Skip to main content

Оригінал: https://oscarliang.com/screws/

🫂Нижче вичитаний людьми машинний український переклад оригіналу. Для VictoryDrones переклад вичитали: Наталя М., Block(chain). Хочете покращити переклад чи знайшли помилку? — Лишіть коментар (Ctrl+Alt+M або «Меню» > «Вставка» > «Коментар»). Ми теж живі люди (як і ви) і робим помилки. Роботи їх, до речі, також роблять 😉

Які типи гвинтів слід використовувати в FPV-дронах: сталь, алюміній, титан

15 жовтня 2022 р

Гвинти FPV

Сталь, алюміній і титан є поширеними матеріалами, які використовуються для кріплень у FPV-дронах. Різниця у вазі між ними досить значна, що може мати помітний вплив на льотні характеристики. Не дарма сталь є найважчою, вона міцна та довговічна, але й вона має різні марки на вибір.

Деякі посилання на цій сторінці є партнерськими. Я [автор англомовної версії Оскар Ланг] отримую комісію (без додаткових витрат для вас), якщо ви робите покупку після натискання одного із цих партнерських посилань. Це допомагає підтримувати безкоштовний контент для спільноти на цьому веб-сайті. Будь ласка, прочитайте нашу Політику партнерських посилань для отримання додаткової інформації.

Зміст

Зміст 2

Гвинти з напівкруглою головкою і циліндричною головкою 3

Різниця у вазі 4

Відмінності у міцності 6

Марки сталі 6

Сорти нержавіючої сталі 8

Сорти алюмінієвих сплавів 8

Сорти титану 9

Рекомендація щодо кріплення дрона 9

Де купити? 12

Титан 12

Cталь 12

Нержавіюча сталь 12

TL;DR [прим. пер.: “too long; don’t read” — айтішний жарт, що приблизно означає «cтислий зміст наведеного нижче»]

  • Гвинти із шестигранним шліцом є найпоширенішим засобом кріплення для FPV-дронів (шукаєте шестигранні шуруповерти? перегляньте цю публікацію)

  • Використовуйте гвинти з циліндричною головкою для кріплення двигунів; Використовуйте гвинти з напівкруглою головкою на решті дрона, наприклад, рама, відсік для бортової електроніки, тощо.

  • Щоб було дешево і довговічно, використовуйте сталь; Для зменшення ваги використовуйте титан або, навіть, алюміній.

  • Сорт сплаву має значення, коли йдеться про довговічність.

Гвинти з напівкруглою головкою і циліндричною головкою​

Гвинти з циліндричною головкою зазвичай забезпечують більшу міцність на розрив, міцнішу межу піддатливості і більшу загальну міцність ніж еквівалентні розміри гвинтів з напівкруглою головкою. Але гвинти з напівкруглою головкою трохи легші, бо їхня головка має профіль нижчий за профіль циліндричної головки гвинта. Гвинти FPV Гвинти з циліндричною головкою використовуються там, де важлива максимальна міцність на розрив, наприклад, у двигунах де часто застосовують фіксатор різьблення.

Гвинти FPV

Гвинти з напівкруглою головкою допомагають зменшити вагу. Наприклад, на рамі та стекy FC/ESC [польотний контролер / електронний регулятор швидкості]. Через те що їхні головки мають нижчий профіль, вони не так врізаються у LiPo-батарею [літій-полімер] в разі аварії, на відміну від гвинтів із циліндричною головкою, коли ті застосовують на рамі із того боку де кріпиться батарея LiPo.

Гвинти FPV

Різниця у вазі​

Ось порівняння ваги гвинтів з алюмінію, титану, сталі та нержавiйки. Зважував на кухонних вагах, тому інформацiя приблизна.

