হেক্স বোল্টের শক্তি গ্রেড এবং লোড প্রয়োজন বোঝা
গতিশীল এবং চক্রীয় লোডের অধীনে টেনসাইল এবং ইয়িল্ড শক্তি
শিল্প যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হেক্স বোল্টগুলি বিভিন্ন ধরনের গতিশীল এবং চক্রীয় ভারের মুখোমুখি হয়। এই জয়েন্টগুলির দীর্ঘস্থায়ী নির্ভরযোগ্যতার ক্ষেত্রে টেনসাইল শক্তি (ভাঙনের আগে কতটা চাপ সহ্য করতে পারে) এবং ইয়েল্ড শক্তি (স্থায়ীভাবে বিকৃত হওয়া শুরু করে যে বিন্দু থেকে) গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যখন বোল্টগুলি পুনঃপুন চাপের মধ্যে পড়ে, তখন ক্লান্তি প্রতিরোধের ক্ষেত্রে ইয়েল্ড শক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। একটি প্রায় 150,000 psi ইয়েল্ড শক্তি সম্পন্ন বোল্টকে স্ট্যান্ডার্ড গ্রেড 5 বোল্টের সঙ্গে তুলনা করুন - বেশি শক্তিশালী বোল্টটি সাধারণত চাপের মধ্যে ব্যর্থ হওয়ার আগে প্রায় 30% বেশি সময় টিকে থাকে। ক্রাশার, কম্প্রেসার এবং অন্যান্য ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতির মতো ধ্রুবক কম্পনযুক্ত স্থানগুলিতে এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ। প্রাথমিক টান (tension) অক্ষুণ্ণ রাখা অত্যাবশ্যক। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে গুরুত্বপূর্ণ জয়েন্টগুলির 5 মিলিয়ন চক্রের চাপ পার হওয়ার পরেও তাদের মূল প্রিলোডের কমপক্ষে 90% ধরে রাখা প্রয়োজন। এই গতিশীল ভারগুলি হিসাবের মধ্যে না আনলে হঠাৎ ঢিলে হওয়া বা সম্পূর্ণ ব্যর্থতার ঝুঁকি তৈরি হয়, বিশেষ করে যখন চাপের দিক অপ্রত্যাশিতভাবে পরিবর্তিত হয়।
মূল হেক্স বোল্ট স্ট্যান্ডার্ডগুলির তুলনা: SAE Grade 5/8, ASTM A325/A490, এবং মেট্রিক 8.8/10.9/12.9
| স্ট্যান্ডার্ড | টেনসাইল স্ট্রেন্থ (ন্যূনতম) | উৎপত্তি শক্তি (ন্যূনতম) | প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন |
|---|---|---|---|
| SAE Grade 5 | 120,000 psi | 92,000 psi | সাধারণ মেশিনারি, পাম্প |
| SAE Grade 8 | 150,000 psi | 130,000 psi | উচ্চ-চাপযুক্ত হাইড্রোলিক সিস্টেম |
| Astm a325 | 120,000 psi | 92,000 psi | স্ট্রাকচুরাল স্টিল সংযোগ |
| ASTM A490 | 150,000–173,000 psi | 130,000 psi | গুরুত্বপূর্ণ সেতু এবং ভাস্কর জয়েন্ট |
| মেট্রিক 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | শিল্প কনভেয়ার |
| মেট্রিক 12.9 | 1,220 MPa | 1,080 MPa | এয়ারোস্পেস এবং নির্ভুল পাওয়ারট্রেইন উপাদান |
উত্তর আমেরিকার মোবাইল ও হাইড্রোলিক সরঞ্জামের জন্য SAE গ্রেডগুলি এখনও আদর্শ, অন্যদিকে বৈশ্বিক OEM উৎপাদনে মেট্রিক গ্রেডগুলি প্রাধান্য পায়। কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, বিশেষ করে যেখানে বাতাস, ভাস্কর বা আঘাতের লোডের কারণে নিয়ন্ত্রিত নমনীয়তা এবং পূর্বানুমেয় ফেটে যাওয়ার আচরণ প্রয়োজন, সেখানে ASTM মানগুলি বাধ্যতামূলক করা হয়।
যখন উচ্চ শক্তি পিছনে ফিরে আঘাত করে: হাই-গ্রেড হেক্স বোল্টগুলিতে কম্পন, শিথিলতা এবং প্রিলোড ক্ষতি
