ફાસ્ટનર્સનો પરિચય

યાંત્રિકી ક્ષેત્રમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા યંત્રભાગો એટલે નટ, બોલ્ટ, સ્ક્રૂ વગેરે. દુનિયાભરના અલગ અલગ દેશોમાં તેનું ઉત્પાદન થાય છે અને તેનો પુરવઠો અન્ય કોઈ પણ દેશમાં થઈ શકે છે. પણ તેના માટે એ અગત્યનું છે કે, બધા ઉત્પાદકો એક જ ધોરણથી આ ફાસ્ટનર્સનું ઉત્પાદન કરે. આ પરિચયાત્મક લેખથી વાંચકોને ફાસ્ટનર્સ વિશે ઉપયોગી માહિતી મળશે એવી આશા છે.

સમગ્ર ઇતિહાસમાં, આપણે જોઈએ છીએ કે લોકો માપન સિસ્ટમ્સની સંખ્યા ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. મોટાભાગના ઔદ્યોગિક દેશોમાં, ઇંચ-પાઉન્ડ અને મેટ્રિક એ માપનની બે મુખ્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આજે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને એક અથવા બે અન્ય દેશો સિવાય, વિશ્વના તમામ દેશો તેમના તમામ રાષ્ટ્રીય ધોરણો માટે મેટ્રિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. જેમ જેમ ટેક્નોલૉજી બદલાય છે, તેમ મેટ્રિક પદ્ધતિમાં પણ બદલ થાય છે, અને તેમાં ઘણી નવી રીતો વિકસાવવમાં આવી છે.



આજે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ સહિત તમામ દેશો આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમ ઑફ યુનિટ્સ અથવા SI તરીકે ઓળખાતી એક જ મેટ્રિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવા માટે સંમત થયા છે. હાલમાં, અમેરિકા SI અને ઇંચ-પાઉન્ડ બંને ધોરણોનો ઉપયોગ કરી રહ્યું છે. ભૂતકાળમાં ઇંચ-પાઉન્ડનો ઉપયોગ કરતા મોટાભાગના દેશો હવે નવા ધોરણોમાં SI પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે, અને ઇંચ-પાઉન્ડ ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ જૂના મશીનો અને સાધનોની જાળવણી (મેન્ટેનન્સ) સુધી મર્યાદિત છે. અમેરિકામાં ઘણા ઉદ્યોગોએ તેમના કામમાં મેટ્રિક પદ્ધતિ લાગુ કરી છે.
મેટ્રિક પદ્ધતિમાં માનકીકરણ એ પણ એક સમસ્યા છે. લગભગ તમામ મેટ્રિક પરિમાણોને ISO ધોરણોમાં સંપૂર્ણ રૂપાંતરિત કરવાનું ધ્યેય છે, તેમ છતાં મોટાભાગના ઉદ્યોગોમાં તેમના જૂના DIN અથવા મેટ્રિક ધોરણોને ANSI માં રૂપાંતરિત થવાની સંભાવના ઓછી છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેટ્રિક હેક્સ કૅપ સ્ક્રૂ સામાન્ય રીતે ત્રણમાંથી એક ધોરણમાં ઉત્પાદિત થાય છે.
• DIN 931 (DIN 933 સંપૂર્ણ આંટા હોય તેવા એટલે ફુલ્લી થ્રેડેડ)
• ISO 4014 (ISO 4017 સંપૂર્ણ આંટા હોય તેવા)
• ANSI/ASME B 18.2.3.1M

ત્રણ ધોરણો હેઠળ બનાવેલ ઉત્પાદનોને એક ધોરણમાંથી બીજામાં ફેરવી શકાય છે. સૂચિમાં આપેલ કોઈ એક ધોરણ મુજબ ઉત્પાદિત હેક્સ કૅપ સ્ક્રૂ, બીજા સંબંધિત ધોરણના ટૉલરન્સ મુજબ ઉત્પાદિત નટ સાથે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.

