O Mistério das Formas em U

Parafusos em U, nomeados devido ao seu formato que lembra a letra "U", são um dos fixadores mais reconhecidos na área da engenharia. Ao contrário dos parafusos borboleta, que enfatizam a operação à mão livre, e ao contrárioparafusos sextavados, que buscam transmissão de torque, os parafusos em U são amplamente utilizados na fixação de dutos, suspensão de veículos, equipamentos marítimos e outros campos com sua estrutura de arco exclusiva.

Lógica de projeto do núcleo do parafuso em U

1. Resistência à flexão por arco. A parte curva do parafuso em U converte a carga longitudinal em pressão radial uniformemente distribuída, evitando a concentração de tensões em um único ponto e melhorando significativamente a resistência à fadiga.
2. Design simétrico de braço duplo. A combinação de duas hastes roscadas paralelas e a parte superior em forma de arco forma um caminho fechado de transmissão de força. Quando o parafuso em U aperta um objeto cilíndrico (como um tubo), os dois braços aplicam pressão simetricamente para garantir o equilíbrio do objeto fixo e evitar deslizamentos ou deformações causadas por excentricidade.
3. Capacidade de transpor obstáculos. A estrutura aberta do parafuso em U permite que ele "atravesse" o suporte ou a base abaixo do objeto fixo (como um tubo ou cabo) e se conecte diretamente à porca através das roscas em ambas as extremidades. Em contraste, parafusos retos exigem a pré-perfuração de furos na base, o que limita a flexibilidade de instalação.
4. Ajustabilidade e tolerância. O raio da parte superior curva pode ser ligeiramente maior que o diâmetro do objeto a ser fixado. Com uma junta ou bucha de borracha, ela pode se adaptar às tolerâncias dimensionais e ajustar a força de fixação através da porca, tornando-a adequada para superfícies irregulares (como tubos revestidos com uma camada à prova de choque).

Cenários de aplicação de parafusos em U

1. Fixação de oleodutos: Oleodutos e gasodutos são conectados à estrutura de suporte por meio de parafusos em U. O design em arco permite que o oleoduto deslize axialmente (com mancais deslizantes) para evitar danos por estresse térmico.
2. Equipamentos marítimos: Quando parafusos em U são usados ​​para fixar máquinas de convés, a rosca dupla pode penetrar em várias camadas de placas de aço e obter estabilidade super forte contra ventos e ondas através da porca inferior.
3. Suspensão de automóveis: As molas de lâmina de caminhões e veículos off-road são travadas por parafusos em U. A parte superior em arco absorve o impacto da estrada e a rosca dupla resiste à força de cisalhamento longitudinal.
4. Estrutura do edifício: As vigas e pilares das pontes de estrutura de aço são fixados temporariamente por parafusos em U gigantes, que são convenientes para ajustar o ângulo antes da soldagem.
5. Parafusos em U quadrados: a parte superior do arco se torna um ângulo reto, usado para fixar objetos de seção transversal quadrada (como trilhos de caçamba de carga).
6. Parafusos em U com almofadas: buchas de borracha ou poliuretano incorporadas suprimem vibração e ruído, adequadas para fixação de instrumentos de precisão.
7. Parafusos em U articulados removíveis: Um lado da haste roscada é alterado para uma estrutura de dobradiça, que pode ser aberta e fechada rapidamente sem remover completamente a porca, e é usada para equipamentos que são frequentemente revisados.

Limitações dos parafusos em U

1. Gargalo de resistência da estrutura de circuito não fechado: a abertura em forma de U é um ponto de concentração de tensão, e rachaduras por fadiga podem ocorrer sob carga alta de longo prazo (plano de melhoria: engrossar a parte superior ou adotar um projeto de transição elíptica).
2. Altos requisitos de espaço para instalação: roscas de membro duplo exigem espaço vertical suficiente para acomodar a operação da chave e podem ser substituídas por parafusos em J em cenários estreitos.
3. Custo de moldagem única: O processo de moldagem por dobra a frio tem requisitos extremamente altos de precisão do molde, e o custo da personalização de pequenos lotes é significativamente maior do que o dos parafusos retos padrão.

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