สกรูแพทช์ไนลอน เป็นตัวยึดแบบเกลียวที่รวมแถบ แผ่นปะ หรือการเคลือบไนลอนตามเส้นรอบวงทั้งหมด หรือที่เรียกว่าโพลิเอไมด์ ซึ่งใช้ทาลงบนส่วนของก้านเกลียวของสกรูโดยตรงในระหว่างการผลิต เมื่อสกรูถูกตอกเข้าไปในรูเกลียว วัสดุไนลอนจะถูกบีบอัดระหว่างปีกเกลียวของสกรูและเกลียวภายในของน็อตหรือรูเกลียว ทำให้เกิดการควบคุมการรบกวนที่พอดี ซึ่งจะเพิ่มแรงบิดทั่วไปที่จำเป็นในการหมุนตัวยึดอย่างมาก การรบกวนนี้สร้างความต้านทานแรงเสียดทานอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันไม่ให้สกรูคลายตัวเองภายใต้แรงสั่นสะเทือน การหมุนเวียนของความร้อน และการโหลดแบบไดนามิก ซึ่งเป็นสภาวะที่ทำให้ตัวยึดมาตรฐานที่ไม่ผ่านการบำบัดค่อยๆ หลุดออกและสูญเสียแรงจับยึดเมื่อเวลาผ่านไป
โดยทั่วไปแผ่นไนลอนจะถูกใช้เป็นเม็ดเทอร์โมพลาสติกหรือการอัดขึ้นรูปที่ยึดติดกับเกลียวของสกรูในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งครอบคลุมระหว่างหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของเส้นรอบวงของเกลียวตลอดความยาวของเกลียวหลายระดับ วัสดุปะจะเสียรูปอย่างยืดหยุ่นเมื่อติดตั้งสกรู ซึ่งสอดคล้องกับรูปทรงของเกลียวผสมพันธุ์อย่างแม่นยำ และเติมเต็มช่องว่างระหว่างเกลียวตัวผู้และตัวเมียที่อาจทำให้เกิดการหมุนระดับไมโครภายใต้การสั่นสะเทือน ต่างจากกาวล็อคเกลียวแบบเหลว ซึ่งแข็งตัวทางเคมีและลอกออกได้ยากโดยไม่ต้องใช้ความร้อนหรือตัวทำละลาย สกรูแพทช์ไนลอนให้กลไกการล็อคที่ช่วยให้ถอดตัวยึดออกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในจำนวนที่จำกัด ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการล็อคที่มีประสิทธิภาพตลอดรอบการติดตั้งหลายรอบ
คุณภาพและความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพการล็อคของสกรูแพทช์ไนลอนนั้นขึ้นอยู่กับความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการติดแพทช์โดยตรง การทำความเข้าใจวิธีการใช้แผ่นแปะทำให้กระจ่างว่าทำไมรูปทรงของแผ่นแปะ การเลือกวัสดุ และการควบคุมอุณหภูมิการใช้งาน จึงเป็นพารามิเตอร์ด้านคุณภาพที่สำคัญ ซึ่งทำให้ตัวยึดระดับพรีเมียมแตกต่างจากทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำกว่า
ในวิธีการผลิตทั่วไป สกรูที่เสร็จแล้วและแบบชุบจะถูกป้อนผ่านหัวพ่นอัตโนมัติซึ่งจะฝากไนลอนหลอมเหลวในปริมาณที่วัดได้ไว้บนพื้นผิวเกลียวผ่านหัวฉีดที่มีความแม่นยำ ไนลอนถูกให้ความร้อนเหนือจุดหลอมเหลว — โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 220°C ถึง 260°C สำหรับวัสดุแพทช์โพลีเอไมด์ 6 หรือโพลีเอไมด์ 11 มาตรฐาน — และอัดรีดลงบนพื้นผิวเกลียวในแถบควบคุมซึ่งครอบคลุมความยาวส่วนโค้งและขอบเขตแนวแกนที่ระบุ จากนั้นสกรูจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อทำให้แพทช์แข็งตัวโดยสัมผัสใกล้ชิดกับด้านข้างของเกลียว ก่อให้เกิดพันธะระหว่างไนลอนและวัสดุสกรูฐานที่ทนทานต่อการหลุดล่อนระหว่างรอบการติดตั้งและการถอด กระบวนการทั้งหมดดำเนินการบนอุปกรณ์อัตโนมัติที่สามารถติดแผ่นแปะกับสกรูหลายพันตัวต่อชั่วโมง โดยมีน้ำหนักของแผ่นแปะ ตำแหน่ง และความแข็งแรงการยึดเกาะที่สม่ำเสมอ ตรวจสอบผ่านการสุ่มตัวอย่างควบคุมกระบวนการทางสถิติ
วิธีการใช้งานทางเลือกอื่นใช้เม็ดไนลอนหรือทากที่ขึ้นรูปไว้แล้วซึ่งสอดเข้าไปในช่องที่กลึงเข้ากับก้านสกรูและยึดไว้โดยการย้ำหรือการปักหลัก การออกแบบเม็ดนี้ให้การรบกวนที่เหมาะสมและคาดเดาได้เฉพาะจุดมากกว่าแผ่นปะแบบแถบ และเป็นที่ต้องการในการใช้งานที่ต้องติดตั้งตัวยึดเข้าไปในรูตัน ซึ่งการก่อตัวของเศษจากแผ่นไนลอนที่ตัดอาจทำให้ชุดประกอบปนเปื้อนได้ การออกแบบทั้งแถบและเม็ดได้รับการคุ้มครองโดยมาตรฐานอุตสาหกรรม รวมถึง IFI 125, DIN 267 ส่วนที่ 28 และ NAS 2183 ซึ่งกำหนดข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแรงบิดทั่วไปที่ตัวยึดแพทช์ไนลอนต้องเป็นไปตามในการติดตั้งครั้งแรกและหลังจากจำนวนรอบการใช้ซ้ำที่ระบุ
การระบุสกรูแพทช์ไนลอนอย่างถูกต้องจำเป็นต้องทำความเข้าใจพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่กำหนดประสิทธิภาพการล็อคและกำหนดขอบเขตของช่วงการทำงานที่เชื่อถือได้ ตารางต่อไปนี้สรุปข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดที่เผยแพร่ในเอกสารข้อมูลสกรูแพทช์ไนลอนและความสำคัญในทางปฏิบัติในการเลือกตัวยึด
| ข้อมูลจำเพาะ | คำนิยาม | ค่าทั่วไป / ช่วง |
| แรงบิดสูงสุด (Off Torque) | แรงบิดที่ต้องใช้ในการหมุนสกรูโดยไม่ต้องรับภาระในการจับยึด ความต้านทานการล็อคนั้นเอง | กำหนดโดยขนาดเกลียวต่อ IFI 125 / DIN 267-28 |
| การนำกลับมาใช้ใหม่ได้ | จำนวนรอบการติดตั้ง/การถอดออกโดยยังคงรักษาแรงบิดที่มีอยู่ขั้นต่ำไว้ | โดยทั่วไป 3–5 รอบสำหรับแพทช์มาตรฐาน |
| ช่วงอุณหภูมิ | ขีดจำกัดอุณหภูมิในการทำงานซึ่งคงประสิทธิภาพการล็อคไว้ | -60°C ถึง 120°C (ไนลอนมาตรฐาน); สูงถึง 150°C (เกรดอุณหภูมิสูง) |
| ส่วนโค้งการครอบคลุมของแพทช์ | เส้นรอบวงของแผ่นไนลอนบนด้าย | 90°–120° (ลายทาง); เต็ม 360° (แพทช์เต็ม) |
| ความเข้ากันได้ของวัสดุฐาน | วัสดุด้ายผสมพันธุ์เข้ากันได้กับการล็อคแพทช์ไนลอน | เหล็ก สแตนเลส อลูมิเนียม ทองเหลือง |
| เกรดสกรู / ระดับคุณสมบัติ | ระดับความแข็งแรงทางกลของสกรูฐาน | ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5, ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 (นิ้ว); คลาส 8.8, 10.9, 12.9 (เมตริก) |
