থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলির লুজিং মেকানিজম

বিভিন্ন জটিলতার প্রায় সমস্ত প্রকৌশল পণ্য থ্রেডেড ব্যবহার করে ফাস্টেনার. বেশিরভাগ অন্যান্য সংযোগ পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলির একটি মূল সুবিধা হল সেগুলিকে বিচ্ছিন্ন করা এবং পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে।

এই বৈশিষ্ট্যটি সাধারণত অন্যান্য সংযোগ পদ্ধতির তুলনায় থ্রেডেড ফাস্টেনারদের পছন্দের কারণ এবং তারা প্রায়শই পণ্যগুলির কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

যাইহোক, তারা যন্ত্রপাতি এবং অন্যান্য উপাদানগুলির সমস্যার একটি উল্লেখযোগ্য উত্স। এই সমস্যাগুলির কারণ তাদের স্ব-আলোচনা প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে। এই স্ব-আলোচনা প্রক্রিয়াটি দীর্ঘকাল ধরে একটি সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে, এবং গত 150 বছর ধরে, ডিজাইনাররা এই ঘটনাটি প্রতিরোধ করার জন্য পদ্ধতিগুলি বিকাশ করছে।

থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলির জন্য অনেক সাধারণ ধরণের লকিং পদ্ধতিগুলি 100 বছরেরও বেশি আগে উদ্ভাবিত হয়েছিল, তবুও সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এটি স্ব-আলগা করার প্রধান প্রক্রিয়াগুলি বোঝা গেছে। অনেকগুলি প্রক্রিয়া রয়েছে যা থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলিকে আলগা করতে পারে, যা ঘূর্ণনশীল ঢিলা এবং অ-ঘূর্ণনশীল ঢিলে ভাগ করা যেতে পারে।

ঘূর্ণনশীল এবং অ-ঘূর্ণনশীল শিথিলকরণ

বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলি শক্ত করা হয় এবং সংযোগে প্রিলোড প্রয়োগ করা হয়। আঁটসাঁট করার প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণ হওয়ার পরে প্রিলোডের পরবর্তী ক্ষতি হিসাবে আলগা করা বোঝা যায়। এটি দুটি উপায়ে ঘটতে পারে:

ঘূর্ণনশীল ঢিলা, সাধারণত স্ব-আলগা হিসাবে উল্লেখ করা হয়, বহিরাগত লোডের ক্রিয়াকলাপের অধীনে ফাস্টেনারের ঘূর্ণনকে বোঝায়।

অ-ঘূর্ণনশীল ঢিলা বোঝায় অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক থ্রেডের মধ্যে আপেক্ষিক নড়াচড়া ছাড়াই প্রিলোডের ক্ষতি।

অ-ঘূর্ণনশীল আলগা দ্বারা সৃষ্ট ফাস্টেনার ঢিলা

অ-ঘূর্ণনশীল শিথিলকরণ ঘটতে পারে ফাস্টেনার নিজেই বা সমাবেশের পরে সংযুক্ত উপাদানগুলির বিকৃতির কারণে। এটি এই ইন্টারফেসের আংশিক প্লাস্টিক পতনের ফলাফল।

রুক্ষ পৃষ্ঠের যোগাযোগের বিবর্ধিত দৃশ্য

যখন দুটি পৃষ্ঠ একে অপরের সংস্পর্শে থাকে, প্রতিটি পৃষ্ঠ ভারবহন পৃষ্ঠের ভার বহন করে। কারণ প্রকৃত যোগাযোগের ক্ষেত্রটি ভূপৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের তুলনায় অনেক ছোট, এমনকি মাঝারি লোডের মধ্যেও, খুব উচ্চ স্থানীয় চাপ ক্রমাগত বহন করা হয়, যা উপাদানের ফলন শক্তিকে অতিক্রম করে।

আঁটসাঁট করার অপারেশন শেষ হওয়ার পরে এটি পৃষ্ঠের আংশিক পতন হতে পারে; এই পতনকে সাধারণত এম্বেডমেন্ট বলা হয়।