M10, M12 અને M14 ના ષટ્કોણીય માથાની સામસામેની સપાટીઓના વચ્ચેનું અંતર, એ આ ધોરણો વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત છે.
ફાસ્ટનરને તકનીકી રીતે સચોટ અને સંપૂર્ણ કેવી રીતે વર્ણવી શકાય તેનું ઉદાહરણ નીચે આપેલ છે.

હેક્સ કૅપ સ્ક્રૂ DIN 933, M16 x 140 પ્રૉપર્ટી ક્લાસ 10.9, ફૉસ્ફેટેડ/બ્લૅકોડાઇઝ્ડ.

ફાસ્ટનરના વર્ણનમાં નીચેની વિગતોનો સમાવેશ થવો જોઈએ.
1. તે ફાસ્ટનર શું છે? ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટડ, સંપૂર્ણ આંટા ધરાવતો (ફુલ થ્રેડ) સ્ટડ, ડબલ-એન્ડેડ સ્ટડ, ષટ્કોણાકાર અર્ધી-લંબાઈ પર આંટા ધરાવતો બોલ્ટ (હેક્સ હાફ-થ્રેડેડ બોલ્ટ), સૉકેટેડ કૅપ સ્ક્રૂ વગેરે.
2. તેના માટે કયું ધોરણ લાગુ છે? ઉદાહરણ તરીકે, તે DIN, ASME, ANSI, ISO, IS, જાપાની ધોરણ એમાંથી કંઈપણ હોઈ શકે છે. ઉપર આપેલા ઉદાહરણમાં, આ પ્રકારના ફાસ્ટનર માટે વપરાયેલી ધાતુના બધા લક્ષણો DIN 933 દ્વારા નક્કી થાય છે.
3. માપનની પરિમાણીય લાક્ષણિકતાઓ (ડાયમેન્શનલ કૅરેક્ટરિસ્ટિક્સ) : જો મેલ થ્રેડેડ ફાસ્ટનર હોય, તો આંટાનો આકાર (સાઇજ) અને લંબાઈ (લેન્થ) તેના ઉપર જણાવેલ હોય છે. જો તે ફીમેલ પ્રકારનો ફાસ્ટનર હોય, તો ફક્ત આંટાનો આકાર આપેલ હોય છે. કારણ કે બાકીના પરિમાણો ધોરણમાં આપવામાં આવે છે.
4. પ્રૉપર્ટી ક્લાસ : પ્રૉપર્ટી ક્લાસ એ મટિરિયલની આવશ્યક તાકાત છે.

1. ફાસ્ટનરનો પ્રકાર
2. મટિરિયલની લાક્ષણિકતાનું માનક અથવા પ્રૉપર્ટી ક્લાસનું ધોરણ
3. માપનની પરિમાણીય લાક્ષણિકતાઓ
4. ફાસ્ટનરનો નૉમિનલ કદ
5. પિચ અને આંટાનો ટૉલરન્સ
6. સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ

આ તમામ વર્ણનોને ધ્યાનમાં લેતા, હવે આપણે ફાસ્ટનર્સ વિશેની કેટલીક મહત્વપૂર્ણ બાબતો વિશે વધુ શીખીશું. પહેલી વાત છે આંટાનો ટૉલરન્સ. સામાન્ય રીતે જ્યારે કોઈપણ નટ, બોલ્ટ અથવા સ્ટડનો (જેને રેગ્યુલર ફિટ પણ કહેવામાં આવે છે) ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે મેલ ફાસ્ટનર્સ માટે 6g એ ટૉલરન્સ હોય છે, જ્યારે ફીમેલ ફાસ્ટનર્સ માટે 6H.
મેટ્રિક ધોરણમાં આંટાનો ટૉલરન્સ
આંટા પર ટૉલરન્સ એ એક સંખ્યા અને તેના પછી એક અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. સંખ્યા ટૉલરન્સની શ્રેણી સૂચવે છે. મોટા (કૅપિટલ) અક્ષરો અંતર્ગત આંટાનો (નટ) ટૉલરન્સને સૂચવે છે. નાના (સ્મૉલ) અક્ષરો બાહ્ય આંટાનો (બોલ્ટ) ટૉલરન્સ સૂચવે છે.
6g એ પ્રમાણભૂત ટૉલરન્સ છે, જે આંટા માટે દરેક જગ્યાએ વપરાય છે. જ્યારે ફાસ્ટનરના વર્ણનમાં આંટાનો ટૉલરન્સ આપવામાં આવતો નથી, ત્યારે તે 6g છે તેવું માનવામાં આવે છે. જ્યારે ઇંટરફિયરન્સ, ટાઇટ અથવા લૂજ આંટા હોય છે, ત્યારે તેના માટે ખાસ ટૉલરન્સ આપવાના રહે છે. ઉદાહરણમાં લેવામાં આવેલા ફાસ્ટનરના વર્ણનમાં ટૉલરન્સ આપેલ નથી, તેથી તે 6g માનવામાં આવે છે.