মেট্রিক 12.9 বা ASTM A490-এর মতো উচ্চ শক্তির বোল্টগুলি প্রায়শই ধ্রুবক গতির সংযোগস্থলে ব্যবহার করা হলে সমস্যায় পড়ে, কারণ টান দেওয়ার পর সেগুলি আগের অবস্থানে ফিরে আসে না ভালোভাবে। শেকার টেবিলের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে একই কম্পনের সম্মুখীন হওয়ার সময় গ্রেড 12.9 বোল্টগুলি গ্রেড 8.8 বোল্টের তুলনা প্রায় 25% বেশি টান হারায়। এখানে যা ঘটে তা আসলে খুব সাধারণ পদার্থবিদ্যা—থ্রেডগুলির উপর চাপের কেন্দ্রবিন্দু বেশি হয় এবং ঘনিষ্ঠভাবে চেপে ধরা অংশগুলির মধ্যে ছোট ছোট পৃষ্ঠতলের ক্ষতি হওয়ার সম্ভাবনা বাড়ে। তাপমাত্রা বারবার পরিবর্তন হলে অবস্থা আরও খারাপ হয়, বিশেষ করে চুলার কাছাকাছি লাগানো A490 বোল্টগুলি একই তাপমাত্রার পরিবর্তনের মুখোমুখি A325 বোল্টের তুলনা প্রায় 40% দ্রুত শিথিল হয়ে পড়ে। এই ধরনের জটিলতা মাথায় রেখে প্রকৌশলীরা কয়েকটি কার্যকর সমাধান খুঁজে পেয়েছেন। ফ্ল্যাঞ্জ বোল্ট পৃষ্ঠের উপর ভার ভালোভাবে ছড়িয়ে দেয়। যেসব অংশ প্রতি সেকেন্ডে 10 বারের বেশি কম্পন হয় সেসব অঞ্চলে বিশেষ লকিং কম্পাউন্ড ব্যবহার করা খুব ভালো ফল দেয়। আর কখনও কখনও সর্বোচ্চ শক্তির বৈশিষ্ট্য না মাথায় রেখে মধ্যম শক্তির বোল্ট ব্যবহার করা বুদ্ধিমানের কাজ হয়, যা নির্লগ্ন উপাদানে লেপ দেওয়া থাকে, বিশেষ করে যখন এককালীন সর্বোচ্চ বল নয় বরং চলমান গতির বিরুদ্ধে কতটা ভালো প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে তাই গুরুত্বপূর্ণ।
হেক্স বোল্ট স্পেসিফিকেশনে গুরুত্বপূর্ণ মাত্রিক এবং কার্যকরী উপাদানগুলি
থ্রেড এঙ্গেজমেন্ট কৌশল: ক্ল্যাম্পিং অখণ্ডতার জন্য সম্পূর্ণ বনাম আংশিক থ্রেডযুক্ত হেক্স বোল্ট
যে গভীরতায় থ্রেডগুলি জড়িত হয় তা ফাস্টেনারগুলি কতটা ভালোভাবে ধরে রাখবে এবং কী ধরনের ব্যর্থতা ঘটতে পারে তার উপর বড় প্রভাব ফেলে। সম্পূর্ণ থ্রেডযুক্ত হেক্স বোল্টগুলি তাদের পুরো শ্যাফটের উপর সমানভাবে অপবর্তন বল ছড়িয়ে দেয়, যা সেইসব কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য চমৎকার পছন্দ করে তোলে যেখানে অপবর্তন বোঝা নিয়ে উদ্বেগ রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ ভবনগুলির ইস্পাত ফ্রেম সংযোগগুলির কথা ভাবুন। আংশিক থ্রেডযুক্ত সংস্করণগুলি আলাদভাবে কাজ করে—এগুলি বোল্টের মাথার কাছাকাছি এবং নাটের নীচে প্রায় সমস্ত ক্ল্যাম্পিং শক্তি কেন্দ্রীভূত করে। এটি আসলে যন্ত্রগুলির ক্ষেত্রে কম্পনের কারণে ঢিলা হওয়া রোধ করতে সাহায্য করে যেগুলি বারবার ঘোরে বা এদিক-ওদিক নড়ে। অভিজ্ঞতা থেকে দেখা গেছে যে বারবার বোঝা নিয়ে কাজ করার সময় উপযুক্ত ক্ল্যাম্পিং বজায় রাখতে আমাদের বোল্টের ব্যাসের কমপক্ষে 1.5 গুণ পরিমাণ থ্রেড জড়িত হওয়া দরকার। তাই একটি স্ট্যান্ডার্ড 12 মিমি বোল্টের ক্ষেত্রে প্রায় 18 মিমি থ্রেড এনগেজমেন্ট খুঁজুন। কঠিন উপাদানগুলিতে খুব গভীরে যাওয়া স্ট্রিপিংয়ের সমস্যার দিকে নিয়ে যেতে পারে, অন্যদিকে যথেষ্ট পরিমাণে এনগেজ না করা, বিশেষ করে অ্যালুমিনিয়ামের মতো নরম ধাতুগুলিতে, প্রাথমিক পুলআউটের কারণ হয় এবং টর্ক ধরে রাখার ক্ষমতা প্রায় 30% কমিয়ে দেয় যা স্পেসিফিকেশনগুলি সুপারিশ করে। এনগেজমেন্ট দৈর্ঘ্য এবং উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে সেই আদর্শ ভারসাম্য খুঁজে পাওয়া নির্ভরযোগ্য ফাস্টেনিং সমাধানের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
