Elettronico i dispositivi richiedono elementi di fissaggio per fissare i circuiti stampati, montare le schede figlie, chiudere i pannelli e altri usi. Esistono molti tipi di viti, dadi e rivetti realizzati con una varietà di materiali. La scelta degli elementi di fissaggio deve tenere conto delle esigenze specifiche delle applicazioni elettroniche, tra cui isolamento elettrico, resistenza alla corrosione e alle vibrazioni, leggerezza, caratteristiche non magnetiche e installazione cieca.
Questo articolo discute i diversi elementi di fissaggio in nylon, la loro selezione e la loro applicazione. Esempi tratti da Essentra Components, tra cui viti, dadi, rivetti a scatto, elementi di fissaggio con ardiglione e rivetti a strappo, vengono utilizzati a scopo illustrativo.
Perché il nylon per gli elementi di fissaggio?
Il nylon è una famiglia di poliammidi lineari termoplastiche tecniche ad alte prestazioni con elevata resistenza meccanica, buona resistenza alla fatica, agli urti e alla corrosione ed eccellenti proprietà di isolamento elettrico. È anche leggero rispetto ai metalli come l'alluminio e offre una maggiore resistenza all'usura. Queste proprietà lo rendono ideale per le applicazioni elettroniche. Man mano che i dispositivi elettronici si restringono, la riduzione del peso diventa uno dei principali obiettivi di progettazione. Dal punto di vista dell'affidabilità e dell'esperienza dell'utente, un dispositivo di fissaggio metallico allentato in un dispositivo elettronico attivo può essere un disastro; una chiusura in nylon allentata e non conduttiva è solo un fastidio.
I tipi più comuni di nylon utilizzati negli elementi di fissaggio per applicazioni ingegneristiche sono il nylon 6 e il nylon 6/6. Il nylon 6 è un polimero derivato da più monomeri, ciascuno con sei atomi di carbonio. La formula chimica del nylon è (C6H11NO)n. Il nylon 6/6 è costituito da due monomeri, ciascuno con sei atomi di carbonio: da qui il nome nylon 6/6.
Il nylon 6/6 è il materiale più comunemente utilizzato per gli elementi di fissaggio grazie al suo costo inferiore e all'intervallo di temperature leggermente più elevato.
Tipi di elementi di fissaggio
Un dispositivo di fissaggio è un dispositivo hardware che unisce meccanicamente due o più oggetti insieme in modo permanente o non permanente. I dispositivi di fissaggio meccanici più diffusi sono viti, dadi e rivetti.
Una vite è un dispositivo di fissaggio che utilizza una scanalatura elicoidale (filettatura) tagliata all'esterno di un corpo cilindrico. Si accoppia con una scanalatura elicoidale inversa tagliata all'interno di un foro di accoppiamento. Girando la vite nel foro filettato la si fa avanzare nella superficie di accoppiamento. Una vite viene specificata principalmente dal diametro principale, dal passo della filettatura, dalla lunghezza, dal tipo di testa e dal tipo di azionamento (Figura 1).
Il passo della filettatura è la distanza di avanzamento della vite in un giro o la distanza tra i picchi di filettature adiacenti. Negli Stati Uniti (USA), viene comunemente specificato dal numero di thread per unità di lunghezza. Lo standard UTS (Unified Thread Standard) utilizza il pollice (pollici) come unità di lunghezza nel Nord America. Le viti UTS sono specificate dal diametro nominale e dal numero di filetti; ad esempio, ¼-20 è una vite con un diametro di ¼ di pollice con un numero di filetti di 20 fili per pollice.
Le viti con diametro inferiore a ¼ di pollice sono specificate da un numero intero, da 0 a 16, chiamato calibro. Maggiore è il numero del calibro, maggiore è il diametro.
Il diametro maggiore di una vite può essere determinato moltiplicando il numero del calibro per 0.013 e aggiungendo il prodotto a 0.060 pollici. Pertanto, una vite n. 6 ha un diametro di (6 * 0.013) + 0.060 o 0.138 pollici (3.5 mm).
Esiste anche uno standard metrico in cui le viti sono designate con la lettera M seguita dal diametro maggiore della vite in mm e quindi dal passo della filettatura in mm.
Un esempio di vite in nylon UTS, Essentra Components 011024H100, è una vite in nylon n. 1-25.4 lunga 10 mm (24 pollice) con testa esagonale. Essentra Components 0401024HN è un dado esagonale in nylon n. 10-24 accoppiato. Gli elementi di fissaggio n. 10 hanno un diametro maggiore di 0.19 mm (4.826 pollici).
La scelta dei tipi di testa dipende dall'applicazione. Le teste piatte e ovali con fori svasati offrono superfici prive di bordi che non impigliano vestiti o oggetti. Le viti con testa a cava e cilindrica generalmente hanno un'altezza della testa maggiore e sono spesso utilizzate in fori svasati. Viti a fondo piatto come fascette, vaschette e teste a bottone vengono utilizzate per fissare i cavi nelle morsettiere. Le teste esagonali e a presa sono destinate ad applicazioni che richiedono un serraggio a coppia elevata.
Le unità scanalate sono il tipo di unità più elementare ed è meglio azionarle manualmente. Le unità Phillips, esagonali e a bussola vengono spesso utilizzate con i driver elettrici per evitare che la testa del driver scivoli via dalla vite.
Rivetti
Un rivetto è un dispositivo di fissaggio meccanico non filettato che tiene insieme i componenti. Esistono molti tipi di rivetti in nylon, inclusi a scatto, spinati o in abete, a pressione, con bottone di montaggio e ciechi o pop. Le loro caratteristiche di installazione includono permanente, rimovibile e cieca. Indipendentemente dal tipo, tutti i rivetti richiedono un foro preforato attraverso i componenti di giunzione. Diversi stili di rivetti utilizzano una varietà di meccanismi di ancoraggio. Ad esempio, il rivetto a scatto Essentra Components SR-3075W utilizza un anello di tenuta espandibile (Figura 2).