Гвинти FPV

M3 6 мм:

  • Нейлон (з хрестоподобним шліцом) 0.07г

  • 7075 алюміній (напівкругла головка) 0,17г

  • 7075 алюміній (циліндрична головка) 0,24г

  • Титан GR2 (напівкругла головка) 0,26г

  • Нержавіюча сталь (напівкругла головка) 0,45г

  • *сталь **10.9 (*напівкругла головка) 0,49г

  • *сталь **12.9 (*напівкругла головка) 0,52г

  • *сталь **12.9 (*циліндрична головка) 0,66г

M3 8 мм:

  • Нейлон (з хрестоподобним шліцом) 0.09г

  • 7075 алюміній (напівкругла головка) 0,20г

  • Титан GR2 (напівкругла головка) 0,33г

  • Нержавіюча сталь (напівкругла головка) 0,50г

  • Сталь 12.9 (циліндрична головка) 0.74г

Відмінності у міцності​

Я загуглив ці цифри, але не можу перевірити, наскільки вони точні, бо це залежить від багатьох факторів.

  • Межа міцності на розтяг [Tensile Strength]: максимальне навантаження на розтяг (витягуюча ділянка), яке може витримати матеріал до розриву чи формування тріщини.

  • Межа піддатливості [Yield Strength]: показник того, як багато зусиль потрібно зробити, щоб кріпильний елемент деформувався на приблизно 0,2%.

Межа міцності на розривМежа піддатливості
Сталь 12.91200 МПа1080 МПа
Сталь 10.91000 МПа900 МПа
Нержавіюча сталь A2/A4, 80800 МПа600 МПа
Нержавіюча сталь A2/A4, 70700 МПа450 МПа
Титан клас 5950 МПа880 МПа
Титан клас 2344 МПа410 МПа
Титан клас 1345 МПа220 МПа
Алюміній 7075228 МПа103 МПа
Алюміній 6082130 МПа85 МПа
Алюміній 6063100 МПа50 МПа

Марки сталі​

Основні марки сталевих гвинта — 10.9 і 12.9. Ці номери є «класом властивостей» гвинта, і зазвичай вони застосовуються лише до звичайних гвинтів із шестигранним шліцoм з вуглецевої сталі.

Гвинти FPV

Перше число означає міцність гвинта на розтяг у мегапаскалях. Друге число означає «межа піддатливості» — тобто силу розтягування, яка спричинить постійну зміну форми (і мікроскопічної структури) гвинта.

Одним словом, більше число = міцніше кріплення.

Сталь марки 12.9 має 120% міцності на розрив відносно сталі марки 10.9. Гвинти 10.9 здаються трохи легшими за моїми підрахунками.

Гвинти FPV

Сорти нержавіючої сталі​

Загальні класи A2 і A4 зазвичай немагнітні. Швидке гуглення показує, що A4 має додаткову перевагу [прим. пер.: посилання додані при перекладі для кращого розуміння контексту читачем], оскільки він підходить для морських використань, має кращу стійкість до корозії, щоб протистояти впливу багатьох промислових хімікатів, розчинників і хлоридів. Але обидва класи мають однакову міцність і довговічність і однаково підходять FPV, тому купуйте те, що вам дешевше.

Іноді після A2/A4 стоїть число, напр. 70 або 80, що позначає мінімальну міцність на розрив, яку має відповідати матеріал.

Фахова порада: деякі кріпильні елементи із нержавіючої сталі не є магнітними. Перед покупкою перевірте чи це для вас важливо. Або просто купляйте сталеві.

Гвинти FPV

Сорти алюмінієвих сплавів​

У FPV використовуються два типи алюмінієвих сплавів: 7075 і 6082. Номер позначає різні серії марок алюмінієвих сплавів і хімічний склад.

У двох словах, 6082 має більшу пластичність і краще формується, тоді як 7075 більш жорсткий і краще витримує удари. 7075 більше підходить для нашої справи.

Сорти титану​

Основна відмінність між 2-м і 5-м класами полягає в міцності.

