Draadstang - een cilindrische staaf met volledige schroefdraad en aan beide uiteinden geen kop - is een van de meest fundamentele en veelzijdige bevestigingscomponenten in de industriële, constructie- en machinebouw. In tegenstelling tot een standaard bout of dopschroef, een bevestigingsmiddel in één richting dat is ontworpen om vanaf één uiteinde te klemmen, kan een stang met volledige draad bidirectioneel worden gebruikt: hij accepteert moeren, koppelingen of andere componenten met schroefdraad aan beide uiteinden, over de lengte ervan, of op elke gedefinieerde positie. Deze flexibiliteit maakt het onmisbaar voor een reeks toepassingen waarvoor een bevestigingsmiddel met conventionele kop niet geschikt is.
Binnen de bredere categorie draadstangen voegt een specifieke variant - de zeskantige schroefstang - een zeshoekige kop toe aan één uiteinde van de schacht met schroefdraad. Deze wijziging pakt een belangrijke beperking van de gewone draadstang aan: zonder kop kan een standaard draadstang niet vanaf één uiteinde worden aangedraaid zonder een toegankelijke moer of koppeling. De zeskantige schroefstang voor vijzeltoepassingen en spindeltoepassingen combineert de schroefdraad van een stang over de volledige lengte met de positieve aandrijving van een zeskantige kop, waardoor koppeltoepassing vanaf één uiteinde mogelijk is terwijl lineaire kracht door de schroefdraad langs de schacht wordt overgebracht.
Het begrijpen van de ontwerpverschillen, maatnormen, materiaalkwaliteiten en functionele toepassingen van deze twee producttypen is het startpunt voor nauwkeurige specificatie en inkoop.
Een staaf met volledige draad - ook wel staaf met volledige draad, staaf of draad met volledige draad genoemd - is een stuk staafmateriaal dat van begin tot eind continu van schroefdraad is voorzien zonder schroefdraad zonder schroefdraad. De schroefdraden strekken zich uit over de volledige bruikbare lengte van de stang, waardoor moeren, koppelingen of gaffeluiteinden overal langs de stang kunnen worden geplaatst en na installatie kunnen worden aangepast.
Volledige draadstangen worden geproduceerd op een van de volgende twee manieren, die elk de mechanische eigenschappen van het eindproduct beïnvloeden:
De draadvorm op een staaf met volledige draadstang bepaalt de compatibiliteit ervan met bijpassende moeren en koppelingen, het draagvermogen per eenheid van aangrijpende lengte en de geschiktheid ervan voor specifieke mechanische functies:
Staaf met volledige draadstang wordt geproduceerd in standaardlengtes van 1 meter, 2 meter, 3 meter en 6 meter op metrische markten, en in lengtes van 3 voet, 6 voet en 12 voet op imperiale markten. Aangepaste lengtes worden op bestelling gesneden voor specifieke toepassingen. Diameterbereiken voor in de handel verkrijgbare draadstangen lopen doorgaans van M6 tot M52 in metrische maten en van 1/4 inch tot 2 inch in uniforme inch-series, waarbij grotere diameters op bestelling verkrijgbaar zijn bij gespecialiseerde producenten.
De draadtolerantieklasse van een volledige draadstang bepaalt hoe nauwkeurig de draadafmetingen worden gecontroleerd. Voor algemeen constructiegebruik is een tolerantie van 6g (metrisch) of 2A (unified inch) standaard. Voor toepassingen met precisiespindels en mechanische krachtoverbrenging zijn fijnere tolerantieklassen (4g of 6H in metrisch, afgestemd op precisiemoeren) gespecificeerd om de speling te minimaliseren en een soepele, voorspelbare axiale beweging te garanderen.