આંટા
મેટ્રિક ધોરણમાં આંટા M અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, જ્યારે તેના પછી આવતી સંખ્યા ફાસ્ટનરનો નૉમિનલ વ્યાસ છે. એટલે કે, ઉપરના ઉદાહરણમાં, M16 માંથી 16 એ નૉમિનલ વ્યાસ છે, જે મોટાભાગે બાહ્ય વ્યાસ (OD) માનવામાં આવે છે. પરંતુ તે વાસ્તવમાં બાહ્ય વ્યાસ (મેજર વ્યાસ) નથી, તકનીકી રીતે નૉમિનલ વ્યાસ છે.
બીજો મહત્વનો ભાગ પિચ છે. પિચના 2 પ્રકાર હોચ છે, એક કોઅર્સ પિચ હોય છે અને બીજી ફાઇન પિચ. જ્યારે પિચ નિર્દિષ્ટ થયેલ નથી, ત્યારે માનક મુજબ આપેલ કોઅર્સ પિચ ધારવામાં આવે છે. જો ત્યાં ફાઇન પિચ હોય, તો તે વર્ણનમાં ઉલ્લેખ કરવાની જરૂર છે.
ઉદાહરણ તરીકે, M16 નો 2 મિમી. એ માનક પિચ છે. આંટા સામાન્ય રીતે નૉમિનલ વ્યાસ અને પિચના આધારે વર્ણવવામાં આવે છે. ફીમેલ આંટા અને મેલ આંટા વચ્ચેનો સંપર્ક કોઅર્સ પિચ કરતા ફાઇન પિચમાં વધારે હોય છે. તેના કારણે, ફાઇન પિચની તાકાત વધારે છે. આ વધુ સંપર્કને લીધે જ્યાં લીક-પ્રૂફ સાંધા જરૂરી હોય, ત્યાં ફાઇન પિચનો ઉપયોગ થાય છે.
પ્રૉપર્ટી ક્લાસ
ઉપરોક્ત ઉદાહરણ પ્રૉપર્ટી ક્લાસ 10.9 નો સંદર્ભ આપે છે. આ આંકડો આપણને ફાસ્ટનરની અપેક્ષિત તાકાતનો ખ્યાલ આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 10.9 શું બતાવે છે? જ્યારે 10 ને (દશાંશ બિંદુ પહેલાની સંખ્યા) 100 દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે જે સંખ્યા આવે છે તે મેગા પાસ્કલમાં તણાવ શક્તિ (ટેન્સાઇલ સ્ટ્રેન્થ) છે. જો આપણે 10.9 ના બોલ્ટને ધ્યાનમાં લઈએ, તો તેની તણાવ શક્તિ લગભગ 1000 MPa હશે. 9 એ આંકડો તણાવ શક્તિની સરખામણીમાં યીલ્ડ સ્ટ્રેન્થની ટકાવારી રજૂ કરે છે. યિલ્ડ સ્ટ્રેન્થના આલેખમાં, આપણે જોઈએ છીએ કે કોઈપણ મટિરિયલની ચકાસણી કરતી વખતે, તાકાત યિલ્ડ પોઇન્ટ પર પહોંચ્યા પછી પણ મટિરિયલ તૂટે તેના પહેલા થોડી વધુ શક્તિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.



