گرید پیچ و مهره
گرید پیچ و مهره ها چه هستند؟ اینها اجزایی هستند که به آنها اتصالات نیز گفته می شود و برای محکم نگه داشتن دو جسم در کنار هم استفاده می شود. هنگام انتخاب پیچ مناسب برای یک پروژه، موارد خاصی وجود دارد که بسیار مهم است. این عوامل عبارتند از شکل، اندازه، طول، جنس، پوشش، کلاس های تناسب و درجه همه این عوامل به طور گسترده مورد بحث قرار گرفته اند. درجه پیچ یکی از عوامل مهمی است که اغلب نادیده گرفته می شود. گرید چیست؟ چه چیزی این فاکتور را در انتخاب پیچ مناسب بسیار مهم می کند؟ برای یافتن پاسخ این سوال مطالب زیر را بخوانید.
شماره‌گذاری گرید پیچ و مهره
درجات مختلف پیچ چیست؟ انواع مختلفی از گریدهای پیچ وجود دارد که برای طیف متنوعی از کاربردها و محیط ها مناسب هستند.بیایید نگاهی به هر درجه و ویژگی های آن بیندازیم:
گرید 2: پیچ های درجه 2 معمولاً از فولاد کربن کم یا متوسط ساخته می شوند. پیچ های این درجه هیچ خط شعاعی ندارند. پیچ و مهره های این درجه با محدوده اندازه اسمی از 1/4 اینچ تا 3/4 اینچ دارای حداقل استحکام کششی حدود 57000 psi و مقاومت سایزهای 3/4 اینچ تا 1/2 اینچ 36000 psi هستند.
گرید 5: برخلاف پیچ و مهره های درجه 2، پیچ های درجه 5 دارای 5 خط شعاعی هستند. این پیچ ها از فولاد کربن متوسط ساخته می شوند. این پیچ و مهره ها در دو محدوده اندازه مختلف 1/4 اینچ تا 1 اینچ و 1 اینچ تا 1 1/2 اینچ هستند که به ترتیب دارای بار اثبات 85000 psi و 74000 psi هستند.
گرید 8: پیچ و مهره های درجه 8 از فولاد آلیاژی کربن متوسط ساخته شده اند. پیچ های این گرید دارای 6 خط شعاعی هستند. اندازه اسمی پیچ های درجه 8 می تواند از 1/4 اینچ تا 1 1/2 اینچ باشد. حداقل استحکام این پیچ گرید 130000 psi است. حداکثر 120000 psi نیروی کششی (بار اثبات) می تواند برای پیچ و مهره های درجه 8 اعمال شود.
پیچ های گرید S : پیچ های گرید S توانایی تحمل 45 تا 49.9 تن تنش در هر 6.45 سانتی متر مکعب را دارند. پیچ و مهره های این گرید پیچ های سنگینی هستند که محکم و بادوام هستند و از این رو در انواع کاربردهای سنگین استفاده می شوند.
گریدهای دیگر برای پیچ و مهره ها
به غیر از مواردی که در بالا توضیح داده شد، درجات مختلفی از پیچ‌ها وجود دارد که شامل گرید R، متریک 8.8، متریک 10.9، و غیره می‌شود. داشتن درک خوب از این گرید پیچ و مهره در انتخاب نوع مناسب پیچ برای یک کاربرد بسیار کمک می‌کند. با این حال، اگر به دنبال محصولات با کیفیت خوب برای کاربردهای مختلف هستید، تامین کننده ای که پیچ ها را از او خریداری می کنید نیز مهم است. تعداد کمی از شرکت ها مانند قطعات ماشین پیچ نوروود وجود دارند که نزدیک به 60 سال است، پیچ و مهره های با کیفیت را برای طیف وسیعی از کاربردها و صنایع عرضه می کنند.
هرچه استحکام کششی فولاد بیشتر باشد، پیچ می تواند گشتاور بیشتری داشته باشد و اتصال پیچ محکم تر خواهد بود. استانداردها برای درجه های استحکام پیچ بر اساس سیستم ابداع شده توسط انجمن مهندسین خودرو تنظیم می شوند. این سیستم علامت گذاری از خط تیره های برجسته روی سر پیچ برای نشان دادن قدرت استفاده می کند. سایر سیستم ها از اعداد برجسته روی سر پیچ برای نشان دادن گرید پیچ و مهره استفاده می کنند.
