Miniaturyzacja elektronikii urządzeń medycznych wzrosło zapotrzebowanie na niezawodnośćŁączniki w rozmiarze M1Tradycyjne rozwiązania wymagają oddzielnych nakrętek i podkładek, co komplikuje montaż w przestrzeniach o powierzchni mniejszej niż 5 mm³. Badanie ASME z 2025 roku wykazało, że 34% usterek w urządzeniach noszonych w terenie wynika z poluzowania się elementów złącznych. W niniejszym artykule przedstawiono zintegrowany system śruba-nakrętka, który rozwiązuje te problemy dzięki monolitycznej konstrukcji i ulepszonemu połączeniu gwintów.
Metodologia
1. Podejście projektowe
●Zintegrowana geometria nakrętki i śruby:Obróbka CNC pojedynczych elementów ze stali nierdzewnej 316L z gwintami walcowanymi (ISO 4753-1)
●Mechanizm blokujący:Asymetryczny skok gwintu (skok 0,25 mm na końcu nakrętki, 0,20 mm na końcu śruby) zapewnia samoblokujący moment obrotowy
2. Protokół testowy
●Odporność na wibracje:Badania elektrodynamiczne wibracyjne wg DIN 65151
●Moment obrotowy:Porównanie z normami ISO 7380-1 przy użyciu mierników momentu obrotowego (Mark-10 M3-200)
●Wydajność montażu:Instalacje czasowe wykonywane przez przeszkolonych techników (n=15) w 3 typach urządzeń
3. Benchmarking
W porównaniu do:
● Standardowe pary nakrętek/śrub M1 (DIN 934/DIN 931)
● Nakrętki z momentem dokręcającym (ISO 7040)
Wyniki i analiza
1. Wydajność wibracji
● Zintegrowana konstrukcja zapewnia 98% napięcia wstępnego w porównaniu z 67% w przypadku standardowych par
● Brak luzów obserwowanych przy częstotliwościach >200 Hz
2. Metryki montażu
● Średni czas montażu: 8,3 sekundy (w porównaniu z 21,8 sekundy w przypadku konwencjonalnych elementów złącznych)
● 100% skuteczność w scenariuszach montażu w ciemno (n=50 prób)
3. Właściwości mechaniczne
●Wytrzymałość na ścinanie:1,8 kN (w porównaniu z 1,5 kN w przypadku par konwencjonalnych)
●Możliwość ponownego wykorzystania:15 cykli montażowych bez pogorszenia wydajności
Dyskusja
1. Zalety projektu
● Eliminuje luźne nakrętki w środowiskach montażowych
● Asymetryczne gwintowanie zapobiega obrotowi w przeciwnym kierunku
● Kompatybilny ze standardowymi sterownikami M1 i automatycznymi podajnikami
2. Ograniczenia
● Wyższy koszt jednostkowy (+25% w porównaniu z parami konwencjonalnymi)
● Wymaga specjalnych narzędzi do wkładania w przypadku zastosowań o dużej objętości
3. Zastosowania przemysłowe
● Aparaty słuchowe i wszczepialne urządzenia medyczne
● Zespoły mikrodronów i systemy regulacji optycznej
Wniosek
Zintegrowana śruba dwustronna M1 skraca czas montażu i poprawia niezawodność systemów mikromechanicznych. Przyszłe prace rozwojowe będą koncentrować się na:
● Redukcja kosztów dzięki zastosowaniu technik kucia na zimno
● Rozszerzenie do wariantów rozmiaru M0.8 i M1.2
Czas publikacji: 10-10-2025
