Complete Gids Bevestigingsmiddelen: Typen, Toepassingen en Gebruik

In de industrie worden apparaten van allerlei materialen vaak met bevestigingsmiddels samengevoegd om schone, sterke verbindingen te creëren. Alternatieve verbindingsmethoden zoals lassen, solderen, brazen, lijmen, etc. creëren permanente verbindingen. Daarom dienen de meeste bevestigingsmiddelen beter, omdat de verbinding ontmanteld kan worden zonder de componenten te beschadigen, hoewel sommige bevestigingsmiddelen zoals nitten permanent verbinden. Alleen wordt de niet zelf vernietigd bij ontmanteling.

Vandaag leer je de definitie, toepassingen, functies, materialen en typen mechanische bevestigingsmiddelen kennen. Je leert ook de voor- en nadelen ten opzichte van permanente verbindingsprocessen.

Wat is een bevestigingsmiddel?

Een bevestigingsmiddel is een apparaat dat twee of meer objecten mechanisch aan elkaar bevestigt. Normaal gesproken kunnen bevestigingsmiddelen permanent of niet-permanent zijn, maar worden vaak gebruikt voor niet-permanente verbindingen. Dit stelt in staat de verbindingen te demontieren of te verwijderen zonder de verbonden delen te beschadigen. Andere verbindingsprocessen zoals lassen creëren een permanente verbinding.

Bevestigingsmiddelen worden in verschillende velden gebruikt zoals metaalbewerking en houtbewerking. Het gebruik van bevestigingsmiddelen als verbindingsproces in deze velden heeft het leven op veel manieren vergemakkelijkt. Metaal bevestigingsmiddelen moeten sterk zijn en aanzienlijke belasting kunnen dragen. Ze worden vaak gefabriceerd met poedermetallurgische en gietsprocessen.

Gedraaide bevestigingsmiddelen zijn de meest gebruikte voor het monteren van onderdelen omdat ze gemakkelijk te monteren en demonteren zijn. Bevestigingsmiddeldraden zijn gestandaardiseerd op twee grote standaarden: ISO (Metrisch) en ANSI (Unified). Hun draden kunnen rechts- of linkshandig zijn, afhankelijk van de toepassing, maar de meerderheid is rechtshandig gedraaid. Het gedraaide bevestigingsmiddel is van drie hoofdtypen: bouten, schroeven en staven.

Toepassingen van bevestigingsmiddelen

Toepassingen van bevestigingsmiddelen zijn alomtegenwoordig omdat ze grotere voordelen bieden dan andere verbindingsprocessen. Feitelijk kunnen bijna alle industriële toepassingen ontworpen worden om alleen bevestigingsmiddelen te gebruiken, mits enkele factoren in ogenschouw worden genomen. Te overwegen zaken zijn:

• Draadtype
• Toegepaste belasting op het bevestigingsmiddel
• Stijfheid van het bevestigingsmiddel
• Het aantal benodigde bevestigingsmiddelen

Bij het kiezen van een bevestigingsmiddel voor een gegeven toepassing moeten ook de volgende zaken worden overwogen:

• Toegankelijkheid
• Installatieproces
• Omgevingsfactoren zoals temperatuur, potentiële corrosieve elementen en waterblootstelling
• Gewichtsbeperkingen
• Te verbinden materialen

Veelvoorkomende toepassingen om ons heen zijn stoelen, tafels, krukken, deuren, ramen, keukengereedschappen, elektrische apparaten, etc. Breed gebruik van bevestigingsmiddelen vindt plaats in de auto-industrie, luchtvaart, landbouwmachines, maritieme sector, etc. Feitelijk overal waar apparatuur wordt toegepast, spelen bevestigingsmiddelen een rol.

Materialen van bevestigingsmiddelen

Zoals eerder vermeld, zijn poedermetallurgie of gieten de gangbare technieken voor het fabriceren van bevestigingsmiddelen. Bevestigingsmiddelen worden meestal van staal gemaakt. De meest gebruikte staalsoorten in de industrie zijn koolstofstaal, roestvrij staal en legeringsstaal. Roestvrijstalen bevestigingsmiddelen worden gebruikt in drie graden: 200-serie, 300-serie en 400-serie.

Andere materialen zoals titanium, aluminium en diverse legeringen worden ook gebruikt voor de constructie van metaal bevestigingsmiddelen. In veel gevallen kunnen speciale coatings of plateringen op metaal bevestigingsmiddelen worden aangebracht om hun prestaties te verbeteren, bijvoorbeeld corrosieweerstand te verhogen. Zink, chroom en warm galvaniseren zijn gangbare coatings/plateringen op bevestigingsmiddelen. Hoewel ijzer een bestanddeel is van de meeste bevestigingsmiddelen.

Typen bevestigingsmiddelen

Hieronder de veelvoorkomende typen bevestigingsmiddelen en hun beschrijvingen.

Gedraaide bevestigingsmiddelen (Threaded fastener)

Een gedraaid bevestigingsmiddel heeft interne en externe schroefdraden. Schroeven, moeren en bouten zijn gangbare typen gedraaide bevestigingsmiddelen.

Bouten – hebben aan één uiteinde een kop, meestal een zeskantkop, en aan de andere uiteinde een draad. Bouten worden meestal in combinatie met een moer en soms met een ring gebruikt om ze op hun plaats te houden.