استاندارد علامت گذاری SAE با درجه 2 شروع می شود که با سر پیچ و بدون هیچ علامتی مشخص می شود. یک پیچ درجه 2 ساخته شده از فولاد کم کربن دارای استحکام کششی 64000 پوند بر اینچ مربع یا کمتر است. یک سر پیچ با سه خط تیره برجسته در یک الگوی شعاعی، یک پیچ SAE درجه 5 از فولاد کربن متوسط را با مقاومت کششی حداقل 105000 پوند بر اینچ مربع نشان می دهد. قوی ترین پیچ با کیفیت تجاری درجه 8 است که با شش خط تیره برجسته مشخص می شود. فولاد آلیاژی با کربن متوسط آن برای دستیابی به استحکام کششی 150000 psi خاموش و گرم شده است.
درجه استحکام پیچ متریک
درجه استحکام پیچ متریک، که به عنوان کلاس ویژگی آن شناخته می شود، از دو عدد تشکیل شده است که با یک نقطه از هم جدا شده اند. طبق قوانین تعیین شده توسط سازمان استاندارد بین المللی، طبقه بندی مهره ها با اعداد برجسته یا فشرده در بالا یا کنار سر پیچ بیان می شود. عدد اول نشان دهنده بار بر حسب مگا پاسکال، واحد پاسکال اندازه گیری تنش داخلی است که برای شکستن پیچ لازم است. عدد دوم نشان دهنده نسبت بین بار شکست و بار خمشی است.
عدد بالاتر یعنی قوی تر: هرچه اعداد ISO بالاتر باشد، پیچ قوی تر است. پیچ متریک تعیین شده به عنوان کلاس ISO 6.8 تقریباً از نظر استحکام با پیچ SAE درجه 2 مطابقت دارد. پیچ های کلاس ISO 8.8 و کلاس کمی قوی تر 9.8 تقریباً با یک پیچ SAE درجه 5 مطابقت دارند. یک پیچ کلاس ISO 10.9 تقریباً با پیچ SAE درجه 8 مطابقت دارد.
یکی دیگر از سیستم های پرکاربرد درجه های استحکام پیچ از ASTM International، که قبلاً جزو انجمن آمریکا بود، می آید. درجه استحکام آن با حرف A به اضافه سه عدد که روی سر پیچ مهر شده است نشان داده می شود. درجات متداول ASTM شامل A307 است که تقریباً با درجه 2 SAE مطابقت دارد. یک پیچ ASTM A325 تقریباً از نظر استحکام با درجه SAE 5 و یک پیچ A490 از نظر استحکام تقریباً برابر با درجه SAE 8 است.
مقایسه پیچ و مهره براساس گرید
بسیار دیده ایم که اتصالات موقت دستگاه به راحتی باز می شود یا بست ها منجر به سایش و خم شدن روی سطح می شوند و یا در مکان های تهاجمی شاهد زنگ زدگی و فرسایش اولیه پیچ ها هستیم که همگی ناشی از انتخاب اشتباه است. هر یک از این محصولات به ظاهر ساده برای یک برنامه خاص بهینه شده و طراحی شده اند که می توانیم در مدت زمان کوتاهی با انواع آنها آشنا شویم.
پیچ ها بر اساس مقاومت کششی و تنش مکانیکی که تحمل می کنند طبقه بندی می شوند. از نظر اعداد، عدد بالاتر نشان دهنده نتیجه قوی تر است.
انواع پیچ و خواص آنها: درجه 2: این نوع پیچ از فولاد کم یا کربن متوسط ساخته شده و به همین دلیل استحکام کششی کمی دارد. درجه 5: کمی بالاتر از مقیاس درجه یک نوع دیگری از پیچ ها هستند که از فولاد کربن متوسط استفاده می کند که در آن آلیاژ نرم و سخت می شود. در مقایسه با پیچ های کلاس 2 ظرفیت نگهداری بهتری دارند. درجه 8: پیچ ها و مهره های درجه 8 ساخته شده از فولاد آلیاژی کربنی، بارهای سنگین را تحمل می کنند و برای تحمل بارهای بالاتر طراحی شده اند. درجه S: بست های ساخته شده با گرید S می توانند وزن بیشتری داشته باشند و استحکام بیشتری داشته باشند. پیچ و مهره های درجه S در تعداد زیادی از کاربردها که نیاز به بارهای بیشتر دارند استفاده می شود.
یکی از روش های اتصال غیر دائمی که سالهاست در خانه و صنعت مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از انواع پیچ و مهره است. برای اتصال محکم دو قطعه بدون اینکه به راحتی باز شوند و باعث از بین رفتن طرح شوند، باید از پیچ و مهره مناسب استفاده کنیم.