এম্বেডমেন্টের কারণে ক্ল্যাম্পিং ফোর্স হারানোর পরিমাণ বোল্ট এবং সংযুক্ত উপাদানগুলির কঠোরতা, সংযোগে উপস্থিত যোগাযোগের পৃষ্ঠের সংখ্যা, পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং প্রয়োগকৃত ভারবহন পৃষ্ঠের চাপের উপর নির্ভর করে।

মাঝারি পৃষ্ঠের চাপের পরিস্থিতিতে, এম্বেডমেন্ট সাধারণত জয়েন্ট শক্ত করার প্রথম কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে প্রায় 1% থেকে 5% পর্যন্ত ক্ল্যাম্পিং শক্তির ক্ষতি করে। যখন জয়েন্ট পরবর্তীকালে প্রয়োগকৃত গতিশীল লোডের শিকার হয়, তখন যৌথ যোগাযোগের পৃষ্ঠে চাপের পরিবর্তনের কারণে ক্ল্যাম্পিং বল আরও হ্রাস পেতে পারে।

যদি পৃষ্ঠের ভারবহন চাপ সংযুক্ত উপাদান উপাদানের কম্প্রেসিভ ফলন শক্তির নিচে রাখা হয়, তাহলে সংযোগ নকশায় এমবেডমেন্ট ক্ষতির পরিমাণ গণনা করা যেতে পারে এবং ক্ষতিপূরণ দেওয়া যেতে পারে।

জাঙ্কারের থিওরি অফ ফাস্টেনার সেলফ-লুজিং

1969 সালে, গেরহার্ড জাঙ্কার কেন থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে আলগা হয়ে যায় তার তত্ত্বকে সমর্থন করার জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং পরীক্ষার ফলাফল ব্যবহার করেছিলেন। তার মূল অনুসন্ধান ছিল যে একবার মিলনের থ্রেডের মধ্যে এবং ফাস্টেনারের ভারবহন পৃষ্ঠ এবং ক্ল্যাম্পিং উপাদানের মধ্যে আপেক্ষিক নড়াচড়া ঘটলে, ঘূর্ণনের কারণে প্রিলোড করা ফাস্টেনারটি আলগা হয়ে যাবে।

এটিও পাওয়া গেছে যে ট্রান্সভার্স ডাইনামিক লোডগুলি অক্ষীয় গতিশীল লোডগুলির তুলনায় আরও গুরুতর শিথিলতা সৃষ্টি করে। কারণ হল যে অক্ষীয় লোডের অধীনে রেডিয়াল আন্দোলন ট্রান্সভার্স লোডের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট।

বোল্টেড সংযোগের ট্রান্সভার্স মুভমেন্ট

জাঙ্কার দেখিয়েছেন যে একটি প্রিলোডেড ফাস্টেনার যখন মিলন থ্রেড এবং ফাস্টেনারের ভারবহন পৃষ্ঠের মধ্যে আপেক্ষিক নড়াচড়া ঘটবে তখন স্ব-ঢিলা হয়ে যাবে। এটি ঘটে যখন জয়েন্টের উপর ক্রিয়াশীল অনুপ্রস্থ বল বোল্ট প্রিলোড দ্বারা উত্পন্ন ঘর্ষণ শক্তির চেয়ে বেশি হয়।

ছোট ট্রান্সভার্স ডিসপ্লেসমেন্টের জন্য, থ্রেড ফ্ল্যাঙ্ক এবং ভারবহন যোগাযোগ পৃষ্ঠের মধ্যে আপেক্ষিক আন্দোলন ঘটতে পারে। একবার থ্রেড ক্লিয়ারেন্স কাটিয়ে উঠলে, বোল্টটি বাঁকানো শক্তির অধীন হবে এবং যদি ট্রান্সভার্স স্লাইডিং অব্যাহত থাকে, বোল্টের মাথার নীচে ভারবহন পৃষ্ঠে স্লাইডিং ঘটবে।

