Электронный устройствам требуются крепежи для крепления печатных плат, монтажа дочерних плат, закрытия панелей и других целей. Существует множество типов винтов, гаек и заклепок, изготовленных из самых разных материалов. Выбор крепежа должен учитывать уникальные потребности электронных приложений, включая электрическую изоляцию, устойчивость к коррозии и вибрации, малый вес, немагнитные характеристики и слепую установку.
В этой статье рассматриваются различные нейлоновые застежки, их выбор и применение. В иллюстративных целях используются примеры компонентов Essentra Components, включая винты, гайки, заклепки, застежки с шипами и заклепки.
Почему нейлон для застежек?
Нейлон — это семейство высокоэффективных инженерных термопластичных линейных полиамидов с высокой механической прочностью, хорошей усталостной, ударной и коррозионной стойкостью, а также отличными электроизоляционными свойствами. Он также легче по сравнению с такими металлами, как алюминий, и обеспечивает более высокую износостойкость. Эти свойства делают его идеальным для электронных приложений. Поскольку электронные устройства уменьшаются, снижение веса является основной целью проектирования. С точки зрения надежности и удобства пользователя незакрепленная металлическая застежка в активном электронном устройстве может стать катастрофой; незакрепленная непроводящая нейлоновая застежка просто раздражает.
Наиболее распространенными типами нейлона, используемыми в крепежных изделиях инженерного назначения, являются нейлон 6 и нейлон 6/6. Нейлон 6 — это полимер, полученный из нескольких мономеров, каждый из которых имеет шесть атомов углерода. Химическая формула нейлона: (C6H11NO)n. Нейлон 6/6 состоит из двух мономеров, каждый из которых имеет шесть атомов углерода: отсюда и название «нейлон 6/6».
Нейлон 6/6 является наиболее часто используемым материалом для крепежа из-за его более низкой стоимости и немного более высокого температурного диапазона.
Типы крепежа
Крепеж — это аппаратное устройство, которое механически соединяет два или более объекта на постоянной или временной основе. Популярными механическими крепежами являются винты, гайки и заклепки.
Винт — это крепеж, в котором используется винтовая канавка (резьба), прорезанная снаружи цилиндрического корпуса. Он сопрягается с обратной спиральной канавкой, вырезанной внутри ответного отверстия. Вращение винта в резьбовое отверстие продвигает его к сопрягаемой поверхности. Винт в первую очередь определяется его большим диаметром, шагом резьбы, длиной, типом головки и типом привода (рис. 1).
Шаг резьбы — это расстояние, на которое винт продвигается за один оборот, или расстояние между вершинами соседних резьб. В Соединенных Штатах (США) это обычно определяется количеством ниток на единицу длины. Единый стандарт резьбы (UTS) использует дюйм (дюймы) в качестве единицы длины в Северной Америке. Винты UTS имеют номинальный диаметр и количество резьб; например, ¼-20 — это винт диаметром ¼ дюйма с числом витков 20 витков на дюйм.
Винты диаметром менее ¼ дюйма обозначаются целым числом от 0 до 16, называемым калибром. Чем больше номер калибра, тем больше диаметр.
Большой диаметр винта можно определить, умножив номер калибра на 0.013 и прибавив произведение к 0.060 дюйма. Таким образом, винт №6 имеет диаметр (6 * 0.013) + 0.060 или 0.138 дюйма (3.5 мм).
Существует также метрический стандарт, в котором винты обозначаются буквой М, за которой следует большой диаметр винта в мм, а затем шаг резьбы в мм.
Примером нейлонового винта UTS, Essentra Components 011024H100, является нейлоновый винт № 1-25.4 длиной 10 дюйм (24 мм) с шестигранной головкой. Essentra Components 0401024HN представляет собой сопрягающуюся нейлоновую шестигранную гайку № 10-24. Крепежные детали № 10 имеют основной диаметр 0.19 дюйма (4.826 мм).
Выбор типа головок зависит от области применения. Плоские и овальные головки с потайными отверстиями обеспечивают поверхность без краев, которая не цепляет одежду или предметы. Винты с головкой под торцевой ключ или с цилиндрической головкой обычно имеют большую высоту головки и часто используются в расточенных отверстиях. Винты с плоским дном, такие как скоросшиватели, плоские и полукруглые головки, используются для фиксации проводов в клеммных колодках. Шестигранные и торцевые головки предназначены для случаев, требующих затяжки с высоким моментом затяжки.
Диски с прорезями — это самый простой тип привода, и их лучше всего приводить в движение вручную. Крестовые, шестигранные и торцевые приводы часто используются с электрическими отвертками, чтобы головка отвертки не соскользнула с винта.
Заклепки
Заклепка — это механическое крепление без резьбы, которое скрепляет компоненты. Существует много типов нейлоновых заклепок, в том числе защелкивающиеся, с зазубринами или «елочкой», вставные, монтажные с пуговицами, а также потайные или выдвижные. Их монтажные характеристики включают постоянные, съемные и слепые. Независимо от типа, для всех заклепок необходимо предварительно просверлить отверстие в соединяемых компонентах. В разных стилях заклепок используются различные механизмы крепления. Например, в заклепке Essentra Components SR-3075W используется расширяющаяся втулка (рис. 2).
