Sådan vælger og bruger du fastgørelseselementer af nylon

Elektroniske enheder kræver fastgørelseselementer til fastgørelse af printkort, montering af datterkort, lukning af paneler og andre anvendelser. Der findes mange forskellige typer skruer, møtrikker og nitter, som er fremstillet af forskellige materialer. Valget af fastgørelseselementer skal tage højde for de unikke behov i elektroniske applikationer, herunder elektrisk isolering, korrosions- og vibrationsmodstand, lav vægt, ikke-magnetiske egenskaber og blind installation.

Denne artikel diskuterer forskellige nylonbefæstelser, deres valg og deres anvendelse. Eksempler fra Essentra Components, herunder skruer, møtrikker, snapnitter, modhager og popnitter, bruges til illustrative formål.

Hvorfor nylon til fastgørelseselementer?

Nylon er en familie af højtydende tekniske termoplastiske lineære polyamider med høj mekanisk styrke, god udmattelses-, slag- og korrosionsbestandighed og fremragende elektrisk isolerende egenskaber. Det er også let sammenlignet med metaller som aluminium og har en højere slidstyrke. Disse egenskaber gør det ideelt til elektroniske anvendelser. Efterhånden som elektroniske enheder skrumper, er vægtreduktion et vigtigt designmål. Set ud fra et pålideligheds- og brugeroplevelsessynspunkt kan en løs metalbefæstelse i en aktiv elektronisk enhed være en katastrofe; en løs, ikke-ledende nylonbefæstelse er bare et irritationsmoment.

De mest almindelige typer nylon, der bruges i befæstelseselementer til tekniske formål, er nylon 6 og nylon 6/6. Nylon 6 er en polymer, der stammer fra flere monomerer, hver med seks kulstofatomer. Den kemiske formel for nylon er (C6H11NO)n. Nylon 6/6 er fremstillet af to monomerer, der hver har seks kulstofatomer: deraf navnet nylon 6/6.

Nylon 6/6 er det mest almindeligt anvendte materiale til befæstelser på grund af dets lavere pris og lidt højere temperaturområde.

Typer af fastgørelseselementer

Et fastgørelseselement er en hardwareenhed, der mekanisk forbinder to eller flere genstande permanent eller ikke-permanent. Populære mekaniske fastgørelsesmidler er skruer, møtrikker og nitter.

En skrue er et fastgørelsesmiddel, der bruger en spiralformet rille (gevind) skåret ind i ydersiden af en cylindrisk krop. Den passer sammen med en omvendt spiralformet rille, der er skåret ind i indersiden af et parringshul. Ved at dreje skruen ind i gevindhullet skubbes den ind i koblingsoverflade. En skrue er primært specificeret ved sin hoveddiameter, gevindstigning, længde, hovedtype og drivtype (figur 1).

Figur 1: Skruer specificeres efter hovedtype, drivtype, hoveddiameter, gevindstigning og længde. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Gevindstigningen er den afstand, skruen bevæger sig i en omdrejning, eller afstanden mellem toppe af tilstødende gevind. I USA er det almindeligt at angive antallet af tråde pr. længdeenhed. Unified Thread Standard (UTS) bruger tommer (in.) som længdeenhed i Nordamerika. UTS-skruer er specificeret ved deres nominelle diameter og antal gevind; for eksempel er ¼-20 en skrue med en diameter på ¼ tomme med et 20 gevind per tomme.

Skruer med en diameter på mindre end ¼ tomme specificeres med et heltal, 0 til 16, kaldet deres gauge. Jo større gauge-nummer, jo større diameter.

Den største diameter på en skrue kan bestemmes ved at gange målestoksforholdet med 0,013 og lægge produktet til 0,060 tommer. En skrue nr. 6 har således en diameter på (6 * 0,013) + 0,060 eller 0,138 tommer (3,5 mm).

