Hva er låsemutter? - Typer, design og tilpassede løsninger

Nesten alle monterer komponenter i hverdagen. Vi har sett muttere låst fast i husene våre, på kontorene og på veiene. Men har du tenkt på hvordan det fungerer og hvorfor det brukes i komponentene? En låsemutter gir i utgangspunktet motstand mot vibrasjoner. I mange bransjer svikter komponenter på grunn av løsning av låsemuttere. Så riktige låsemuttere bør brukes til forskjellige komponenter og bruksområder. I denne artikkelen vil du utforske hvordan design, typer, materialer og standarder er viktige når du velger tilpassede låsemuttere.

Figur 1: Eksempel på låsemutter

Hva er en låsemutter?

En låsemutter består av forskjellige typer låseelementer som bidrar til å motstå dreiemoment og vibrasjoner. En vanlig mutter klarer ikke å opprettholde stabilitet mot klemkraften, mens en låsemutter låser seg selv med bolten for å opprettholde klemkraften. På grunn av låsingen med en bolt, kan den fungere bedre mot vibrasjoner sammenlignet med en vanlig låsemutter.

Hvordan identifisere en låsemutter?

Det kan være vanskelig å skille mellom en vanlig mutter og en låsemutter. En vanlig mutter består bare av gjenger i den indre delen av mutteren, mens en lås bør ha et låseelement som hjelper den å motstå vibrasjoner. En låsemutter bør bestå av en nylonring øverst på mutteren eller en pinne som bidrar til å gi låsemutteren en låsefunksjon.

Låsemuttere og bolter

Forholdet mellom låsemuttere og bolter er interessant. Først må du forstå hva en bolt er. En bolt er et festemiddel som består av gjenger og et hode på toppen av bolten. En bolt brukes sammen med en mutter for å sammenføye materialene. En bolts oppgave er å opprettholde klemkraften mens en mutter forblir stasjonær og unngå rotasjon/åpning.

Hva brukes en låsemutter til?

Kjerneformålet er å holde seg stasjonær og unngå at mutteren løsner, samtidig som vibrasjon og dreiemoment øker. Det bidrar til å unngå komponentfeil ved å unngå at låsemutteren løsner, og det er derfor bruksområdet er bredt, fra husholdningsdeler til kritiske deler som luftfartskomponenter.

Hva er forskjellen mellom en mutter og en låsemutter?

En vanlig mutter består av et metallstykke med et gjenget hull, og mens en låsemutter er avhengig av utformingen sin, for eksempel en pinne eller nylonring øverst på mutteren, kan ikke en vanlig mutter gi motstand mot dynamisk belastning, mens en låsemutter ikke kan løsne seg fra bolten på grunn av utformingen sin.

Hvordan låsemuttere fungerer

Har du noen gang tenkt på hvordan låsemuttere faktisk fungerer? Hvis ikke, la oss diskutere det. Den følger i utgangspunktet de grunnleggende prinsippene for å låse seg selv med bolten. Friksjonslåsing og mekanisk låsing er de to hovedprinsippene for å unngå at låsemutteren løsner.

Grunnleggende om friksjonslåsing

Friksjonen bidrar i bunn og grunn til å overvinne den dynamiske vibrasjonen. For dette brukes en nylonring eller litt deformerte gjenger for å skape friksjon mot gjengene på bolten.

Grunnleggende om mekanisk låsing

En splint i en kronemutter fungerer som en barriere (pinne) for å forhindre rotasjon av mutteren under dynamisk vibrasjon eller dreiemoment.

Grunnleggende om vibrasjonsløsning

Som vi alle vet, kan en vibrasjonssyklus forårsake en liten bevegelse av mutteren. Dette fører til at mutteren løsner, og det kan unngås ved å bruke nylonringen på mutteren eller en splint.

Låsemuttertyper etter låsemekanisme

Ulike utforminger av låsemuttere brukes for å unngå at mutteren løsner. En av hovedtypene er en selvlåsende mutter, som du kan identifisere fra navnet, låser den seg selv ved hjelp av deformerte gjenger. Noen vanlige typer muttere diskuteres nedenfor:

1. Slottsnøtt

Dette er en type mekanisk låsemutter. Den består av en bolt og en splint. Splinten settes inn i bolten og sporet for å forhindre at mutteren åpner seg.

2. Slissmutter

Dette er også den typen mekanisk låsemutter som brukes fordi pinnen settes inn i sporet. Den ligner på kronemutteren, men den har flere brede spor øverst på mutteren.

3. Gjeldende momentmutter

Dette er typen friksjonslåsemutter, og den absorberer friksjonen i henhold til sin kapasitet. For eksempel en oval låsemutter og en mutter med forvrengt gjenge.