Dopo aver inserito un rivetto a scatto in un foro, la testa viene spinta all'interno e l'anello di tenuta si espande per ancorarlo. Un rivetto è specificato dal diametro della testa, dalla lunghezza, dal diametro del rivetto e dall'intervallo di presa. L'intervallo di presa è lo spessore dei componenti fissati su cui il rivetto funzionerà correttamente. Essentra Components SR-3075W ha un diametro della testa di 0.253 mm (6.4 pollici), una lunghezza di 0.295 mm (7.5 pollici), un diametro del rivetto di 0.118 mm (3 pollici) e un intervallo di presa compreso tra 0.197 e 0.236 pollici (da 5 a 5.99 mm). Questo tipo di rivetto in nylon può essere rimosso tirando verso l'alto la testa.
Un rivetto spinato o in abete, come Essentra Components 27XT1250250, utilizza un gambo scanalato per fissare i componenti (Figura 3).
Le nervature del rivetto spinato sono angolate per comprimersi durante l'inserimento ma bloccarsi nei lati del foro per impedirne il ritiro. Questi rivetti funzionano con componenti in metallo, schiuma, gomma, plastica e persino legno.
Essentra Components 27XT1250250 è previsto per un foro da 0.125 pollici (3.18 mm). Ha una lunghezza di 0.321 mm (8.15 pollici) e un intervallo di presa compreso tra 0.062 e 0.250 mm (1.58-6.35 pollici).
Un altro tipo di rivetto spinato è un rivetto a cricchetto in due pezzi, come Essentra Components BR1-226-01. Questo tipo di dispositivo di fissaggio funziona bene per unire componenti sottili. Funziona unendo le due metà del rivetto a cricchetto per formare un unico dispositivo di fissaggio (Figura 4).
Essentra Components BR1-226-01 richiede un diametro del foro di 0.281 pollici (7.14 mm). È lungo 0.226 mm (5.74 pollici) e ha un range di presa compreso tra 0.235 e 0.297 mm (5.97-7.54 pollici).
I rivetti a pressione, come Essentra Components 61PR400600 (Figura 5), forniscono un fissaggio rapido, affidabile e permanente. Questi rivetti ciechi non richiedono l'accesso al lato posteriore dei componenti uniti.
I rivetti a pressione vengono installati inserendo il corpo del rivetto nel foro del pannello e premendo lo stantuffo collegato nel gruppo utilizzando uno strumento di installazione per espandere il rivetto. Essentra Components 61PR400600 è lungo 0.445 mm (11.3 pollici) e si monta in un foro da 0.187 mm (4.75 pollici). Ha un intervallo di presa compreso tra 0.078 e 0.375 pollici (da 1.98 a 9.53 mm).
Il pulsante di montaggio o clip per canoa Essentra Components 27AC0011 è un dispositivo di fissaggio di facile installazione per fissare parti in lamiera o componenti leggeri senza attrezzi (Figura 6).
L'installazione è semplice: basta spingere il corpo del rivetto in un foro rotondo preforato e premere sulla testa del rivetto finché non si blocca in posizione. Questo rivetto si inserisce in un foro da 0.192 mm (4.9 pollici) ed è lungo 0.515 mm (13.08 pollici). Ha un intervallo di presa compreso tra 0.165 e 0.185 pollici (da 4.2 a 4.7 mm).
Un rivetto pop o clinch è un altro rivetto a inserimento cieco che non richiede l'accesso al lato posteriore del pannello. L'unità in nylon stampato di precisione Essentra Components CR32-2-1 ne è un esempio (Figura 7).
Il CR32-2-1 ha un mandrino che passa attraverso il corpo del rivetto. Il rivetto viene inserito nel foro e viene utilizzato uno strumento per rivetti pop per tirare il mandrino attraverso il corpo del rivetto. Ciò fa sì che il corpo del rivetto collassi, si espanda contro il foro e blocchi insieme i componenti. Questo rivetto ha un diametro di 0.126 mm (3.2 pollici) e una lunghezza di 0.378 mm (9.6 pollici). Richiede un diametro del foro di 0.130 mm (3.3 pollici) e ha un intervallo di presa compreso tra 0.157 e 0.276 mm (da 4.0 a 7.0 pollici).
Ogni tipo di rivetto è offerto in una gamma di diametri e lunghezze per soddisfare i requisiti dell'applicazione.
Specificazione dei rivetti
Il catalogo Essentra Components semplifica la selezione della dimensione del rivetto necessaria. L'utente inizia selezionando un tipo di rivetto. Quindi, in base allo spessore dei componenti di giunzione, il catalogo fornisce una gamma di diametri di foro e lunghezze di rivetti adatti per quella gamma di presa (Figura 8).
Un campione di selezioni di rivetti a scatto per un diametro del foro compreso tra 0.083 e 0.087 mm (da 2.1 a 2.2 pollici) mostra sette modelli adatti. Per un intervallo di presa compreso tra 0.205 e 0.225 mm (da 5.2 a 5.7 pollici), è necessario il rivetto che misura 0.295 mm (7.5 pollici) di lunghezza (linea 7) per ottenere lo spessore di tenuta necessario.
Conclusione
Gli elementi di fissaggio in nylon offrono molti vantaggi per l'elettronica, gli elettrodomestici e le applicazioni automobilistiche. Sono più leggeri delle loro controparti metalliche, non sono conduttivi e resistenti alla corrosione e sono disponibili in molti tipi e dimensioni.