Der findes også en metrisk standard, hvor skruer betegnes med bogstavet M efterfulgt af skruens hoveddiameter i mm og derefter gevindstigningen i mm.

Essentra Components 011024H100, er et eksempel på en UTS-nylonskrue, med en 25,4 mm (1 tomme) lang nylonhoved #10-24-skrue med et sekskantet hoved. Essentra Components 0401024HN er en matchende #10-24 nylon sekskantmøtrik. #10 fastgørelseselementer har en hoveddiameter på 4,826 mm (0,19 tommer).

Valget af hovedtyper afhænger af anvendelsen. Flade og ovale hoveder med undersænkede huller giver kantfri overflader, der ikke hænger fast i tøj eller genstande. Sekskant- og cylinderskruer har generelt en større hovedhøjde og bruges ofte i forsænkede huller. Skruer med flad bund, f.eks. binde-, pan- og knaphoveder, bruges til at holde ledninger fast i klemrækker. Hex- og sekskantshoveder er beregnet til applikationer, der kræver tilspænding med højt moment.

Slidset hoved er den mest basale drivtype og drives bedst manuelt. Phillips-, hex- og sekskantsdrev bruges ofte sammen med elektriske skruetrækkere for at forhindre, at skruetrækkerens hoved glider af skruen.

Nitter (Pop-nitter)

En nitte er et mekanisk fastgørelseselement uden gevind, som holder komponenter sammen. Der findes mange typer nylonnitter, herunder snap-in, modhager eller grantræ, push-in, monteringsknap og blind- eller popnitter. Deres installationsegenskaber omfatter permanent, aftagelig og blind. Uanset typen kræver alle nitter et forboret hul gennem de sammenføjede komponenter. Forskellige nittetyper bruger en række forskellige forankringsmekanismer. For eksempel bruger Essentra Components SR-3075W snapnitte en ekspanderende gennemføring (figur 2).

Figur 2: En snapnitte, som SR-3075W, bruger en ekspanderende gennemføring til at forankre den. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Når en snapnitte er sat i et hul, skubbes hovedet ind, og gennemføringen udvider sig for at forankre den. En nitte er specificeret ved hovedets diameter, længde, nittediameter og grebsområde. Grebsområdet er tykkelsen af de fastgjorte komponenter, som nitten vil fungere korrekt over. Essentra Components SR-3075W har en hoveddiameter på 6,4 mm (0,253 tommer), en længde på 7,5 mm (0,295 tommer), en nittediameter på 3 mm (0,118 tommer) og et grebsområde på 5 til 5,99 mm (0,197 til 0,236 tommer). Denne type nylonnitte kan fjernes ved at trække hovedet op.

En nitte med modhager eller grantræ, som Essentra Components 27XT1250250, bruger et ribbet skaft til at fastgøre komponenterne (figur 3).

Figur 3: Ribberne på nitter med modhager, som 27XT1250250, er vinklet, så de let glider ind i et hul, samtidig med at de forhindrer nitten i at blive fjernet. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Ribberne på nitten med modhager er vinklet, så de presses sammen ved isætning, men låses fast i hullets sider, så de ikke kan trækkes ud. Disse nitter fungerer med metal, skum, gummi, plastik og endda trækomponenter.

Essentra Components 27XT1250250 er beregnet til et hul på 3,18 mm (0,125 tommer). Den har en længde på 8,15 mm (0,321 tommer) og et grebsområde på 1,58 til 6,35 mm (0,062 til 0,250 tommer).

En anden type modholdsnitte er en todelt skraldenitte som Essentra Components BR1-226-01. Denne type befæstelse fungerer godt til at samle tynde komponenter. Den fungerer ved at sammenføje de to skraldenittehalvdele til en enkelt fastgørelse (figur 4).

Figur 4: De to dele af BR1-226-01 skraldenitten griber ind i hinanden med deres gribetænder og danner en stiv koblingsforbindelse. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Essentra Components BR1-226-01 kræver en huldiameter på 7,14 mm (0,281 tommer). Den er 5,74 mm (0,226 tommer) lang og har et grebsområde på 5,97-7,54 mm (0,235-0,297 tommer).