4. Låsemutter med pinner

En låsemutter består av en pinne og en gjenget del. Det avhenger av bruksområdet ditt; ett eller flere hull kan bores i denne mutteren. Den fungerer ved å sette pinnen inn i mutteren etter at mutteren er strammet.

5. Syltetøymutter

Kontremutteren kalles også motmutter (motord hentet fra tyske Kontermutter). Den fungerer ved å stramme den primære mutteren mot den tynne mutteren.

6. Nyloninnsatslåsemutter

Det er en type friksjonsbasert mutterlås. Denne typen låsemutter består av en nylonring øverst på mutteren. Nylonringen absorberer vibrasjonen ved å deformere seg elastisk og deretter gå tilbake til sin posisjon. Den er ikke i stand til å fungere i et miljø med høy temperatur på grunn av sin polymernatur.

Nyloninnsatslåsemutter vs. helmetallmutter

En nylonmutterlås består av en nylonring som bidrar til å absorbere vibrasjoner, mens en metallmutter består av et enkelt metall med gjenger inni. Metallmuttere bearbeides ved å skape friksjon mellom bolten og mutterlåsen. En nylonlåsemutter har kortere levetid sammenlignet med metallmuttere.

7. Keps Nut

Dette er også en type mekanisk lås som brukes til en enkelt komponent. Den består av en mutter og en fritt roterende tannskive festet øverst som festes til monteringsflaten.

8. Forvrengt tråd

Dette er typen friksjonslåsemutter. I denne lages det med vilje deformerte gjenger inne i mutteren, som deretter låses med bolten for å forhindre at mutteren åpner seg.

9. Delt stråle

I denne bjelken bøyes en bjelke utover når mutteren strammes. På grunn av dette er den kjent for sitt utmerkede grep og gjenbrukbarhet.

Låsemuttertyper etter materiale

Mutterens levetid, korrosjonsmotstand, styrke og holdbarhet avhenger av materialet som brukes. Noen vanlige materialtyper er gitt nedenfor for å gi deg en idé:

1. Låsemuttere i karbonstål

Låsemuttere i karbonstål er kjent for sin styrke og holdbarhet. Karbonstål er lett tilgjengelig og økonomisk.

2. Låsemuttere i rustfritt stål

Hvis låsemutterne brukes i et korrosivt miljø, er det et godt alternativ fordi det har utmerket korrosjonsbestandighet. 304 rustfritt stål kan brukes der du trenger et kostnadseffektivt og korrosjonsbestandig materiale. 316 rustfritt stål er best mot marine og kloridbaserte miljøer.

3. Låsemuttere i messing/bronse

Messing består av kobber og sink, mens bronse er en blanding av kobber og tinn. Begge har god korrosjonsbestandighet og kan lett formes på grunn av sin gode maskinbarhet.

4. Låsemuttere av aluminiumslegering

Låsemuttere av aluminiumslegering kan brukes der det kreves mindre vekt og mer styrke. For eksempel brukes 7075-T6 til luftfartsapplikasjoner på grunn av høye styrkekrav, mens 6061-T6 brukes der det kreves kostnadseffektivitet og mindre styrke.

5. Låsemuttere i titanlegering

Låsemuttere i titanlegering brukes i applikasjoner som luftfart og militæret, der det kreves høy styrke og lav vekt. Ti-6Al-4V (grad 5) er et eksempel på denne typen låsemutter i legering.

Tabell 1: Sammenligning av ulike materialegenskaper for låsemuttere

Figur 2: Sammenligning av styrke kontra vekt av ulike låsemuttermaterialer

Hvordan designe en tilpasset låsemutter til prosjektet ditt?

Tenker du på å designe en spesialtilpasset låsemutter til prosjektet ditt? Avsnittet nedenfor vil hjelpe deg når du designer låsemutteren:

Design Formål

Først av alt, definer bruksområdet ditt. Det er ikke mulig å velge en mutter med samme design og materiale for alle bruksområder.

1. Mekaniske låsemuttere

Velg disse låsemutterne hvis du ikke kan gå på akkord med sikkerheten til komponenten. Velg et slottoppsett eller et pinnehull som passer perfekt inn i boltsporet.

2. Friksjonslåsemuttere

Den kan velges der sikkerhet ikke er kritisk, og gjenbrukbarhet og kostnadseffektivitet er viktig. Design nylonhulromstørrelsen og spaltedimensjonen for å få bedre resultater for motstand mot friksjon.

Trådtilpasningsklasse

Ulike gjengeklasser brukes, så spesifiser gjengeklassen som passer til bolten din.

Rådende dreiemomentmål

Du må spesifisere dreiemomentet som kreves for å rotere mutteren for å sikre jevn ytelse.

