फास्टनरची ओळख – मानक पद्धती

 

 

संपूर्ण इतिहासात आपण पाहिले, तर लोक मापन पद्धतींची (मेजरमेंट सिस्टिम) संख्या कमी करण्याचा प्रयत्न करीत असल्याचे दिसते. आज बहुतांशी औद्योगिक देशांमध्ये प्रामुख्याने इंच-पाउंड आणि मेट्रिक या दोनच मापन पद्धती वापरल्या जातात. अमेरिका आणि अजून एक-दोन देशांचा अपवाद वगळता, जगातील सर्व देश त्यांच्या सर्व राष्ट्रीय मानकांसाठी मेट्रिक पद्धत वापरीत आहेत. तंत्रज्ञानामध्ये होत असलेल्या बदलानुसार, मेट्रिक पद्धतीमध्येसुद्धा बदल होत असून त्यामध्ये अनेक नवीन मार्ग शोधण्यात आले आहेत.

 

 

आज, अमेरिकेसह सर्वच देशांचे, इंटरनॅशनल सिस्टिम ऑफ युनिट्स किंवा SI या नावाने ओळखली जाणारी मेट्रिकची एकच पद्धत वापरण्याबाबत एकमत झाले आहे. सध्या, अमेरिका SI आणि इंच-पाउंड ही दोन्ही मानके वापरीत आहे. पूर्वी इंच-पाउंड वापरणारे बहुतेक देश आता नवीन मानकांमध्ये SI पद्धत वापरीत असून इंच-पाउंड उत्पादनांचा वापर जुन्या मशीन आणि उपकरणांच्या देखभालीपुरताच मर्यादित झाला आहे. अमेरिकेतील अनेक उद्योगांनी त्यांच्या कामांमध्ये मेट्रिक पद्धतीची अंमलबजावणी केलेली आहे.

चित्र क्र. 1 हेक्स कॅप स्क्रू

 

मेट्रिक पद्धतीमध्ये मानकीकरण करणे हीदेखील एक समस्या आहे. जरी बहुतेक सर्व मेट्रिक परिमाणांचे ISO मानकात पूर्णपणे रूपांतर करावयाचे ध्येय असले, तरीही बहुतांशी उद्योगांमध्ये त्यांच्याकडील रूढ DIN किंवा मेट्रिक मानकांचे ANSI मध्ये रूपांतरित होण्याचा वेग कमीच आहे. उदाहरणार्थ, मेट्रिक हेक्स कॅप स्क्रू सामान्यपणे तीनपैकी एका मानकामध्ये उत्पादित केले जातात.

• DIN 931 (DIN 933 पूर्ण आटे असलेले म्हणजेच फुल्ली थ्रेडेड)

• ISO 4014 (ISO 4017 पूर्ण आटे असलेले)

• ANSI/ASME B 18.2.3.1M

 

 

या तीन मानकांमध्ये तयार केलेल्या उत्पादनांचे एका मानकामधून दुसऱ्या मानकात रूपांतर करता येते. यादीतील कोणत्याही मानकाच्या परिमाणांच्या आवश्यकतेनुसार उत्पादित केलेले हेक्स कॅप स्क्रू कोणत्याही संबंधित मानकाच्या टॉलरन्सनुसार उत्पादित केलेल्या नटबरोबर वापरता येतात. या मानकांमधील महत्त्वाचा फरक म्हणजे M10, M12 आणि M14 च्या षट्कोनी डोक्याच्या समोरासमोरील पृष्ठभागांमधील अंतर.

फास्टनरचे तांत्रिकदृष्ट्या अचूक आणि पूर्ण वर्णन कसे केले जाते याचे एक उदाहरण पुढे दिले आहे.

हेक्स कॅप स्क्रू DIN 933, M16 x 140 प्रॉपर्टी क्लास 10.9, फॉस्फेटेड/ब्लॅकोडाइज्ड्.

फास्टनरचे वर्णन करताना पुढील गोष्टींचा समावेश करावा लागतो.

 

 

1. तो फास्टनर काय आहे? उदाहरणार्थ, तो स्टड, पूर्ण आटे (फुल थ्रेड) असलेला स्टड, डबल एंडेड स्टड, षट्कोनी अर्ध्या लांबीवर आटे असलेला बोल्ट (हेक्स हाफ थ्रेडेड बोल्ट), सॉकेटेड कॅप स्क्रू इत्यादी.

 

2. त्याला लागू असलेले मानक कोणते आहे? उदाहरणार्थ, ते DIN, ASME, ANSI, ISO, IS, जापनीज स्टँडर्ड यांपैकी काहीही असू शकते. वर दिलेल्या उदाहरणामध्ये DIN 933 ने या प्रकारच्या फास्टनरसाठी वापरलेल्या धातूचे सर्व गुणविशेष निश्चित केलेले असतात.

