Cuvântul englez care corespunde șurubului este șurub. Sensul acestui cuvânt s-a schimbat semnificativ în ultimele sute de ani. Cel puțin în 1725, însemna „împerechere”.
Pe lângă cunoștințele din nume, a fost nevoie de mii de ani pentru ca șuruburile mici să fie strânse în sensul acelor de ceasornic și slăbite în sens invers acelor de ceasornic din invenția lor.
imagine
De ce șuruburile trebuie strânse în sensul acelor de ceasornic?
Prietenul lui Platon a inventat șurubul
Cele mai simple șase unelte mecanice sunt: șuruburi, planuri înclinate, pârghii, scripete, pene, roți și osii.
Șurubul se numără printre cele șase mașini simple, dar pentru a spune clar, nu este altceva decât o axă și un plan înclinat care se înfășoară în jurul lui. Astăzi, șuruburile au dezvoltat dimensiuni standard. Modul obișnuit de a folosi un șurub este să îl rotiți în sensul acelor de ceasornic pentru a-l strânge (spre deosebire de a-l roti în sens invers acelor de ceasornic pentru a-l slăbi).
imagine
Strângerea în sensul acelor de ceasornic este determinată în principal de dreptaci
Cu toate acestea, deoarece șuruburile la momentul invenției lor erau toate realizate manual, finețea șuruburilor nu a fost consecventă și a fost adesea determinată de preferința personală a meșterului.
Pe la mijlocul-16secolului, inginerul francez al curții Jaques Besson a inventat un strung care putea tăia șuruburi. Mai târziu a durat 100 de ani pentru ca această tehnologie să fie promovată. Englezul Henry Maudsley a inventat strungul modern în 1797. Odată cu acesta, finețea firelor a fost îmbunătățită semnificativ. În ciuda acestui fapt, încă nu există un standard unificat pentru dimensiunea și finețea șuruburilor.
imagine
Această situație s-a schimbat în 1841. Ucenicul lui Maudsley, Joseph Whitworth, a trimis un articol Instituției Inginerilor Municipali în care solicita unificarea tipurilor de șuruburi. El a făcut două sugestii:
1. Unghiul de înclinare al filetului șurubului ar trebui să fie de 55 de grade ca standard;
2. Indiferent de diametrul șurubului, numărul de fire pe picior ar trebui să adopte un anumit standard.
Deși șuruburile sunt mici, ele necesită n tipuri de mașini-unelte și n+1 tipuri de unelte de tăiere pentru a le realiza în primele zile.
Șuruburile timpurii nu erau ușor de realizat, deoarece procesul lor de producție „necesita trei scule de tăiere și două mașini-unelte”.
Pentru a rezolva problemele de producție și fabricație ale standardelor britanice, americanul William Sellers a inventat un filet cu vârf plat și cu toc plat în 1864. Această mică schimbare a permis fabricarea șuruburilor cu o singură unealtă și mașină unealtă. Mai rapid, mai ușor și mai ieftin.
Filetul șuruburilor Sellers a devenit popular în Statele Unite și a devenit în curând standardul pentru aplicațiile Amtrak.
Caracteristicile îmbinărilor cu șuruburi
imagine
Figura B: Proprietățile îmbinării cu șuruburi
Principalele variabile ale procesului de strângere:
(1) Cuplu (T): cuplul de strângere aplicat, unitate Nm (Nm);
(2) Forța de strângere (F): dimensiunea reală de strângere axială (presare) între corpurile de legătură, unitate Newton (N);
(3) Coeficient de frecare (U): coeficientul de cuplu consumat de capete de șuruburi, perechi de filet etc.;
(4) Unghi de rotație (A): Pe baza unui anumit cuplu, șurubul va avea o anumită alungire axială sau conectorul va fi comprimat și unghiul filetului trebuie rotit.