ข้อกำหนดหนึ่งที่ต้องการความสนใจเป็นพิเศษในการใช้งานที่ไวต่ออุณหภูมิคืออุณหภูมิการบริการด้านบนของวัสดุแพทช์ไนลอน แผ่นโพลีเอไมด์ 6 มาตรฐานเริ่มอ่อนตัวลงเมื่อวัดได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100°C ซึ่งจะช่วยลดความพอดีของสัญญาณรบกวนลงเรื่อยๆ และอาจทำให้แรงบิดที่มีอยู่ลดลงต่ำกว่าค่าต่ำสุดที่จำเป็นสำหรับความต้านทานการสั่นสะเทือนที่มีประสิทธิภาพ การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับห้องเครื่องยนต์ ระยะห่างของระบบไอเสีย เตาอบอุตสาหกรรม หรืออุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังสูง ควรระบุสกรูที่มีสูตรแพทช์อุณหภูมิสูงโดยใช้โพลีเอไมด์ 11 โพลีเอไมด์ 12 หรือเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรมพิเศษที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานต่อเนื่องที่ 150°C หรือสูงกว่า
สกรูยึดไนลอนเป็นหนึ่งในหลายวิธีที่มีอยู่สำหรับการยึดที่ทนต่อแรงสั่นสะเทือน และแต่ละวิธีมีการผสมผสานที่แตกต่างกันระหว่างคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ผลกระทบด้านต้นทุน และข้อจำกัดในทางปฏิบัติ การเลือกวิธีการล็อคที่เหมาะสมที่สุดต้องอาศัยความเข้าใจว่าแผ่นไนลอนเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่นๆ ในเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานเฉพาะเจาะจงมากที่สุดอย่างไร
กาวแอนนาโรบิกเหลว เช่น น้ำยาล็อคเกลียวแรงปานกลาง เป็นทางเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแทนสกรูแพทช์ไนลอน โดยจะใช้เป็นของเหลวหยดลงบนเกลียวของสกรูทันทีก่อนการติดตั้ง และจะแข็งตัวโดยไม่มีอากาศเพื่อสร้างเทอร์โมเซ็ตโพลีเมอร์ที่มีความแข็ง ซึ่งจะเติมช่องว่างของเกลียวและยึดสกรูเข้ากับเกลียวผสมพันธุ์ กาวเหลวมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนได้ดีเยี่ยมเทียบได้กับแผ่นไนลอน และสูตรที่มีความแข็งแรงสูงสามารถให้แรงบิดที่แยกตัวออกได้สูงกว่าแรงบิดของตัวยึดแผ่นไนลอนอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม กาวเหลวต้องมีขั้นตอนการใช้งานแยกต่างหาก ณ จุดประกอบ ทำให้เกิดความแปรปรวนของกระบวนการหากใช้ไม่สอดคล้องกัน มีอายุการเก็บรักษาที่จำกัด และทำให้การถอดประกอบทำได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับสูตรที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งต้องใช้ความร้อนเฉพาะจุดเพื่อทำลายการยึดติด สกรูยึดไนลอนช่วยขจัดขั้นตอนการติดกาวโดยสิ้นเชิง ลดแรงงานในการประกอบ และขจัดความแปรปรวนของกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการจ่ายกาวด้วยตนเอง