Кріпильна деталь із титану 5 приблизно в 2 рази міцніша за 2 клас, а міцність 5 класу становить 138 фунтів на квадратний дюйм [97 023.602 кг/м2] проти 50 фунтів на квадратний дюйм [35 153.479 кг / м2] у 2 класу. Через вміст сплаву клас 5 дорожчий за клас 2. Загалом, клас 2 використовується для захисту від корозії, а для кращої міцності рекомендуємо клас 5.

Порівняно з класом 2, клас 1 трохи слабший, має нижчу міцність на розтяг, але це один із найм’якших сортів титану, завдяки чому він добре формується. Клас 1 широко використовується там, де необхідний високий рівень формоздатності та зварюваності.

Рекомендація щодо кріплення дрона​

Хоча нейлонові гвинти найлегші, я б уникав їх використання, бo вони легко ламаються під час аварії. Для максимальної міцності та довговічності використовуйте сталь або титан. Однак титанові гвинти зазвичай у 5-10 разів дорожчі за сталеві, хоч і економлять 50% ваги.

На 5-дюймовому FPV-дроні всі сталеві гвинти важили б приблизно 21,5 г (мої приблизні підрахунки: стек 6 г, двигуни 6,5 г, рама 9 г). Якби ми замінили їх усіма титановими гвинтами, ми могли б заощадити близько 10-11 г. Це може здатися багато, але це лише 1,8% від загальної ваги 5-дюймового FPV-дронa. 3агальна вага зазвичай перевищує 600 г.

Доплачувати 20-30 доларів США за титанові гвинти і економити менш ніж 2% ваги може бути нерозумним для більшості людей. Особисто я не думаю, що воно того варте для типової конструкції дрона. Але для завзятих пілотів, таких як гонщики та преміум-фристайлісти, що намагаються досягти якомога більшої продуктивності, титанові гвинти є чудовим варіантом.

Загалом, я уникаю використання алюмінієвих кріпильних елементів, оскільки вони надто легко пошкоджуються, і коли це стається, їх важко відкрутити. Однак, з метою максимальної економії ваги (наприклад, у гоночних дронах), я б використовував алюмінієві гвинти по всій рамі, де міцність не має значення. За такого підходу можна потенційно зекономити до 67% ваги порівняно зі сталевими гвинтами. Проте, я ніколи не використовував би алюмінієві болти для кріплення двигунів, оскільки після застосування фіксатора різьби їх дуже легко пошкодити, коли відкручуєш. Але, використовуючи алюмінієві гвинти для рами та стекy, i титанові гвинти для двигунів, можна потенційно зекономити (приблизно) 13.3 грами на 5-дюймовому дроні!

Болти із циліндричною головкою трохи важчі, але, з мого досвіду, менше пошкоджуються. Як правило, використовую циліндричні головки на двигунах (бo зазвичай наношу фіксатор різьблення на ці гвинти, і для їхнього відкручування потрібно більше зусиль), для решти кріплень зазвичай використовую напівкруглу головку, і це дає істотну економію ваги.

Щоб гвинти не торкалися обмотки двигуна, виберіть довжину гвинта на основі товщини проміня та основи двигуна. Довжина гвинта, що на 2 мм більша за товщину проміня зазвичай добре працює. Hаприклад Гвинти 8 мм для проміня 6 мм.

Гвинти FPV

Щоб заощадити вагу, зазвичай використовують лише 3 або навіть 2 гвинти для кріплення двигунів, але пам’ятайте, що це не так надійно, як використання всіх чотирьох гвинтів.

Гвинти FPV

Фахова порада: вам не завжди потрібно використовувати металеві кріпильні елементи. У деяких випадках ви можете використовувати пластикові стяжки (зип-стрічки), наприклад, для фіксації VTX [відеопередавачa] або Vista. Вони набагато легші і достатньо надійні, підходять для елементів, які не піддаються вібрації, на відміну від польотного контролера.

Де купити?​

Усі ці посилання є партнерськими, без додаткових витрат для вас. Але коли ви робите покупку за цими посиланнями, я отримую невелику комісію, яка допоможе розвивати цей блог.

Титан​

Cталь​

Нержавіюча сталь​