Volledige draadstang wordt geproduceerd in een reeks materiaalkwaliteiten met aanzienlijk verschillende sterkteniveaus. De juiste keuze hangt af van de trek-, schuif- en vermoeiingsbelastingen die de staaf tijdens gebruik zal dragen:
| Graadaanduiding | Materiaal | Minimale treksterkte | Typische toepassingen |
|---|---|---|---|
| ASTM A307 klasse A | Laag koolstofstaal | 414 MPa (60.000 psi) | Algemene constructie, hangers, lichte constructie |
| ASTM A193 B7 | Gelegeerd staal (Cr-Mo), gehard en getemperd | 862 MPa (125.000 psi) | Hogedrukflenzen, drukvaten, verhoogde temperatuur |
| ISO-eigenschapsklasse 4.8 (metrisch) | Laag tot middelmatig koolstofstaal | 420 MPa | Metrische constructiestaaf voor algemeen gebruik |
| ISO-eigenschapsklasse 8.8 (metrisch) | Medium koolstofstaal, gehard en getemperd | 800 MPa | Constructies, machines, constructies met hoge belasting |
| A2-70 RVS (metrisch) | Austenitisch roestvrij 304 equivalent | 700 MPa | Voedsel, farmaceutische, outdoor, corrosieve omgevingen |
| A4-80 RVS (metrisch) | Austenitisch roestvrij 316 equivalent | 800 MPa | Marine, chloride, chemische blootstelling |
De veelzijdigheid van een staaf met volledige draad komt voort uit het feit dat het een structureel element is zonder inherente oriëntatie - elk punt langs de lengte ervan kan een moer, koppeling of gaffel accepteren, en de bruikbare greeplengte kan bij installatie worden ingesteld om overeen te komen met de daadwerkelijke verbindingsdikte in plaats van te worden beperkt door de vaste lengte van een kopbevestiging. Deze verstelbaarheid maakt draadstangen tot de standaardoplossing voor een breed scala aan structurele en mechanische toepassingen.
Draadstang is een van de belangrijkste bevestigingselementen in verlaagde plafondsystemen, mechanische en elektrische (M en E) servicehangers en buissteunconstructies in commerciële en industriële gebouwen. Afgesneden stukken draadstang verbinden plafondankers met gaffelhangers, trapezeconstructies, pijpklemmen en steunkanalen in configuraties die ter plaatse kunnen worden gemonteerd en aangepast om te voldoen aan de werkelijke plafondhoogtes en serviceroutes. De mogelijkheid om draadstangen op elke gewenste lengte te snijden en standaardmoeren en fittingen te monteren zonder speciale bewerking, maakt deze aanzienlijk flexibeler dan gelijkwaardige boutverbindingen met kopbevestigingen.
Bij constructies van gewapend beton wordt de draadstang in beton gegoten of met epoxy verankerd om verbindingspunten met schroefdraad te verschaffen voor bevestigingen van constructiestaal, grondplaten, machinevoeten en seismische verstevigingen. ASTM F1554 specificeert de vereisten voor ankerboutstaven die worden gebruikt in deze structurele funderingstoepassingen, waarbij de klassen 36, 55 en 105 een reeks vereisten voor vloei- en treksterkte dekken.
Spanschroeven - verstelbare spanverbindingen met rechtse draadstang aan het ene uiteinde en linkse draadstang aan het andere uiteinde - gebruiken een volledig draadstangstaaf als kerncomponent. Door het spanschroeflichaam tegelijkertijd te draaien, worden beide stanguiteinden in het lichaam gebracht (waardoor de constructie wordt ingekort en de spanning toeneemt) of worden ze teruggetrokken (waardoor de constructie wordt verlengd en de spanning wordt verminderd). Deze in-line spanfunctie wordt gebruikt bij structurele verstevigingen, kabelsteunen, theatertuigage, staande tuigage op zee en elke toepassing waarbij instelbare spanning in een spanelement vereist is zonder de eindverbindingen te demonteren.
Volledige draadstang op gespecificeerde lengtes gesneden en aan beide uiteinden voorzien van zware zeskantmoeren, wordt gebruikt als tapbouten in geflensde pijpverbindingen in procesleidingen, drukvaten en warmtewisselaars. De ASME PCC-1-richtlijnen voor de montage van flensverbindingen met drukgrens specificeren het materiaal, de draadvorm, de moeraangrijping en de aanhaalvolgorde voor deze verbindingen. Studbouten voor gebruik bij hoge temperaturen en hoge druk worden doorgaans geproduceerd volgens ASTM A193 B7 (gelegeerd staal) met A194 2H zware zeskantmoeren als standaard moerkwaliteit.
Spiraaldraadstang - een specifieke variant met een grovere, afgeronde draadvorm ontworpen voor snelle aangrijping met vleugelmoeren en spiraaldraadbinders - wordt veelvuldig gebruikt in betonbekistingen en bekistingssystemen. De spiraalvormige draadvorm maakt het in- en uitschakelen van de moer met één hand mogelijk, wat belangrijk is bij de snelle montage en het strippen van bekistingspanelen. Een gewone draadstang met standaard zeskantmoeren wordt gebruikt in zwaardere doorvoertoepassingen waarbij een hogere zijdelingse druk van nat beton de structurele capaciteit van een standaard schroefdraadlengte vereist.