น็อตแรงบิดทั่วไป — รวมถึงน็อตล็อคแบบสอดไนลอน (น็อตไนล็อค) และน็อตแรงบิดทั่วไปที่เป็นโลหะทั้งหมด — ให้ความต้านทานการสั่นสะเทือนผ่านส่วนเกลียวที่บิดเบี้ยวหรือตีบตันในน็อตซึ่งทำให้เกิดการรบกวนกับเกลียวโบลต์ โซลูชันที่ใช้น็อตเหล่านี้มีประสิทธิภาพและมีการระบุไว้อย่างกว้างขวาง แต่จะใช้งานได้จริงก็ต่อเมื่อการออกแบบชุดประกอบอนุญาตให้ใช้น็อตที่ด้านที่ไม่ได้ขับเคลื่อนของข้อต่อ ในการใช้งานรูตัน เม็ดมีดแบบเกลียว หรือตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงข้อต่อได้เพียงด้านเดียว คุณลักษณะการล็อคด้วยสกรูด้านข้าง เช่น แผ่นไนลอน เป็นทางเลือกเดียวที่ใช้งานได้จริงเพื่อให้ได้แรงบิดทั่วไปโดยไม่ต้องเข้าถึงทั้งสองด้านของข้อต่อที่ยึดไว้
สกรูหน้าแปลนแบบฟันปลาใช้ฟันเลื่อยแนวรัศมีแบบแข็งที่ด้านล่างของหน้าแปลนเพื่อกัดเข้ากับพื้นผิวแบริ่งของข้อต่อ ต้านทานการหมุนผ่านกลไกการมีส่วนร่วมกับวัสดุที่จับยึด วิธีการนี้ใช้ได้ผลกับเหล็กและวัสดุแข็งอื่นๆ แต่สามารถทำลายพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม เช่น อลูมิเนียม พลาสติก หรือพื้นผิวเคลือบได้ และไม่มีการล็อคระดับเกลียวในช่องว่างระหว่างเกลียวตัวผู้และตัวเมีย สกรูแพทช์ไนลอนจะล็อคภายในโซนการขันเกลียว ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการใช้งานที่ไม่สามารถยอมรับความเสียหายที่พื้นผิวของวัสดุที่จับยึดได้ หรือในกรณีที่วัสดุพื้นผิวแบริ่งอ่อนเกินไปที่จะทำให้เกิดการฟันเลื่อยได้
สกรูยึดไนลอนได้รับการระบุไว้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายอย่างน่าทึ่ง เมื่อการสั่นสะเทือน แรงกระแทก หรือวงจรความร้อนสร้างความเสี่ยงที่ตัวยึดจะคลายตัวซึ่งอาจส่งผลต่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ หรือความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ การผสมผสานระหว่างประสิทธิภาพการล็อคในตัว ความเรียบง่ายในการติดตั้ง และการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นโซลูชันที่ต้องการในภาคส่วนต่อไปนี้
การบรรลุประสิทธิภาพการล็อคเต็มรูปแบบและอายุการใช้งานของสกรูแพทช์ไนลอนต้องให้ความสนใจกับแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งหลายประการที่แตกต่างจากที่ใช้กับตัวยึดมาตรฐานที่ไม่ผ่านการบำบัด การเพิกเฉยต่อแนวทางปฏิบัติเหล่านี้อาจส่งผลให้แรงบิดที่มีอยู่ไม่เพียงพอ การเสื่อมสภาพของแพทช์ก่อนเวลาอันควร หรือการควบคุมแรงบิดที่ไม่ถูกต้องระหว่างการประกอบ
รูเกลียวที่ผสมพันธุ์จะต้องสะอาด แห้ง และปราศจากน้ำมัน น้ำมันตัด และเศษต่างๆ ก่อนที่จะติดตั้งสกรูแพทช์ไนลอน การปนเปื้อนของพื้นผิวเกลียวด้วยสารหล่อลื่นจะช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีที่มีประสิทธิผลระหว่างแผ่นไนลอนและเกลียวผสมพันธุ์ ส่งผลให้แรงบิดที่เกิดขึ้นลดลง และอาจทำให้คุณลักษณะการล็อคไม่ได้ผล นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการสื่อสารกับผู้ปฏิบัติงานประกอบซึ่งอาจใช้สารหล่อลื่นกับตัวยึดทั้งหมดเป็นกิจวัตรโดยทั่วไป — สกรูแพทช์ไนลอนได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ติดตั้งแบบแห้ง และควรใช้การหล่อลื่นเฉพาะกับพื้นผิวแบริ่งใต้ส่วนหัวเท่านั้น หากจำเป็นเพื่อความแม่นยำของแรงบิด ไม่ควรไปที่บริเวณที่เกี่ยวพันเกลียว