একবার শুরু হলে, থ্রেডে এবং বল্টু মাথার নিচে সাময়িকভাবে কোনো ঘর্ষণ থাকবে না। থ্রেড হেলিক্স কোণে কাজ করে প্রিলোড দ্বারা উত্পন্ন স্ব-আলগা ঘূর্ণন ঘূর্ণন ঘূর্ণন নাট এবং বোল্টের মধ্যে অনুরূপ ঘূর্ণন ঘটায়। বারবার তির্যক নড়াচড়ার অধীনে, এই প্রক্রিয়াটি ফাস্টেনার সম্পূর্ণ ঢিলা হতে পারে।

আলগা হওয়ার কারণগুলি অধ্যয়ন করার জন্য, জাঙ্কার একটি টেস্টিং মেশিন তৈরি করেছেন, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে, যা ফাস্টেনার ডিজাইনের অ্যান্টি-লুজিং কার্যকারিতা পরিমাপ করে।

জাঙ্কার ফাস্টেনার টেস্টিং মেশিন

চলন্ত এবং স্থির প্লেটের মধ্যে ঘর্ষণ প্রভাব দূর করতে বল বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়। যখন চলন্ত প্লেট থেকে ট্রান্সভার্স মুভমেন্ট প্রয়োগ করা হয় যা বাদামকে আটকায়, লোড সেল ক্রমাগত বোল্ট লোড নিরীক্ষণ করে।

সাধারণ কম্পন পরীক্ষার মানগুলির সাথে তুলনা করে, পরীক্ষার সময় প্রিলোডের ক্ষতি পরিমাপ করা যেতে পারে এবং প্রিলোড বনাম চক্র সংখ্যার একটি গ্রাফ প্লট করা যেতে পারে।

জাঙ্কার মেশিনের নীতি হল যে ক্যাম দ্বারা উত্পন্ন ট্রান্সভার্স ডিসপ্লেসমেন্ট ফাস্টেনারকে দোদুল্যমান করে, ফাস্টেনারের ঘর্ষণ শক্তিকে কাটিয়ে আলগা তৈরি করে।

জাঙ্কার টেস্টিং মেশিনের স্ক্রিনশট

জাঙ্কার কম্পন পরীক্ষা আলগা বক্ররেখা

জাঙ্কার পরীক্ষার মাধ্যমে, বিভিন্ন ফাস্টেনার অ্যান্টি-লুজিং ডিজাইনের কর্মক্ষমতা তুলনা করা যেতে পারে। বিগত দুই দশকে, বিদ্যমান ফাস্টেনার অ্যান্টি-লুজিং ডিজাইনগুলির উপর প্রচুর সংখ্যক গবেষণা তাদের অ্যান্টি-লুজিং বৈশিষ্ট্যগুলির তুলনা করার জন্য সম্পন্ন হয়েছে।

কার্যকর তুলনার জন্য, একই কম্পন প্রশস্ততা ব্যবহার করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি ফলাফলের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। নীচের চিত্রটি স্প্রিং ওয়াশারের একটি সাধারণ পরীক্ষার ফলাফল দেখায়।

পরীক্ষায় দেখা গেছে যে বোল্টের মাথার নিচে একটি হেলিকাল স্প্রিং ওয়াশার স্থাপন করলে তা ত্বরান্বিত হয়। অন্যরা এটাও প্রমাণ করেছে যে এই ধরনের ওয়াশারের ব্যবহার কোনো লকিং ডিভাইস ছাড়াই বোল্ট ব্যবহারের মতোই কার্যকারিতা রয়েছে।

অনেক বড় OEM, এই ফলাফলগুলি সম্পর্কে সচেতন, তাদের অভ্যন্তরীণ মানগুলিতে এই জাতীয় ওয়াশারগুলি আর নির্দিষ্ট করে না।