De zeskantige schroefstang is een draadstang met een zeshoekige kop die aan één uiteinde is gevormd of gesmeed. De combinatie van een schacht met schroefdraad over de volledige lengte en een zeskantkop creëert een onderdeel dat zowel rotatiekoppel (via de zeskantkop) als lineaire kracht (via de schroefdraad) in één enkel element kan overbrengen. Dit is een andere functionele vereiste dan een standaard bevestigingsmiddel: de staaf is niet in de eerste plaats een kleminrichting, maar een mechanische bewegingsomzetter - waarbij de roterende invoer aan de zeskantige kop wordt omgezet in een lineaire verplaatsing van een moer of loden moer die langs de schroefdraad beweegt.
Een vijzelschroef is een apparaat dat roterende beweging omzet in lineaire beweging via een interface met schroefdraad. De zeskantige schroefstang is het aangedreven element in een vijzelschroefsamenstel: de zeskantige kop wordt aangegrepen door een sleutel, ratel of aangedreven aandrijving, en de resulterende rotatie beweegt de draadstang vooruit of trekt deze terug ten opzichte van een vaste moer of loden moerbehuizing. Het mechanische voordeel van een vijzelschroef is de verhouding tussen de koppelinvoer aan de zeskantkop en de lineaire stuwkracht aan het stanguiteinde, die wordt bepaald door de spoed en de straal waarbij de invoerkracht wordt uitgeoefend.
Een fijnere draadspoed levert een groter mechanisch voordeel op (meer lineaire stuwkracht per eenheid ingangskoppel), maar een langzamere lineaire beweging per omwenteling en een grotere gevoeligheid voor binding als de draad niet goed is gesmeerd. Een grovere spoed levert een snellere lineaire verplaatsing en een lager mechanisch voordeel op, en is meer zelfreinigend in vuile of vervuilde omgevingen. De draadvormkeuze voor vijzeltoepassingen is een balans tussen deze factoren, waarbij de belastingsgrootte, de voortbewegingssnelheid en de smeeromstandigheden allemaal van invloed zijn op de optimale keuze.
Standaard 60 graden V-draadvormen (UNC, UNF, ISO metrisch) worden gebruikt in veel toepassingen met zeskantige schroefstangen, vooral bij lagere belastingsniveaus waarbij de draadcontactspanningen binnen de capaciteit van de V-draadflank liggen. De flankhoek van 60 graden van een V-schroefdraad creëert echter een aanzienlijke radiale krachtcomponent (het wigeffect van de schroefdraadflanken) die de wrijving verhoogt en de efficiëntie vermindert in vergelijking met een meer axiaal georiënteerd schroefdraadprofiel.
Voor krachtoverbrenging met hogere belasting en veeleisendere toepassingen met vijzelschroeven zijn trapeziumvormige en ACME-schroefdraadvormen gespecificeerd:
Een belangrijke ontwerpoverweging bij de keuze van de zeskantschroefstang is of de schroefdraad zelfborgend of revisie is. Een zelfborgende draad zal onder belasting zijn positie behouden zonder extern remmen wanneer de aandrijfinvoer wordt verwijderd - de wrijving in de draad is voldoende om terugdrijven door de axiale belasting te weerstaan. Een revisieschroefdraad zal onder belasting terugdraaien als het aandrijfkoppel wordt verwijderd, waardoor een externe rem of vergrendelingsmechanisme nodig is om op zijn plaats te blijven.
Aan de zelfremmende voorwaarde wordt voldaan wanneer de draadinvoerhoek kleiner is dan de wrijvingshoek van het draadgrensvlak. Bij de meeste standaard V-schroefdraad- en ACME-schroefdraadcombinaties met staal-op-staal contact en typische smering is de schroefdraad zelfborgend. Daarom raakt een moer op een bout niet zomaar los door de uitgeoefende belasting. Voor hoogefficiënte spindels die zijn ontworpen om wrijving te minimaliseren (zoals die worden gebruikt in CNC-bewerkingsmachines met recirculerende kogelmoersamenstellen), kan de schroefdraad opzettelijk zijn ontworpen voor revisie, omdat hierdoor het aangedreven element kan worden geherpositioneerd door een lichte externe kracht zonder dat een terugdrijfkoppel nodig is.