 

3. मोजमापांचे गुणविशेष (डायमेन्शनल कॅरॅक्टरिस्टिक्स) : जर मेल थ्रेडेड फास्टनर असेल, तर त्याच्यावरील आट्यांचा आकार (साईज) आणि लांबी (लेंग्थ) नमूद केलेली असते. जर तो फीमेल प्रकारचा फास्टनर असेल, तर फक्त आट्यांचा आकार दिलेला असतो. कारण मानकामध्येच त्याची बाकीची मोजमापे दिलेली असतात.

 

4. प्रॉपर्टी क्लास : प्रॉपर्टी क्लास म्हणजे, मटेरियलची आवश्यक असलेली स्ट्रेंग्थ होय.

थोडक्यात फास्टनरचे तांत्रिकदृष्ट्या पूर्ण वर्णन करताना पुढील बाबी देणे गरजेचे असते.

 

1. फास्टनरचा प्रकार

2. मटेरियल गुणविशेष मानक किंवा प्रॉपर्टी क्लास मानक

3. मोजमापांचे गुणविशेष

4. फास्टनरचा नॉमिनल आकार

5. पिच आणि आट्यांवरील टॉलरन्स

6. सरफेस ट्रीटमेंट

 

 

हे सर्व वर्णन लक्षात घेऊन आता आपण फास्टनरसंबंधी काही महत्त्वाच्या बाबींची अधिक माहिती घेऊ. यामध्ये प्रथम बाब येते ती म्हणजे आट्यांवरील टॉलरन्स. साधारणपणे जेव्हा कोणताही नट, बोल्ट किंवा स्टड (ज्याला आपण रेग्युलर फिट असेही म्हणतो) वापरला जातो, तेव्हा मेल फास्टनरसाठी टॉलरन्स 6g, तर फीमेल फास्टनरसाठी 6H असतो.

 

स्ट्रेस स्ट्रेन आलेख

 

आट्यांवरील टॉलरन्स, एक संख्या आणि त्यानंतर एक अक्षर वापरून दर्शविलेला असतो. संख्या टॉलरन्सची श्रेणी दर्शवितात. कॅपिटल अक्षरे अंतर्गत आट्यांचा (नट) टॉलरन्स दर्शवितात. छोट्या लिपीतील अक्षरे बाह्य आट्यांचा (बोल्ट) टॉलरन्स दर्शवितात.

6g हा आट्यांसाठी सगळीकडे नियमितपणे वापरला जाणारा स्टँडर्ड टॉलरन्स आहे. जेव्हा फास्टनरच्या वर्णनात आट्यांवरील टॉलरन्स दिलेला नसतो, तेव्हा तो 6g आहे हे गृहीत धरले जाते. जेव्हा इंटरफिरन्स, टाइट किंवा लूज आटे असतात अशावेळी त्याचा विशेष टॉलरन्स द्यावा लागतो. उदाहरणादाखल घेतलेल्या फास्टनरच्या वर्णनामध्ये टॉलरन्स दिलेला नाही, म्हणून तो 6g असा गृहीत धरला आहे.

 

 

मेट्रिक मानकातील आटे M अक्षराने दर्शविले जातात, तर त्यापुढे येणारा आकडा फास्टनरचा नॉमिनल डायमीटर असतो. म्हणजेच वरील उदाहरणात M16 मधील 16 हा नॉमिनल डायमीटर आहे, ज्याला बहुतेकवेळा बाह्य व्यास (OD) म्हणून गृहीत धरले जाते. परंतु तो बाह्य व्यास (मेजर डायमीटर) नसून तांत्रिकदृष्ट्या नॉमिनल डायमीटर असतो. त्यातील दुसरा महत्त्वाचा भाग म्हणजे पिच. पिचचे 2 प्रकार आहेत, एक म्हणजे कोअर्स पिच आणि दुसरा म्हणजे फाइन पिच. जेव्हा पिचचा विशेष उल्लेख केलेला नसेल, तेव्हा तो मानकानुसार दिलेला कोअर्स पिच गृहीत धरला जातो. जर फाइन पिच असेल, तर तसा उल्लेख वर्णनामध्ये करणे गरजेचे असते. उदाहरणार्थ, M16 ला 2 मिमी. हा स्टँडर्ड पिच असतो. सामान्यपणे नॉमिनल डायमीटर आणि पिचच्या आधारे आट्यांचे वर्णन केले जाते. फीमेल आटे आणि मेल आटे यांच्यातील संपर्क, कोअर्स पिचपेक्षा फाइन पिचमध्ये जास्त असतो. त्यामुळे फाइन पिचची स्ट्रेंग्थ जास्त असते. संपर्क जास्त असल्यामुळे जिथे गळतीमुक्त (लीकेज प्रूफ) जोड हवा असेल तिथे फाइन पिच वापरले जातात.