Schroeven – lijken op bouten omdat ze ook een kop aan één uiteinde en een draad aan de andere hebben. Schroeven worden meestal gebruikt om in een intern gedraaid gat te schroeven. Kapschroeven, machineschroeven en houtschroeven zijn de verschillende beschikbare schroeftypes.

Staven (Studs) – in dit geval zijn staven aan beide uiteinden gedraaid en hebben dus geen einde. Ze worden ook gebruikt om componenten met intern gedraaide gaten met elkaar te verbinden. In dit geval worden twee onderdelen verbonden.

Moeren

Moeren worden in combinatie met een bout gebruikt om twee of meer delen samen te klemmen. Gangbare moerentypen zijn:

Zeskantmoeren (Hex nuts) – een simpele, zeskantige moer met interne draad. Het meest voorkomende moertype, gebruikt in talloze toepassingen.

Borgmoeren (Locknuts) – gebruikt wanneer de moer op zijn plaats vergrendeld moet worden zonder op een ander object te klemmen.

Nylon inset moeren (Nylon insert nuts) – zeskantvormige moeren met een nylon inset dat voorkomt dat de moer losdraait door trillingen.

Afschuifmoeren (Shear nuts) – kegelvormige moeren met een zeskantig grijppunt dat afbreekt wanneer het maximum koppel bereikt is. Deze moeren zijn moeilijk te verwijderen.

Vleugelsmoeren (Wingnuts) – hebben twee externe vleugels die handmatig draaien toestaan. Vaak gebruikt in toepassingen waar de moer regelmatig wordt verwijderd.

Ringen

Ringen zijn bevestigingsmiddelen die tussen de kop van een bout, schroef en moer worden geplaatst om materiaal samen te klemmen. Hun primaire doel is het vergroten van het draagoppervlak van de kop en het beschermen van het onderliggende materiaal tegen schade. Hieronder de verschillende ringtypes en hun toepassingen.

Plate ringen (Flat washers) – de meest voorkomende ringen, gebruikt om de belasting van bout, schroef en moer gelijkmatig te verdelen naarmate de bevestiging wordt aangehaald.

Bekerringen (Cup washers) – in vorm van een beker zodat de kop van de bevestiging erin past. Creëren een vlakke afwerking met de bevestigingskop, gebruikt in combinatie met een houtschroef.

Veerringen (Spring washers) – ook vergrendelringen genoemd, want ze voorkomen dat bout, schroef of moer lostrilt.

Reparatie ringen (Repair washers) – ook geldstukjes of fender ringen genoemd. Ontworpen om een groter draagoppervlak te creëren en uittrekken te voorkomen. Deze bevestigingsmiddeltypes hebben een kleine binnendiameter.

Nitten

Zoals eerder vermeld, zijn nitten permanente bevestigingsmiddelen: bij verwijdering kunnen ze niet hergebruikt worden. Nitten worden in sommige industrieën en voor speciale toepassingen gebruikt. Ze worden echter veel gebruikt om metalen platen en bladen te verbinden.

Popnitten (Pop rivets) – bestaan uit kapjes en mandrels. Wordt gebruikt om twee materialen te verbinden. In werking wordt de mandrel in het nittlelichaam geperst, waardoor het lichaam uitzet en het materiaal vasthoudt. De overgebleven mandrel breekt af zodra het vastgegrepen is.

Grote flens popnitten (Large flange pop rivets) – vergelijkbaar met popnitten in toepassing, maar met een grotere flens.

Multi-grip nitten (Multi-grip rivets) – gebruikt bij het verbinden van materialen met verschillende diktes. Normaal zou men meerdere nietformaten nodig hebben. Multi-grip nitten zijn zeer veelzijdig en kosteneffectief.

Voordelen en nadelen van bevestigingsmiddelen

Voordelen:

Hieronder de voordelen van bevestigingsmiddelen in hun diverse toepassingen:

• Gewichtsreductie in het component wordt meestal bereikt.
• Mogelijkheid om hoogsterk staal tot een trekkracht van Rm = 1500 MPa te verbinden.
• Minimale ruimtevereisten binnen het gereedschap.
• Gereedschaponderhoud is eenvoudig en simpel.
• In staat om een breed bereik aan platenmetaldiktes te verbinden met slechts één moertype t = 0,5 tot 5 mm.
• Alle oppervlaktegecoate platenmetalen zijn haalbaar.
• Eenvoudige en simpele installatie in elke werkrichting.

Nadelen:

Ondanks de goede voordelen van bevestigingsmiddelen, blijven enkele beperkingen bestaan. Hieronder de nadelen:

• Extra gewicht wordt aan de componenten toegevoegd.
• Verbindingslijnen zijn zichtbaar.
• Ze vereisen gaten die de componenten verzwakken.
• Ze dragen alle belasting op specifieke punten, wat bijdraagt aan vermoeiding.
• Moeilijkheid van herbevestiging
• Corrosie, en
• Krachtnauwkeurigheid.

Conclusie

Normaal gesproken kunnen bevestigingsmiddelen permanent of niet-permanent zijn, maar worden vaak gebruikt om niet-permanente verbindingen te creëren. Ze zijn apparaten die twee of meer objecten mechanisch aan elkaar bevestigen. Dit was het artikel waarin we de definitie, toepassingen, functies, materialen en typen mechanische bevestigingsmiddelen bespraken. Je heerde ook de voor- en nadelen van deze bevestigingsmiddelen.

Ik hoop dat je er veel aan hebt gehad. Deel dit graag met anderen. Dank voor het lezen, tot de volgende keer!