แรงบิดในการติดตั้งจะต้องคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของแรงบิดที่เกิดขึ้นของแผ่นไนลอน แรงบิดทั้งหมดที่ใช้ในระหว่างการประกอบจะเท่ากับผลรวมของแรงบิดที่มีอยู่ (แรงบิดที่ใช้โดยการรบกวนของแผ่นไนลอน) และแรงบิดของแคลมป์ (แรงบิดที่สร้างพรีโหลดโบลต์ที่ต้องการ) หากข้อกำหนดแรงบิดในการประกอบได้รับการพัฒนาสำหรับตัวยึดที่ไม่ผ่านการบำบัด และถูกนำไปใช้โดยไม่ได้ปรับเข้ากับสกรูแพทช์ไนลอน แรงจับยึดจริงที่ได้รับจะต่ำกว่าที่ตั้งใจไว้ตามปริมาณแรงบิดที่ใช้โดยแพทช์ไนลอน สำหรับข้อต่อโครงสร้างที่สำคัญ วิศวกรประกอบควรตรวจสอบว่าข้อกำหนดแรงบิดคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของแรงบิดโดยการทดสอบความสัมพันธ์ของแรงบิด-ความตึงโดยใช้เครื่องจำลองข้อต่อที่มีเครื่องมือหรือการวัดการยืดตัวของสลักเกลียวอัลตราโซนิกในขั้นตอนการออกแบบ
โดยทั่วไปสามารถถอดสกรูแพทช์ไนลอนออกและติดตั้งใหม่ได้ระหว่างสามถึงห้าครั้ง ในขณะที่ยังคงรักษาค่าแรงบิดที่มีอยู่ให้สูงกว่าค่าต่ำสุดที่ระบุไว้ใน IFI 125 หรือมาตรฐานที่เทียบเท่า แต่ละรอบการติดตั้งจะบีบอัดและตัดวัสดุแผ่นไนลอนบางส่วน ช่วยลดปริมาตรและเสียงรบกวนที่จะเกิดขึ้นกับด้ายผสมพันธุ์ เมื่อถึงจำนวนรอบการใช้ซ้ำสูงสุดที่แนะนำ แรงบิดที่เหลืออยู่อาจต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำสำหรับความต้านทานการสั่นสะเทือนที่เชื่อถือได้ และควรเปลี่ยนสกรูด้วยชุดใหม่ที่มีแผ่นปะใหม่
ในทางปฏิบัติ วิธีการที่เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับการบำรุงรักษาและสภาพแวดล้อมการบริการคือ การปฏิบัติต่อสกรูแพทช์ไนลอนเป็นรายการแบบใช้ครั้งเดียว และแทนที่ด้วยตัวยึดใหม่ทุกครั้งที่ถอดชิ้นส่วนข้อต่อ ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นของสกรูแพทช์ไนลอนใหม่นั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าแรงในการประกอบใหม่และผลที่ตามมาที่อาจเกิดขึ้นจากการคลายข้อต่อในการให้บริการ เอกสารการบำรุงรักษาสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้สกรูแพทช์ไนลอนในตำแหน่งที่สำคัญควรระบุการเปลี่ยนตัวยึดเหล่านี้อย่างชัดเจนในแต่ละช่วงเวลาการบริการ และควรรวมชุดตัวยึดสำรองไว้ในแพ็คเกจชิ้นส่วนการบำรุงรักษาเพื่อให้แน่ใจว่าสกรูใหม่พร้อมใช้งาน ณ จุดใช้งานโดยไม่ต้องมีการดำเนินการจัดซื้อจัดจ้างแยกต่างหาก ซึ่งอาจชะลอการประกอบซ้ำหรือล่อให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษานำตัวยึดที่ชำรุดกลับมาใช้ใหม่