 

 

तक्ता क्र.1 आट्यांचे प्रकार आणि त्याचे सर्वसाधारण उपयोग

वर दिलेल्या उदाहरणामध्ये प्रॉपर्टी क्लास 10.9 असा उल्लेख आहे. या आकड्यामुळे आपल्याला फास्टनरची स्ट्रेंग्थ किती असणे अपेक्षित आहे याची माहिती मिळते. उदाहरणार्थ, 10.9 काय दर्शविते? 10 ला (दशांश चिन्हाच्या आधीच्या आकड्याला) 100 ने गुणले असता जो आकडा येतो तो म्हणजे मेगा पास्कलमधील टेन्साइल स्ट्रेंग्थ असते. 10.9 च्या बोल्टचा जर विचार केला, तर त्यासाठीची टेन्साइल स्ट्रेंग्थ अंदाजे 1000 MPa असेल. 9 हा आकडा टेन्साइल स्ट्रेंग्थच्या तुलनेतील यील्ड स्ट्रेंग्थची टक्केवारी दर्शवितो. यील्ड स्ट्रेंग्थच्या आलेखामध्ये आपण बघतो की, कोणत्याही मटेरियलची चाचणी करताना स्ट्रेंग्थ यील्ड पॉइंटपर्यंत पोहोचल्यानंतरसुद्धा तुटण्यापूर्वी काही जास्त स्ट्रेंग्थचा वापर केलेला दिसतो. आलेख क्र. 1 मधील कर्व्ह यील्ड स्ट्रेस बिंदूला पोहोचल्यानंतर तो खाली येऊन तुटतो. म्हणजे या उदाहरणात, तुटण्याचा स्ट्रेस अल्टीमेट टेन्साइल स्ट्रेंग्थच्या 90% आहे. यील्डिंग झाल्यानंतर म्हणजे, डीफॉर्मेशन चालू झाल्यानंतर तुटेपर्यंत किती वेळ लागणार आहे हे समजण्यासाठी डिझाइन करताना ते उपयोगी पडते. फास्टनरचा उपयोग कोणत्या कामासाठी केला जाणार आहे यावर कोणता प्रॉपर्टी क्लास वापरायचा हे ठरते.

 

 

4.6, 4.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9 हे 6 प्रॉपर्टी क्लास नियमितपणे वापरले जातात. या 6 क्लासचे फास्टनर बाजारामध्ये नियमितपणे उपलब्ध असतात. 4.6, 4.8 आणि 6.8 या तीन ग्रेड, लो कार्बन स्टीलच्या असून त्यांची स्ट्रेंग्थ खूप कमी असते. त्याचा उल्लेख बोलीभाषेत MS असा केला जातो. 8.8 क्लास हा भारतीय बाजारामध्ये जास्तीतजास्त वापरला जाणारा क्लास आहे. विविध प्रकारच्या फास्टनरपैकी सुमारे 60% फास्टनर 8.8 क्लासचे असतात. 10.9 आणि 12.9 या दोन्ही ग्रेड अलॉय स्टीलच्या असून त्यांची टेन्साइल स्ट्रेंग्थ खूप जास्त असते. त्यांना हाय टेन्साइल बोल्ट असेदेखील म्हटले जाते. सध्या 10.9 चे बोल्ट वापरण्याकडे जास्त कल दिसतो, कारण नट आणि बोल्ट एकाच ग्रेडचे घेण्यापेक्षा बोल्ट जास्त स्ट्रेंग्थचा घ्यावा असा बरेच लोक विचार करताना दिसतात. काही अपवादात्मक परिस्थितीमध्ये जर, त्यावरील ताण वाढला, तर नट तुटला तरी चालेल पण बोल्ट तुटता कामा नये, कारण बोल्ट महाग असतो. ताण एका मर्यादेपेक्षा पुढे गेला, तर बोल्टचे विरूपण (डीफॉर्म) होईल परंतु तो तुटणार नाही. जिथे अॅक्सेसॅबिलिटी म्हणजे प्रवेश करणे अवघड असते, अशा ठिकाणी अॅलन कॅप किंवा सॉकेटेड कॅप स्क्रू वापरले जातात. कारण त्यांची स्ट्रेंग्थ खूप जास्त असते. हे सर्व फास्टनर 12.9 प्रॉपर्टी क्लासमध्ये उपलब्ध असतात.

 

 

कोणत्या प्रकारची सरफेस ट्रीटमेंट आवश्यक आहे याचा विचार फास्टनरच्या अपेक्षित वापरानुसार केला जातो. झिंक प्लेटेड यलो पॅसिव्हेशन, झिंक प्लेटेड ग्रीन पॅसिव्हेशन, कॅडमिअम प्लेटिंग, टेफ्लॉन कोटिंग, झायलॉन कोटिंग अशा प्रकारच्या प्रक्रिया उपलब्ध आहेत. लेपन (कोटिंग) ही यंत्रणानंतरची सरफेस ट्रीटमेंट आहे. आटे केलेल्या पृष्ठभागाच्या भौतिक गुणविशेषांवर सरफेस ट्रीटमेंटचा काही परिणाम होत नाही. फास्टनरचे आयुष्य वाढविण्यासाठी लेपन केले जाते.

 

 

9689943747