Tryknitter, som Essentra Components 61PR400600 (figur 5), giver hurtig, pålidelig og permanent fastgørelse. Disse blindnitter kræver ikke adgang til bagsiden af de sammenføjede komponenter.

Figur 5: Ved at skubbe 61PR400600's formonterede stempel spredes nitten, så der skabes en solid, permanent forbindelse. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Push-nitter installeres ved at indsætte nittens krop i panelhullet og trykke det påsatte stempel ind i samlingen ved hjælp af et installationsværktøj for at udvide nitten. Essentra Components 61PR400600 er 11,3 mm (0,445 tommer) lang og monteres i et hul på 4,75 mm (0,187 tommer). Den har et grebsområde på 1,98 til 9,53 mm (0,078 til 0,375 tommer).

Essentra Components 27AC0011 monteringsknap eller kanoklemme er en letmonteret fastgørelse til samling af metaldele eller lette komponenter uden brug af værktøj (figur 6).

Figur 6: Monteringsknappen 27AC0011 er ideel til at holde tynde metalplader eller lette komponenter sammen. (Billedkilde: Forfatter, ved brug af materiale fra Essentra Components)

Installationen er så enkel som at skubbe nittekroppen ind i et forboret rundt hul og trykke på nittehovedet, indtil det låses på plads. Denne nitte passer i et hul på 4,9 mm (0,192 tommer) og er 13,08 mm (0,515 tommer) lang. Den har et grebsområde på 4,2 til 4,7 mm (0,165 til 0,185 tommer).

En pop- eller clinchnitte er en anden blindnitte, som ikke kræver adgang til bagsiden af panelet. Essentra Components CR32-2-1 præcisionsstøbte nylonenhed er et eksempel (figur 7).

Figur 7: En popnitte kræver et værktøj til at trække nittens mandril mod nittehovedet, hvilket får nitten til at kollapse og lægge sig op mod hullet. (Billedkilde: Essentra Components)

CR32-2-1 har en mandril, der går gennem nittens krop. Nitten sættes ind i hullet, og et popnitteværktøj bruges til at trække mandrillen gennem nittens krop. Det får nittekroppen til at falde sammen, udvide sig mod hullet og låse komponenterne sammen. Denne nitte har en diameter på 3,2 mm (0,126 tommer) og en længde på 9,6 mm (0,378 tommer). Den kræver en huldiameter på 3,3 mm (0,130 tommer) og har et grebsområde på 4,0 til 7,0 mm (0,157 til 0,276 tommer).

Hver type nitte tilbydes i en række diametre og længder, der passer til applikationens krav.

Specificering af nitter

Essentra Components kataloget gør det nemt at vælge den nødvendige nittestørrelse. Brugeren begynder med at vælge en type nitte. Baseret på tykkelsen af de sammenføjede komponenter giver kataloget derefter et udvalg af passende huldiametre og nittelængder til det pågældende grebsområde (figur 8).

Figur 8: Essentra-kataloget giver en metode til at vælge nitter baseret på tykkelsen af de komponenter, der skal samles. (Billedkilde: Essentra Components)

Et udvalg af snapnitter til en huldiameter på 2,1 til 2,2 mm (0,083 til 0,087 tommer) viser syv egnede modeller. For et grebsområde på 5,2 til 5,7 mm (0,205 til 0,225 tommer) kræves en nitte, der er 7,5 mm (0,295 tommer) lang (linje 7) for at opnå den nødvendige holdetykkelse.

Konklusion

Fastgørelseselementer i nylon giver mange fordele til elektronik, apparater og bilindustrien. De er lettere end deres modstykker i metal, de er ikke-ledende og korrosionsbestandige, og de fås i mange typer og størrelser.