noten en bouten: het vasthouden
Het is niet veel van een stuk om te zeggen dat zonder noten en bouten, de wereld uit elkaar zou vallen. Grootverbindingen zijn overal, van het frame van uw DIY 3D-printer naar de wielmoeren die de wielen op uw auto houden. Hoewel de straf voor falen zeker hoger is in de laatste dan in de eerste, is zelf losraken van noten en bouten zelden een goede zaak. Ingenieurs hebben tientallen manieren bedacht om ervoor te zorgen dat de wereld niet uit elkaar valt, en sommige werken beter dan andere. Laten we een paar van deze methoden verkennen en ontdekken wat werkt, wat niet werkt, en in het proces leren we misschien een beetje over hoe deze fascinerende bevestigingsmiddelen werken.
Wat werkt niet
Transverse trillingen leidt tot zelf losraken. Bron: boutscience.com
Er zijn tal van manieren voor een geschroefd gewricht om te falen, maar trillingen-geïnduceerde zelf losserken is misschien de meest verraderlijke. Iedereen die ooit op een vastzittende bout heeft gestopt of een slagsleutel heeft gebruikt om een roestige noot te verwijderen, weet dat trillingen echt helpt. Zet diezelfde verbinding in dienst en onderwerp het aan het juiste soort vibratie, en er is een goede kans dat de verbinding zichzelf loslaat en het gewricht kan mislukken.
In de jaren zestig studeerde Duitse ingenieur Gerhard Junker zelf losmaken en kwam tot de conclusie dat transversale trillingen verantwoordelijk waren voor het falen van vastbonnen aansluitingen. Hij bedacht een eenvoudig testapparaat dat snelle transversale trillingen heeft verstrekt tijdens het toezicht op de spanning van het bevestigingsmiddel voorspanning met een laadcel. Graphing Preload als een functie Het aantal trilcycli leverde aanwijzingen op over de effectiviteit van verschillende vergrendelingsmethoden. De test werd bekend als de JUNKER-test en als standaard DIN 65151, blijft het de gouden standaard voor het testen van zelf losraken.
Er zijn enkele fascinerende video’s die er een junker-tests in actie tonen, en sommige zijn ronduit eng. Meestal gooien we een eenvoudige spiraalvormige lente-lock-wasmachine op een stud of bout, koppel in de noot leuk en knus, en noem het een dag, het gevoel dat we een veilig gewricht hebben gemaakt. Maar niets kan verder zijn dan de waarheid. In feite toont de onderstaande video aan dat niet alleen lockwassers heel weinig beveiliging toevoegen aan geschroefde verbindingen, geen van de andere gemeenschappelijke methoden – duidelijke wasmachines, nylon insert moeren en gestapelde moeren – ook veel hulp bieden.
Wat werkt
Jammoer in actie. Bron: boutscience.com
Vanzelfsprekend is de bovenstaande video gericht op het vermarkten van de fancy wig-vergrendelingsringen van het bedrijf, en het is vrij duidelijk dat ze goed werken. Maar waarom werken ze wanneer een eenvoudige slot wasmachine faalt? Om dat te beantwoorden, loont het om te kijken naar wat nog meer werkt, iets dat niet in de video is getest – een goed geïnstalleerde jammoer.
Een jammoer is een laag-profielmoer, typisch ongeveer de helft van de hoogte van een standaardmoer, die wordt geïnstalleerd onder de grotere moer. Wanneer de jammoer is geïnstalleerd, wordt het slechts tot ongeveer een kwart tot een helft van het volledige laatste koppel vastgedraaid. De dikke moer is naast elkaar geïnstalleerd en aan de uiteindelijke waarde, terwijl de jammoer op zijn plaats wordt gehouden met een sleutel. Dit trekt effectief de bout omhoog door de jammoer. De schroefdraden van de bout zijn dan in contact met de bovenste flanken van de schroefdraad in de jammoer, terwijl tegelijkertijd contact opneemt met de boven- of drukflanken van de bovenmoer. Met de bovenste en onderste noten die tegenoverliggende krachten op de bout verschaffen, zijn de moeren veel minder waarschijnlijk los.
Een soortgelijk mechanisme is aan het werk in de wiggrendelringen. De twee helften van de wasmachine hebben in elkaar grijpende wiggen, waarvan de hoek de toonhoogte van de boutdraden overschrijdt. Aangezien de bout wordt vastgedraaid, trekt de hogere toonhoogte van de ringen de bout naar boven, waardoor een tegenoverliggende kracht de draden moet vasthouden en het bevestigingsmiddel van zichzelf losraken te voorkomen.
Als we naar alle vergrendelingsmethoden kijken die falen, hebben ze allemaal iets gemeen: ze vertrouwen allemaal op wrijving. Jammoeren en wig-lock-lock-sluiters werken door spanning te bieden om zich te verzetten tegen de transversale trillingen die leiden tot zichzelf losmaken en daarom veel effectiever zijn.
Natuurlijk zijn er andere methoden om draadbevestigingsmiddelen te vergrendelen. Zelfklevende draadkluisjes komen in de gedachten, net als meer gecompliceerde methoden zoals bedrade noten- en tabbladen wasmachines, en ze kunnen zeer effectieve methoden zijn. Maar voor lage kosten en gemak van installatie, is het moeilijk om een eenvoudige jammoer te verslaan om de wereld uit elkaar te laten vallen.
Hoofdafbeelding Bron: Nord-Lockgroup