આલેખ ક્ર. 1 માં વક્ર રેખા યીલ્ડ સ્ટ્રેસ બિંદુ સુધી પહોંચ્યા પછી નીચે આવીને તૂટી જાય છે. તેથી આ ઉદાહરણમાં, તૂટવાનો સ્ટ્રેસ અંતિમ તણાવ શક્તિના 90% છે. યિલ્ડિંગ પછી, એટલે કે, વિરૂપતા (ડીફૉર્મેશન) શરૂ થયા પછી તે તૂટવા માટે કેટલો સમય લેશે તે સમજવા માટે, આ માહિતી ડિઝાઇન કરતી વખતે ઉપયોગી હોય છે. ફાસ્ટનર્સનો ઉપયોગ શા માટે કરવામાં આવશે, તેના પર કયા પ્રૉપર્ટી ક્લાસનો ઉપયોગ કરાશે તે નિર્ભર હોય છે.

4.6, 4.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9 એ નિયમિતપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતા 6 પ્રૉપર્ટી ક્લાસ છે. આ 6 ક્લાસના ફાસ્ટનર્સ નિયમિતપણે બજારમાં ઉપલબ્ધ હોય છે.

4.6, 4.8 અને 6.8 આ ત્રણ ગ્રેડ, લો કાર્બન સ્ટીલના છે અને તેની શક્તિ ખૂબ ઓછી છે. તેને બોલીભાષામાં MS (માઇલ્ડ સ્ટીલ) તરીકે ઓળખાય છે. ક્લાસ 8.8 એ ભારતીય બજારમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવામાં આવતો ક્લાસ છે. અલગ અલગ પ્રકારના ફાસ્ટનર્સમાં લગભગ 60% ફાસ્ટનર્સ 8.8 ક્લાસના હોય છે. 10.9 અને 12.9 એ બંને ગ્રેડ ઍલોય સ્ટીલના છે અને તેમાં ખૂબ સારી તણાવ શક્તિ હોય છે. તેમને હાય ટેન્સાઇલ બોલ્ટ પણ કહેવામાં આવે છે. હાલમાં 10.9 નો બોલ્ટ વાપરવાનું વલણ વધુ છે, કારણ સમાન ગ્રેડના નટ અને બોલ્ટ વાપરવા કરતા વધુ સ્ટ્રેન્થના બોલ્ટનો ઉપયોગ કરવાની વૃત્તિ છે.

કેટલીક અપવાદરૂપ પરિસ્થિતિમાં, જો તેની ઊપરનો તણાવ વધે, તો નટ તૂટી જાય તો ચાલે, પરંતુ બોલ્ટ તૂટવો ન જોઈયે, કારણ કે બોલ્ટ વધુ મોંઘો હોય છે. જો તણાવ ચોક્કસ મર્યાદા કરતા વધી જાય, તો બોલ્ટમાં વિરૂપતા આવશે, પરંતુ તે તૂટશે નહીં. જ્યાં પ્રવેશયોગ્યતા (ઍક્સેસિબિલિટી) ઓછી હશે, એ જગ્યાએ ઍલન કેપ્સ અથવા સૉકેટેડ કૅપ સ્ક્રૂનો ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે તેમની શક્તિ ખૂબ વધારે હોય છે. આ બધા ફાસ્ટનર્સ 12.9 પ્રૉપર્ટી ક્લાસમાં ઉપલબ્ધ છે.



સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ
જરૂરી સરફેસ ટ્રીટમેન્ટનો પ્રકાર ફાસ્ટનરના અપેક્ષિત ઉપયોગ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઝિન્ક પ્લેટેડ યલો પૅસિવેશન, ઝિન્ક પ્લેટેડ ગ્રીન પૅસિવેશન, કૅડમિયમ પ્લેટિંગ, ટેફલૉન કોટિંગ, ઝાયલૉન કોટિંગ એવી કેટલીક પ્રક્રિયાઓ ઉપલબ્ધ છે. કોટિંગ એ યંત્રણ પછીની સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ છે. આંટાની સપાટીની ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓ પર સરફેસ ટ્રીટમેન્ટની કોઈ અસર થતી નથી. ફાસ્ટનરની આવરદા વધારવા માટે કોટિંગ લાગુ કરવામાં આવે છે.


[email protected]