חישוב זווית המעלה בתבריגים: המדריך השלם לאנשי תעשייה והנדסה

מהי זווית המעלה בתבריג?

זווית המעלה, המסומנת לרוב באות היוונית β, היא הזווית שנוצרת בין ההברגה לבין המישור האופקי של הבורג. במילים אחרות, זו הזווית שמראה כמה התבריג "מטפס" אנכית בכל סיבוב שלם.

מדוע היא חשובה?
1. יעילות בהידוק: זווית מעלה גדולה מדי תפחית את יעילות ההידוק ותחייב מומנט (Torque) גדול יותר.
2. עומס וחיכוך: זווית המעלה קשורה לכוחות החיכוך והעומס הכולל על התבריג.
3. חוזק ותפקוד מכני: תכנון לא נכון של זווית המעלה עלול לפגוע בחוזק המנגנון כולו.

נוסחת החישוב: Tgβ = P / (π · De)

על מנת לחשב את זווית המעלה בתבריג, נשתמש בנוסחה הבאה: tan(β)=π⋅DeP

P (פסיעת תבריג): המרחק בין שיא אחד בשן התבריג לשיא הבא (Pitch).
De (קוטר אפקטיבי): הקוטר האפקטיבי של התבריג (Effective Diameter), לרוב מוגדר כקוטר הממוצע בין עומק השן לקצה החיצוני של התבריג.

לאחר שמציבים את ערכי P ו־De בנוסחה,

מפעילים פונקציית טנגנס הפוך (arctan) כדי לקבל את β (זווית המעלה עצמה).

כיצד משפיעה זווית המעלה על תכן הברגים?

בחירת כמות הסיבובים הנדרשת להידוק:
כאשר זווית המעלה נמוכה, נדרש מספר רב יותר של סיבובים כדי להגיע להידוק מלא.
התאמת מומנט הידוק (Torque):
זווית מעלה גדולה יותר דורשת מומנט גדול יותר כדי לנצח את הכוחות הצידיים והחיכוך.
אופי השימוש:
- תבריגים בעלי זווית מעלה קטנה: מתאימים ליישומים הדורשים חוזק גבוה והידוק אמין לאורך זמן (כמו מערכות מכניות בהן לא רוצים רפיון).
- תבריגים בעלי זווית מעלה גדולה: מתאימים ליישומים בהם יש צורך בהשחלה מהירה או בפתיחת הברגה מהירה (כמו בורגי כוונון וכדומה).

טיפים ליישום מעשי

קחו בחשבון את חומר הבורג והאום: חומרים שונים עשויים להשפיע על החיכוך הפנימי.
בידקו את תדרי הרעידות (ויברציות): רעד או תנודות עלולים לגרום להרפיית התבריג כאשר זווית המעלה גדולה מדי או בלחצים גבוהים.
תיעוד וחישוב מראש: לפני בחירת סוג בורג או עיצוב תבריג, השתמשו בנתוני האפיון (P ו־De) וחישבו את זווית המעלה הנדרשת.

לסיכום, זווית המעלה בתבריגים (β) היא נתון מרכזי בתכנון מערכות הברגה והידוק.

היכרות מעמיקה עם הגדרות הנוסחה מאפשר התאמה נכונה של התבריג למשימה, תוך מקסום יעילות ההידוק ושמירה עליהם.