হেক্স হেড ডিজাইনের সুবিধা: টর্ক ট্রান্সমিশন, পুনরায় ব্যবহারযোগ্যতা এবং টাইট মেশিনের জোনগুলিতে প্রবেশের সুবিধা
হেক্স হেড ডিজাইনগুলি রাউন্ড বা স্কয়ার হেডেড ফাস্টেনারগুলির তুলনায় আরও ভালো টর্ক নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে এবং অধিকাংশ স্ট্যান্ডার্ড টুলের সাথে কাজ করে। ছয়টি সমতল পাশগুলি 60 ডিগ্রি ব্যবধানে কষানো ও খোলা যাওয়ার সুবিধা দেয়, যা ক্ষেত্রে সূক্ষ্ম সমাবেশের কাজের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। ASTM A325 গ্রেডের হেক্স বোল্টগুলি 200 বারের বেশি পুনরায় ব্যবহার করা যায় এবং তাদের মাথা বিকৃত হয় না, যার মানে ভবিষ্যতে কম প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয় এবং দীর্ঘমেয়াদে অর্থ সাশ্রয় হয়। এদের চাপা আকৃতি জটিল মেশিনারি সেটআপে পাওয়া সংকীর্ণ জায়গার জন্য আদর্শ। এই বোল্টগুলি গিয়ারবক্স এবং অন্যান্য সংকুচিত জায়গাগুলিতে ভালোভাবে ঢুকে যায়, যেখানে সকেট রেঞ্চের জন্য প্রায় 25 মিমি-এর কম জায়গা থাকে। গত বছর ম্যাশিনারি ডিজাইন পত্রিকায় প্রকাশিত তথ্য অনুসারে, প্রায় 78 শতাংশ প্রকৌশলী রিট্রোফিট প্রকল্পে স্কয়ার হেডের পরিবর্তে হেক্স বোল্ট বেছে নেয়। তারা এটি মূলত তাই করেন কারণ এগুলি স্ট্যান্ডার্ড রেঞ্চের সাথে কাজ করে, কিন্তু এটিও কারণ হিসাবে কাজ করে যে এগুলি শুধুমাত্র 40 ডিগ্রি সুইং আর্কের প্রয়োজন হয় যে মাউন্টিং স্পটগুলিতে পৌঁছানোর জন্য যেগুলি চারপাশের উপাদানগুলি দ্বারা অবরুদ্ধ হয়ে যায়।
স্ট্যান্ডার্ডস অনুসরণ এবং আবেদন-নির্দিষ্ট হেক্স বোল্ট মিল
সঠিক হেক্স বোল্ট নির্ধারণ করতে হলে এটি যে ধরনের বল সহ করবে, যেখানে এটি স্থাপন করা হবে এবং কোন নিয়মাবলী প্রযোজ্য তা দেখা প্রয়োজন। ক্লোরাইডযুক্ত ক্ষয়কারী অবস্থা সমমূখীন হলে, ASTM A193 অথবা ISO 3506-2 মান অনুযায়ী 316 স্টেইনলেস স্টিল ব্যবহার করা উচিত। যেসব অংশ ক্রমাগত কম্পনের সমমূখীন হয়, সেগুলির জন্য প্রচলিত টর্ক নাটগুলির সাথে গ্রেড 10.9 বোল্ট ব্যবহার করা সবচেয়ে ভাল, কারণ এটি সময়ের সাথে আলগা হয়ে যাওয়া রোধ করে। খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের জন্য FDA-এর 21 CFR 178.3740 এবং NSF/ANSI 51 প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী অনুমোদিত উপকরণ প্রয়োজন। ভবন কাঠামোর জন্য ASTM A325 বা A490 মান অনুযায়ী প্রত্যয়িত বোল্ট প্রয়োজন, যার সাথে ট্রেসযোগ্য মিল টেস্ট রিপোর্ট থাকা আবশ্যিক, যাতে ভূমিকম্প ও প্রবল বাতাসের মতো প্রাথমিক নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যায়। থ্রেডগুলি কতটা গভীরে প্রবেশ করে তা পরীক্ষা করা উচিত (নামমাত্র ব্যাসের কম না, অন্তত একগুণ প্রস্তাবিত) এবং বোল্টের মাথা স্থানের মধ্যে সঠিকভাবে ফিট করা হয় কিনা তা দেখা উচিত। কঠিন পৌঁছানো জায়গায় ছোট হেক্স মাথা সহজে পিছলে যেতে পারে। যদি বিভিন্ন দেশে কাজ করা হয় বা সরবরাহ শৃঙ্খলের নমনীয়তা বাড়ানো হয়, তবে ISO 898-1 মান অনুযায়ী শক্তি বা ASME B18.2.1 নির্দেশাবলী অনুসরণ করে আকার ও ফিটের জন্য ফাস্টেনারগুলি খুঁজুন।