После того, как заклепка вставляется в отверстие, головка вставляется внутрь, и втулка расширяется, чтобы зафиксировать ее. Заклепка определяется диаметром головки, длиной, диаметром заклепки и диапазоном захвата. Диапазон захвата — это толщина скрепляемых компонентов, при которой заклепка будет работать правильно. Essentra Components SR-3075W имеет диаметр головки 0.253 дюйма (6.4 мм), длину 0.295 дюйма (7.5 мм), диаметр заклепки 0.118 дюйма (3 мм) и диапазон захвата от 0.197 до 0.236. дюймов (от 5 до 5.99 мм). Этот тип нейлоновой заклепки можно снять, потянув головку вверх.
Заклепка с шипом или елкой, такая как Essentra Components 27XT1250250, использует ребристый хвостовик для фиксации компонентов (рис. 3).
Ребра заклепки с зазубринами расположены под углом, чтобы сжиматься при вставке, но фиксируются по бокам отверстия, чтобы предотвратить извлечение. Эти заклепки работают с металлическими, пенопластовыми, резиновыми, пластиковыми и даже деревянными деталями.
Essentra Components 27XT1250250 предназначен для отверстия диаметром 0.125 дюйма (3.18 мм). Он имеет длину 0.321 дюйма (8.15 мм) и диапазон захвата от 0.062 до 0.250 дюйма (от 1.58 до 6.35 мм).
Другой тип заклепки с шипом — это заклепка с храповым механизмом, состоящая из двух частей, например, Essentra Components BR1-226-01. Этот тип крепежа хорошо подходит для соединения тонких деталей. Он действует путем соединения двух половин заклепки с храповым механизмом в единую застежку (рис. 4).
Для Essentra Components BR1-226-01 требуется отверстие диаметром 0.281 дюйма (7.14 мм). Его длина составляет 0.226 дюйма (5.74 мм), а диапазон захвата составляет от 0.235 до 0.297 дюйма (от 5.97 до 7.54 мм).
Нажимные заклепки, такие как Essentra Components 61PR400600 (рис. 5), обеспечивают быстрое, надежное и прочное крепление. Эти заклепки с глухой стороны не требуют доступа к обратной стороне соединяемых компонентов.
Нажимные заклепки устанавливаются путем вставки корпуса заклепки в отверстие панели и вдавливания прикрепленного плунжера в сборку с помощью установочного инструмента для расширения заклепки. Essentra Components 61PR400600 имеет длину 0.445 дюйма (11.3 мм) и устанавливается в отверстие диаметром 0.187 дюйма (4.75 мм). Диапазон захвата составляет от 0.078 до 0.375 дюйма (от 1.98 до 9.53 мм).
Монтажная кнопка или зажим каноэ Essentra Components 27AC0011 — это легко устанавливаемый крепеж для крепления деталей из листового металла или легких компонентов без инструментов (рис. 6).
Установка так же проста, как вставить корпус заклепки в предварительно просверленное круглое отверстие и нажать на головку заклепки до ее фиксации на месте. Эта заклепка вставляется в отверстие диаметром 0.192 дюйма (4.9 мм) и имеет длину 0.515 дюйма (13.08 мм). Диапазон захвата составляет от 0.165 до 0.185 дюйма (от 4.2 до 4.7 мм).
Заклепка с выталкиванием или клинчем — это еще одна заклепка для глухой вставки, для которой не требуется доступ к обратной стороне панели. Примером может служить блок из прецизионного формованного нейлона Essentra Components CR32-2-1 (рис. 7).
CR32-2-1 имеет оправку, проходящую через тело заклепки. Заклепка вставляется в отверстие, и с помощью инструмента для заклепки протягивают оправку через тело заклепки. Это приводит к тому, что корпус заклепки сжимается, расширяется относительно отверстия и фиксирует компоненты вместе. Эта заклепка имеет диаметр 0.126 дюйма (3.2 мм) и длину 0.378 дюйма (9.6 мм). Для него требуется отверстие диаметром 0.130 дюйма (3.3 мм) и диапазон захвата от 0.157 до 0.276 дюйма (от 4.0 до 7.0 мм).
Каждый тип заклепок предлагается в различных диаметрах и длинах в соответствии с требованиями конкретного применения.
Определение заклепок
Каталог компонентов Essentra позволяет легко выбрать необходимый размер заклепок. Пользователь начинает с выбора типа заклепки. Затем, в зависимости от толщины соединяемых компонентов, в каталоге представлен диапазон подходящих диаметров отверстий и длин заклепок для этого диапазона захвата (рис. 8).
В выборке заклепок для отверстий диаметром от 0.083 до 0.087 дюйма (от 2.1 до 2.2 мм) показаны семь подходящих моделей. Для диапазона захвата от 0.205 до 0.225 дюйма (от 5.2 до 5.7 мм) для достижения необходимой толщины крепления требуется заклепка длиной 0.295 дюйма (7.5 мм) (линия 7).
Заключение
Нейлоновые крепления предлагают множество преимуществ для электроники, бытовой техники и автомобилей. Они легче своих металлических аналогов, не проводят ток и устойчивы к коррозии, а также доступны во многих типах и размерах.