থ্রেডেড ফাস্টেনারগুলির জন্য ব্যবহৃত অনেকগুলি লকিং ডিভাইস থ্রেডগুলির মধ্যে আপেক্ষিক নড়াচড়া (যেমন, নাইলন লক নাট) বা ভারবহন পৃষ্ঠ এবং সংযুক্ত উপাদানগুলির মধ্যে আপেক্ষিক নড়াচড়া প্রতিরোধের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় (যেমন, বিভিন্ন ধরণের "লকিং" ওয়াশার)।

যাইহোক, জাঙ্কার এবং পরবর্তী গবেষকরা উভয়েই জয়েন্টের ট্রান্সভার্স নড়াচড়া রোধ করার গুরুত্ব তুলে ধরেছেন: একটি উপযুক্ত বোল্টযুক্ত সংযোগ নকশা নিশ্চিত করে যে বোল্টের ক্ল্যাম্পিং বল সংযোগকারী প্লেটের ঘর্ষণের মাধ্যমে অনুপ্রস্থ আন্দোলন প্রতিরোধ করতে যথেষ্ট, এইভাবে শিথিল হওয়া এড়ানো যায়।

নকশা পর্যায়ে, এটি উপযুক্ত ফাস্টেনার আকার এবং শক্তি নির্বাচন করে অর্জন করা যেতে পারে যাতে প্রিলোড বাহ্যিক লোড দ্বারা সৃষ্ট যৌথ আন্দোলনকে প্রতিরোধ করার জন্য পর্যাপ্ত ঘর্ষণ তৈরি করতে পারে।

স্ক্রু জুন এর উপসংহার

থ্রেডেড ফাস্টেনার ঢিলা হওয়ার মূল কারণ হল জয়েন্ট মুভমেন্ট, বিশেষ করে ট্রান্সভার্স স্লাইডিংবল্টু থ্রেডএবং ভারবহন পৃষ্ঠতল. জয়েন্ট নড়াচড়া রোধ করতে যদি বোল্ট থেকে পর্যাপ্ত প্রিলোড পাওয়া যায়, তাহলে কোনো লকিং ডিভাইসের প্রয়োজন নেই, কারণ ঘর্ষণ অংশগুলোকে একত্রে ধরে রাখবে।

থ্রেডেড ফাস্টেনার ডিজাইনের প্রধান সমস্যা হল ঘর্ষণজনিত অবস্থার পরিবর্তনগুলি অন্তর্ভুক্ত করার সময় অংশগুলিকে শক্তভাবে একত্রিত করার জন্য প্রিলোড যথেষ্ট তা নিশ্চিত করা।

এই গ্রাফটি বোল্ট প্রিলোডে ঘর্ষণ পরিবর্তনের প্রভাব দেখায়।

আলগা হওয়া রোধ করার মূল চাবিকাঠি হল পর্যাপ্ত বোল্ট প্রিলোড প্রদান করা

সাধারণত, জয়েন্টগুলি সর্বাধিক ঘর্ষণ সহগ এ উত্পন্ন ন্যূনতম প্রিলোডের উপর ভিত্তি করে ডিজাইন করা উচিত; গড় প্রিলোড মান ব্যবহার করে ডিজাইন করা অনেকের আলগা হয়ে যাবে বল্টু.

একই সময়ে, এম্বেডমেন্টের কারণে প্রিলোড ক্ষতির বিষয়টিও বিবেচনা করা প্রয়োজন। এমবেডমেন্টের পরিমাণ সীমিত করার জন্য, ক্ল্যাম্পড উপাদানটি সহ্য করতে পারে এমন সর্বাধিক চাপের পরিসীমা নিশ্চিত করা প্রয়োজন।

যে ক্ষেত্রে যৌথ আন্দোলন প্রতিরোধ করা যায় না, উদাহরণস্বরূপ, তাপ সম্প্রসারণের উপস্থিতিতে, প্রমাণিত ক্ষমতা সহ একটি লকিং ডিভাইস নির্দিষ্ট করা উচিত।