گرید پیچ و مهره ها چه تاثیری بر کاربرد آنها دارد؟
بسته به نوع استفاده، پیچ ها معمولاً از چدن کم کربن گریدپیچ و مهره 4.6 و 5.6، چدن خشک پرکربن 8.8 و بالاتر، فولاد و تیتانیوم ساخته می شوند. هر کدام از این مواد اولیه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که ویژگی های منحصر به فردی را برای استفاده خاص به پیچ می دهد. به طور کلی پیچ های فولادی و گالوانیزه به دلیل مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی و خوردگی بهترین انتخاب برای محیط های مرطوب یا صنعتی و همچنین محیط های اسیدی و خورنده هستند.
گرید پیچ و مهره عامل مهمی در تعیین میزان سختی، تنش کششی، تنش برشی، پیچش و خواص فیزیکی و ذاتی پیچ است و در واقع آنچه در دستورالعمل های مهندسی برای انتخاب پیچ و مهره مشخص شده است. به طور کلی بیشتر، مشخصات ابعادی مهره ها و پیچ ها و برای این کلاس یا گرید هستند. کلاس پیچ و مهره با دو عدد نشان داده شده و مطابق با سیستم استانداردهای بین المللی است. عدد اول ضرب در 10 به معنای مقدار بار کششی بر حسب کیلوگرم است که یک میلی متر مربع از سطح مقطع پیچ می تواند تحمل کند. عدد دوم ضربدر 100 درصدی از بار اولیه است که پیچ می تواند بدون تغییر شکل در هنگام کشش تحمل کند.
ستون های کلاس 5.6 که به نام چدن نیز شناخته می شوند و همراه با مهره های کلاس 5 در دستگاه های استاندارد DIN مطابق با DIN931 به صورت نیم و DIN933 به عنوان ابزار کامل ساخته می شوند. این دسته از پیچ و مهره ها نسبت به کلاس های بالاتر کربن کمتری در ساختار رزوه دارند، از نظر انعطاف پذیری بهتر هستند، اما دوام کمتری دارند. هر میلی متر مربع از سطح مقطع این پیچ قابلیت حمل بار 50 کیلوگرمی را دارد و می تواند تا 60 بار را بدون تغییر شکل حمل کند.
مطلب مرتبط: معرفی استانداردهای مرسوم پیچ و مهره
جنس پیچ ها می تواند از چه آلیاژهایی باشد؟
از پیچ و مهره برای ایجاد اتصالات در نقاط مختلف و در اجسام مختلف استفاده می شود که بیشترین کاربرد آن در قطعات صنعتی است. پیچ ها عمدتاً در اتصالاتی استفاده می شوند که نیاز به باز و بسته شدن دارند و نیازی به بسته شدن دائمی ندارند. معمولاً برای اتصالات دائمی بدون نیاز به باز و بسته شدن از جوش استفاده می شود. شیار بین سر و انتهای پیچ را رزوه می گویند، تمام مخروط ها به دو نوع کامل و نیمه تقسیم می شوند. برخی از پیچ‌ها و مهره‌ها برای اتصال خود به یک سوراخ از پیش سوراخ‌شده نیاز دارند، مانند پیچ‌های 6 گوشه که اغلب با مهره‌ها و واشرها استفاده می‌شوند. در این میان انواع دیگری از پیچ و مهره ها وجود دارند که نیازی به سوراخ های یدکی و از پیش تعیین شده ندارند. آنها با سر مته مانند هدایت می شوند و نیازی به مهره ندارند. این انواع به عنوان پیچ های خودکار و مته ها شناخته می شوند.
روش های مختلفی مانند چسب، میخ، پرچ، بست، پیچ و مهره، جوشکاری و … در صنایع مختلف برای اتصال قطعات استفاده می شود که هر کدام در صنایع مختلف کاربرد بیشتری دارند و مزایا و معایب خاص خود را دارند. آنچه مشخص است صنعت فلزات گسترده ترین نوع صنعت هستند و اتصالات در این صنعت چیزی فراتر از اتصالات جوشی و پیچی است. پیچ و مهره ها پرمصرف ترین انواع اتصالات در صنعت فلز هستند زیرا قابل تعویض هستند و اهمیت بیشتری دارند زیرا می توان آنها را از درجه بالاتر از درجه دو تکه متصل کرد. استاد بولت و پیچ های شش گوش در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، البته اغلب به عنوان پیچ و مهره اصلی، ساخت و ساز سوله، صنعت آبرسانی و فاضلاب، ساخت پل و سد می باشد. موارد فوق فقط استفاده از پیچ های شش گوش آلن می باشد و انواع دیگر پیچ ها در صنایع دیگر کاربرد فراوانی دارند.
