Миниатюризация электроникии медицинские приборы увеличили спрос на надежныеКрепеж размера М1Традиционные решения требуют использования отдельных гаек и шайб, что затрудняет сборку в пространствах размером менее 5 мм³. Исследование ASME 2025 года показало, что 34% отказов носимых устройств в процессе эксплуатации связаны с ослаблением крепёжных элементов. В данной статье представлена интегрированная система болт-гайка, которая решает эти проблемы благодаря монолитной конструкции и улучшенному зацеплению резьбы.
Методология
1. Подход к проектированию
●Интегрированная геометрия гайки-болта:Обработка отдельных деталей на станке с ЧПУ из нержавеющей стали 316L с накатанной резьбой (ISO 4753-1)
●Механизм блокировки:Асимметричный шаг резьбы (шаг резьбы 0,25 мм на конце гайки, 0,20 мм на конце болта) создает самоблокирующийся момент
2.Протокол тестирования
●Устойчивость к вибрации:Электродинамические испытания на вибростенде по DIN 65151
●Характеристики крутящего момента:Сравнение со стандартами ISO 7380-1 с использованием динамометров (Mark-10 M3-200)
●Эффективность сборки:Установки, выполненные обученными специалистами (n=15) по времени на 3 типах устройств
3.Бенчмаркинг
По сравнению с:
● Стандартные пары гайка/болт M1 (DIN 934/DIN 931)
● Гайки динамометрические (ISO 7040)
Результаты и анализ
1. Характеристики вибрации
● Интегрированная конструкция обеспечивает 98% предварительную нагрузку против 67% для стандартных пар
● На частотах >200 Гц не наблюдается никакого ослабления.
2. Показатели сборки
● Среднее время установки: 8,3 секунды (против 21,8 секунды для обычных креплений)
● 100%-ный показатель успеха в сценариях слепой сборки (n=50 испытаний)
3.Механические свойства
●Прочность на сдвиг:1,8 кН (против 1,5 кН для обычных пар)
●Возможность повторного использования:15 циклов сборки без ухудшения производительности
Обсуждение
1. Преимущества дизайна
● Устраняет ослабление гаек при сборке
● Асимметричная резьба предотвращает встречное вращение
● Совместимость со стандартными драйверами M1 и автоматическими кормушками
2.Ограничения
● Более высокая стоимость единицы (+25% по сравнению с обычными парами)
● Требуются специальные инструменты для вставки при больших объемах работ.
3.Промышленное применение
● Слуховые аппараты и имплантируемые медицинские устройства
● Сборки микродронов и системы оптической центровки
Заключение
Интегрированный двусторонний болт M1 сокращает время сборки и повышает надежность микромеханических систем. Дальнейшие разработки будут направлены на:
● Снижение затрат за счет методов холодной ковки
● Расширение до вариантов размеров M0.8 и M1.2
Время публикации: 10 октября 2025 г.
