إلكتروني تتطلب الأجهزة مثبتات لتأمين لوحات الدوائر، وتركيب اللوحات الفرعية، وألواح الإغلاق، وغيرها من الاستخدامات. هناك أنواع عديدة من البراغي والصواميل والمسامير المصنوعة من مجموعة متنوعة من المواد. يجب أن يراعي اختيار أدوات التثبيت الاحتياجات الفريدة للتطبيقات الإلكترونية، بما في ذلك العزل الكهربائي، ومقاومة التآكل والاهتزاز، والوزن الخفيف، والخصائص غير المغناطيسية، والتركيب الأعمى.
تتناول هذه المقالة مثبتات النايلون المختلفة واختيارها وتطبيقها. يتم استخدام أمثلة من مكونات Essentra، بما في ذلك البراغي والصواميل والمسامير المفاجئة والمثبتات الشائكة والمسامير المنبثقة، لأغراض توضيحية.
لماذا النايلون للسحابات؟
النايلون عبارة عن عائلة من البولياميدات الخطية البلاستيكية الحرارية عالية الأداء ذات قوة ميكانيكية عالية وتعب جيد ومقاومة للصدمات والتآكل وخصائص عزل كهربائي ممتازة. كما أنه خفيف الوزن مقارنة بالمعادن مثل الألومنيوم ويوفر مقاومة أعلى للتآكل. هذه الخصائص تجعلها مثالية للتطبيقات الإلكترونية. مع تقلص الأجهزة الإلكترونية، يعد تقليل الوزن هدفًا رئيسيًا للتصميم. من وجهة نظر الموثوقية وتجربة المستخدم، يمكن أن يكون التثبيت المعدني السائب في جهاز إلكتروني نشط بمثابة كارثة؛ إن قفل النايلون غير الموصل هو مجرد مصدر إزعاج.
أكثر أنواع النايلون شيوعًا المستخدمة في أدوات التثبيت للتطبيقات الهندسية هي النايلون 6 والنايلون 6/6. النايلون 6 هو بوليمر مشتق من مونومرات متعددة، كل منها يحتوي على ست ذرات كربون. الصيغة الكيميائية للنايلون هي (C6H11NO)n. يتكون النايلون 6/6 من اثنين من المونومرات، يحتوي كل منهما على ست ذرات كربون: ومن هنا جاء اسم النايلون 6/6.
النايلون 6/6 هو المادة الأكثر استخدامًا في أدوات التثبيت نظرًا لتكلفته المنخفضة ونطاق درجة الحرارة الأعلى قليلاً.
أنواع السحابة
المثبت عبارة عن جهاز يقوم ميكانيكيًا بربط كائنين أو أكثر معًا بشكل دائم أو غير دائم. السحابات الميكانيكية الشائعة هي البراغي والصواميل والمسامير.
المسمار عبارة عن أداة تثبيت تستخدم أخدودًا حلزونيًا (خيطًا) مقطوعًا في الجزء الخارجي من الجسم الأسطواني. يتزاوج مع أخدود حلزوني عكسي مقطوع في داخل فتحة التزاوج. يؤدي تحويل المسمار إلى الفتحة الملولبة إلى دفعه إلى سطح التزاوج. يتم تحديد المسمار في المقام الأول من خلال القطر الرئيسي، ودرجة الخيط، والطول، ونوع الرأس، ونوع محرك الأقراص (الشكل 1).
خطوة الخيط هي المسافة التي يتقدم بها المسمار في دورة واحدة أو المسافة بين قمم الخيوط المجاورة. في الولايات المتحدة، يتم تحديده بشكل شائع من خلال عدد الخيوط لكل وحدة طول. يستخدم معيار الخيط الموحد (UTS) البوصة (بوصة) كوحدة طول في أمريكا الشمالية. يتم تحديد براغي UTS حسب قطرها الاسمي وعدد الخيوط؛ على سبيل المثال، ¼-20 عبارة عن برغي يبلغ قطره ¼ بوصة وعدد الخيوط فيه 20 خيطًا لكل بوصة.
يتم تحديد البراغي التي يقل قطرها عن ¼ بوصة برقم صحيح، من 0 إلى 16، يسمى المقياس الخاص بها. كلما زاد رقم المقياس، زاد القطر.