Belegg og behandlinger

Til slutt velger du belegg og behandling for å sikre lang levetid for låsemutteren. Sinkbelegg brukes for å sikre god korrosjonsbestandighet, mens settherdingsmetoder brukes for å sikre at overflaten er hard og kjernen er myk.

Figur 3: Kostnadsfordeling av basismaterialer og belegg/behandlinger

Gjenbruk livet

Ulike materialer gir ulik levetid for gjenbruk. På grunn av sin polymeriske natur gir en nylonmutter kortere levetid for gjenbruk sammenlignet med en metallmutter.

Vanlige styrkegrader for låsemuttere

Styrkegrader defineres i henhold til tallene sine. Grad 5 har høyere ultimat strekkfasthet sammenlignet med grad 2. Følgende avsnitt vil gi deg en idé om SAE- og ASTM-gradene:

1.SAE-karakterer

SAE-kvaliteter er vanlige for karbonmuttere som brukes. Følgende SAE-kvalitet viser bruksområdene deres med minimal ultimat strekkfasthet:

SAE grad 2

Den gir lav strekkfasthet sammenlignet med grad 5 og 8, og kan brukes til ikke-kritiske applikasjoner.

SAE grad 5

Hvis bruksområdet ditt er bilindustrien, bruk dette fordi det gir middels strekkfasthet.

SAE grad 8

Grad 8 gir høyere styrke sammenlignet med grad 2 og 5. Den kan brukes i kritiske applikasjoner.

2.ASTM-karakterer

ASTM-kvaliteter brukes når et spesifikt moment er nødvendig for et bestemt bruksområde. Vanlige typer ASTM-kvaliteter er gitt nedenfor:

Klasse A

Det er en mutter av lavkarbonstål.

Grad B og F

Det er en mutter av middels karbonstål, og dens styrke er middels.

Grad C og G

I disse kvalitetene er karboninnholdet høyere sammenlignet med A-, B- og F-kvalitetene.

Standarder, størrelser, momentspesifikasjoner for låsemutter

Du må spesifisere kravet til moment og deretter velge størrelsen på låsemutteren i henhold til dette. Disse størrelsesspesifikasjonene bør følges i henhold til ulike internasjonale standarder.

Alternativer for trådserier

Ulike gjengeseriealternativer brukes, men UNCS og UNF brukes henholdsvis til generelle applikasjoner og luftfartsapplikasjoner.

Størrelse på tvers av leiligheter

Tvers over flat størrelse bestemmer hvilken skiftenøkkelstørrelse du trenger.

Gjeldende dreiemomentspesifikasjon

ASTM-standarder spesifiserer det akseptable momentområdet for kvalitetskontroll.

Grenser for mutterhøyde

Det er kritisk for låsemuttere, som nyloninnsatser.

Låsemutterapplikasjoner etter bransje

Følgende er bransjer der låsemuttere brukes:

Drivverk for bilindustrien

Den beskytter eksosbrakettene og styrestagendene som brukes i bilens drivlinje.

Roterende utstyr

I roterende utstyr er aksler, transportbånd og kompressorer avhengige av låsemuttere. Elektrisk maskinvare

Den kan brukes i kontrollboksen for å beskytte komponentene inni den. Den kan brukes i rekker av transformatorer der det alltid er vibrasjoner.

Luftfartsmaskinvare

Lavfaste materialer kan ikke brukes i disse låsemutterne. Låsemuttere av titanlegering kan brukes i styrekoblinger og motortilbehør.

Tabell 2: Bruksområder for låsemuttermaterialer i ulike bransjer

Konklusjon

Riktig valg av låsemutter er viktig fordi den brukes i alt fra biler til luftfart. Både friksjonsbaserte og mekaniske låsemuttere har forskjellige bruksområder for å forhindre at mutteren løsner. Det er viktig å vurdere riktig design, mekaniske egenskaper som holdbarhet, korrosjonsbestandighet og styrke når man designer tilpassede låsemuttere. TOUFA er et selskap som har bred erfaring med å tilby en tilpasset låsemutterløsning for dine prosjekter.

Spørsmål og svar

Hvordan stramme en låsemutter på en bolt?

Stram mutteren på en bolt for hånd, og bruk deretter en skiftenøkkel til å sette splinten inn i sporet for å sikre låsing.

Er en låsemutter en hjulmutter?

En tilpasset låsemutter er en spesiell type låsemutter som brukes til å beskytte hjulet i en bil mot tyver.

Hvordan vet jeg hvilken låsemutter jeg trenger?

Du kan velge riktig lås for ditt bruksområde ved å vurdere vibrasjonsnivå, gjenbrukbarhet og miljøforhold.