Zeskantschroefstaven worden gebruikt in een reeks vijzel-, hef- en lineaire positioneringstoepassingen:
De materiaalvereisten voor een zeskantige schroefstang in een krachtoverbrengings- of kriktoepassing verschillen van die voor een constructief bevestigingsmiddel. Naast de treksterkte moeten ook de contactspanning van de schroefdraad (Hertziaanse contactdruk tussen de bijpassende schroefdraadflanken), de slijtvastheid, de levensduur tegen vermoeiing onder cyclische belasting en, in sommige toepassingen, de corrosieweerstand allemaal worden geëvalueerd.
Middelmatig koolstofstaal (AISI 1045 of gelijkwaardig) en gelegeerd staal (AISI 4140, 4340) zijn de meest voorkomende materialen voor industriële zeskantige schroefstangen en vijzelschroeven. Middelmatig koolstofstaal biedt een adequate combinatie van sterkte, bewerkbaarheid en draadrolcapaciteit voor de meeste vijzel- en heftoepassingen. Gelegeerde staalsoorten 4140 en 4340, warmtebehandeld tot het vereiste sterkteniveau, zijn gespecificeerd voor toepassingen met hoge belasting en hoge cycli, waarbij de hogere kernsterkte, verbeterde weerstand tegen vermoeidheid en betere reactie van de oppervlaktehardheid op warmtebehandeling de hogere materiaalkosten rechtvaardigen.
De schroefdraadefficiëntie en levensduur bij vijzeltoepassingen worden aanzienlijk beïnvloed door de oppervlaktebehandeling van de stang en het smeerregime. Zinkfosfaatcoating (Parkerizing), aangebracht vóór een vet- of oliesmeermiddel, verbetert het vasthouden van smeermiddel op het schroefdraadoppervlak en vermindert de initiële slijtage tijdens het inlopen. Hardverchromen op de draadflanken wordt gebruikt bij precisiespindeltoepassingen met hoge cycli om de slijtvastheid te verbeteren. Voor buiten- of corrosieve omgevingen worden verzinking, thermisch verzinken of roestvrijstalen staven gespecificeerd, waarbij de selectie wordt afgewogen tegen de draadtolerantie-eisen van de toepassing - dikkere coatings verminderen de effectieve speling tussen de schroefdraad van de stang en de moer.
Bij vijzelschroefconstructies voor krachtoverbrenging is de loden moer (de moer die langs de schroefstang beweegt of de moer ten opzichte waarvan de staaf naar voren beweegt) vaak gemaakt van een zachter materiaal dan de staaf - meestal brons, messing of acetaal (Delrin) polymeer. Deze materiaalcombinatie maakt de moer bewust tot het opofferende slijtageonderdeel. Het is aanzienlijk goedkoper en gemakkelijker om een versleten bronzen moer te vervangen dan om de volledige schroefstang te vervangen. Daarom is de moer ontworpen om bij voorkeur te slijten, terwijl de stang zijn maatnauwkeurigheid behoudt gedurende een veel langere levensduur. Bronzen moeren zorgen ook voor een inherent beter behoud van de smering en lagere wrijving dan staal-op-staal paren, waardoor de efficiëntie van de krachtoverbrenging wordt verbeterd en het aandrijfkoppel dat nodig is voor een bepaalde stuwkracht wordt verminderd.
Voor inkopers, ingenieurs en inkoopteams die een staaf met volledige draad of een zeskantige schroefstang specificeren voor vijzel- en krachtoverbrengingstoepassingen, vertegenwoordigen de volgende parameters de minimaal vereiste informatie voor nauwkeurige productspecificaties en leverancierscommunicatie:
Koolstofstaal M16×300 klasse 8.8 gegalvaniseerd / zwarte staaf met volledige schroefdraad
L7 Gegalvaniseerd/zwart/HDG oppervlak 3/4*10" staaf met volledige schroefdraad
ST5*25 SS316 houtschroeven met zeskantkop voor houtbewerking
Gelegeerd staal M27*300 PTFE / Dacromet-coating B7 draadstangen
ST2.9*9.5 roestvrijstalen zelfborende schroeven met zeskantige dop
DIN 7504K SS304 Zelfborende schroeven met kruiskop
Contactgegevens
Adres