يمكن تحديد القطر الرئيسي للمسمار عن طريق ضرب رقم المقياس في 0.013 وإضافة المنتج إلى 0.060 بوصة. وبالتالي، يبلغ قطر المسمار رقم 6 (6 * 0.013) + 0.060 أو 0.138 بوصة (3.5 مم).
يوجد أيضًا معيار متري حيث يتم تحديد البراغي بالحرف M متبوعًا بالقطر الرئيسي للمسمار بالملليمتر ثم درجة الخيط بالملليمتر.
مثال على برغي النايلون UTS، Essentra Components 011024H100، عبارة عن غطاء نايلون طويل مقاس 1 بوصة (25.4 مم) رقم 10-24 برأس سداسي. مكونات Essentra 0401024HN عبارة عن صامولة سداسية من النايلون رقم 10-24. يبلغ قطر المثبتات رقم 10 0.19 بوصة (4.826 ملم).
يعتمد اختيار أنواع الرأس على التطبيق. توفر الرؤوس المسطحة والبيضاوية ذات الفتحات الغاطسة أسطحًا خالية من الحواف ولا تعطل الملابس أو الأشياء. تتميز براغي المقبس ورأس الحشو عمومًا بارتفاع رأس أعلى وغالبًا ما تستخدم في الثقوب ذات التجويف المعاكس. يتم استخدام البراغي ذات القاعدة المسطحة مثل الموثق والمقلاة ورؤوس الأزرار لتثبيت الأسلاك في الشرائط الطرفية. تم تصميم الرؤوس السداسية والمقبس للتطبيقات التي تتطلب تشديد عزم الدوران العالي.
تعد محركات الأقراص ذات الشقوق هي أكثر أنواع محركات الأقراص الأساسية ومن الأفضل تشغيلها يدويًا. غالبًا ما يتم استخدام محركات الأقراص فيليبس والسداسي والمقبس مع المحركات الكهربائية لمنع رأس السائق من الانزلاق من المسمار.
المسامير
البرشام عبارة عن أداة تثبيت ميكانيكية غير ملولبة تربط المكونات معًا. هناك أنواع عديدة من المسامير المصنوعة من النايلون، بما في ذلك المسامير الإضافية، أو الشائكة أو شجرة التنوب، أو المسامير التي يتم الضغط عليها، أو زر التثبيت، أو المسامير الملولبة أو المنبثقة. وتشمل خصائص تركيبها الدائم، والقابل للإزالة، والمكفوفين. بغض النظر عن النوع، تتطلب جميع المسامير ثقبًا مثقوبًا مسبقًا من خلال مكونات الربط. تستخدم أنماط البرشام المختلفة مجموعة متنوعة من آليات التثبيت. على سبيل المثال، يستخدم البرشام المفاجئ Essentra Components SR-3075W حلقة تثبيت متوسعة (الشكل 2).
بعد إدخال البرشام المفاجئ في الفتحة، يتم دفع الرأس للداخل، وتتوسع الحلقة لتثبيته. يتم تحديد البرشام من خلال قطر رأسه وطوله وقطره ونطاق الإمساك به. نطاق القبضة هو سمك المكونات المثبتة التي سيعمل البرشام عليها بشكل صحيح. يبلغ قطر رأس مكونات Essentra SR-3075W 0.253 بوصة (6.4 ملم)، وطولها 0.295 بوصة (7.5 ملم)، وقطر البرشام 0.118 بوصة (3 ملم)، ونطاق قبضة من 0.197 إلى 0.236 بوصة (5 إلى 5.99 ملم). يمكن إزالة هذا النوع من برشام النايلون عن طريق سحب الرأس لأعلى.
يستخدم البرشام الشائك أو شجرة التنوب، مثل Essentra Components 27XT1250250، ساقًا مضلعة لتأمين المكونات (الشكل 3).
تكون أضلاع البرشام الشائك مائلة للضغط عند الإدخال ولكنها تثبت في جوانب الثقب لمنع الانسحاب. تعمل هذه المسامير مع المكونات المعدنية والرغوية والمطاط والبلاستيك وحتى الخشب.
تم تصميم Essentra Components 27XT1250250 لفتحة مقاس 0.125 بوصة (3.18 مم). يبلغ طوله 0.321 بوصة (8.15 ملم) ونطاق قبضة من 0.062 إلى 0.250 بوصة (1.58 إلى 6.35 ملم).
نوع آخر من البرشام الشائك هو برشام السقاطة المكون من قطعتين، مثل Essentra Components BR1-226-01. يعمل هذا النوع من أدوات التثبيت بشكل جيد لربط المكونات الرفيعة. إنه يعمل من خلال ربط نصفي برشام السقاطة لتشكيل قفل واحد (الشكل 4).
تتطلب مكونات Essentra BR1-226-01 قطر فتحة يبلغ 0.281 بوصة (7.14 ملم). يبلغ طوله 0.226 بوصة (5.74 ملم) ويتراوح نطاق الإمساك به من 0.235 إلى 0.297 بوصة (5.97 إلى 7.54 ملم).
توفر المسامير الدفعية، مثل Essentra Components 61PR400600 (الشكل 5)، تثبيتًا سريعًا وموثوقًا ودائمًا. لا تتطلب هذه المسامير ذات الجانب الأعمى الوصول إلى الجانب الخلفي للمكونات المرتبطة.
يتم تثبيت مسامير الدفع عن طريق إدخال جسم البرشام في فتحة اللوحة والضغط على المكبس المرفق داخل المجموعة باستخدام أداة التثبيت لتوسيع البرشام. يبلغ طول مكونات Essentra 61PR400600 0.445 بوصة (11.3 ملم) ويمكن تركيبها في فتحة 0.187 بوصة (4.75 ملم). يتراوح نطاق القبضة من 0.078 إلى 0.375 بوصة (1.98 إلى 9.53 ملم).
يعد زر التثبيت أو مشبك الزورق Essentra Components 27AC0011 بمثابة أداة تثبيت سهلة التركيب لتأمين أجزاء الصفائح المعدنية أو المكونات الخفيفة بدون أدوات (الشكل 6).
التثبيت بسيط مثل دفع جسم البرشام إلى فتحة مستديرة مثقوبة مسبقًا والضغط على رأس البرشام حتى يتم تثبيته في مكانه. يتناسب هذا البرشام مع فتحة مقاس 0.192 بوصة (4.9 مم) ويبلغ طوله 0.515 بوصة (13.08 مم). يتراوح نطاق القبضة من 0.165 إلى 0.185 بوصة (4.2 إلى 4.7 ملم).
برشام البوب أو التثبيت هو برشام آخر يتم إدخاله بشكل أعمى ولا يتطلب الوصول إلى الجانب الخلفي من اللوحة. تعتبر وحدة Essentra Components CR32-2-1 المصنوعة من النايلون المصبوب بدقة مثالاً على ذلك (الشكل 7).
يحتوي CR32-2-1 على شياق يمر عبر جسم البرشام. يتم إدخال البرشام في الفتحة، ويتم استخدام أداة البرشام البوب لسحب الشياق عبر جسم البرشام. يؤدي هذا إلى انهيار جسم البرشام، وتمدده مقابل الفتحة، وقفل المكونات معًا. يبلغ قطر هذا البرشام 0.126 بوصة (3.2 ملم) وطوله 0.378 بوصة (9.6 ملم). يتطلب قطر فتحة يبلغ 0.130 بوصة (3.3 ملم) ويبلغ نطاق القبضة من 0.157 إلى 0.276 بوصة (4.0 إلى 7.0 ملم).
يتم تقديم كل نوع من أنواع البرشام بمجموعة من الأقطار والأطوال لتتناسب مع متطلبات التطبيق.
تحديد المسامير
يسهل كتالوج Essentra Components تحديد حجم البرشام المطلوب. يبدأ المستخدم باختيار نوع من البرشام. بعد ذلك، استنادًا إلى سمك مكونات الربط، يوفر الكتالوج مجموعة من أقطار الفتحات وأطوال البراشيم المناسبة لنطاق القبضة هذا (الشكل 8).
تُظهر عينة من اختيارات البرشام المفاجئة لقطر الثقب من 0.083 إلى 0.087 بوصة (2.1 إلى 2.2 مم) سبعة نماذج مناسبة. بالنسبة لنطاق قبضة يتراوح من 0.205 إلى 0.225 بوصة (5.2 إلى 5.7 ملم)، يلزم وجود برشام يبلغ طوله 0.295 بوصة (7.5 ملم) (الخط 7) لتحقيق سمك التثبيت اللازم.
وفي الختام
توفر مثبتات النايلون العديد من المزايا للإلكترونيات والأجهزة وتطبيقات السيارات. وهي أخف وزنا من نظيراتها المعدنية، وغير موصلة للكهرباء ومقاومة للتآكل، وتتوفر في العديد من الأنواع والأحجام.