www..com

دانستنی ها

پیچ چیست؟

پیچ در واقع سطح شیبداری است که یک محور یا یک استوانه را دور می زند.

یكي از روشهـاي عمده اتصالات و خصوصاً اتــصالات مكانيكي استفــاده از پيچ و مهـــره است.

پیچ معمولا در اتصالاتی استفاده می شود که نیاز به باز و بسته شدن داشته باشد و یا دارای لرزه هایی است که باید بعد از مدتی دوباره تنظیم یا محکم شود برخلاف چسب یا جوش که یک اتصال دائمی هستند.

واژه( Bolt) واژه اي عام است كه درمورد همه اتصال دهنده هاي رزوه دار نظير پيچهاي دو سر رزوه بدون گل يا تمام رزوه ( Stud Bolt) و نيز پيچهاي خودكار ( Machine Screws ) اطلاق مي گردد. مباحث گوناگوني در ارتباط با پيچ و مهره ها نظير مواد و آلياژ هاي مصرفي ، ابعاد دلخواه ،آناليز شيميايي و خواص مكانيكي و فيزيكي ، طراحي و هندسه ، تعاريف تخصصي ، روش توليد ، طبقه بندي پيچها ، بازرسي و كنترل كيفيت ، كاربردها ، پوشش و رنگ ، انواع پيچ و مهره ، نشانه گذاري ، عيوب احتمالي ، طريقه استفاده و اعمال گشتاور، استانداردهاي مرتبط ، خوردگي ،انواع شكست، عمليات حرارتي ، نمونه برداري و مستند سازي وجود دارد. دراستـــاندارد ISO 1891 تعـاريف و واژه هاي مربوط به پيچ و مهره ها ذكر شده است.

 

متریال:

در پیچ های فلزی از فولاد کربن پایین , کربن متوسط و کربن بالا استفاده میکنند.

یکی از مهمترین نکاتی که در تولید پیچ و مهره باید به آن توجه داشت نوع جنس و مواد اولیه است که در کیفیت محصول و قیمت تمام شده آن تاثیر زیادی دارد .نوع مفتول فولادی که در تولید پیچ و مهره ها استفاده می شود باید قابلیت فرم پذیری سرد (ColdHeadingQuality (CHQ باشند.

این نوع فولاد معمولا از فولاد های ساختمان و معمولی گرانتر می باشد . در این نوع فولاد سعی می شود حبابهای ریز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت یکنواخت و همگن تر باشد تا در هنگام تولید ایجاد ترک نشود.

نکته : این نوع از پیچ ها بعد از تولید مورد عملیات حرارتی قرار گرفته تا میزان مقاومتشان تقویت گردد.

 

فولاد های کربن پایین:

پیچ های تولید شده از این فولاد معمولا در صنایعی استفاده می شود که فشار بالایی چه از لحاظ دما , کشش و نیرو بر روی آن نباشد مانند صنایع برق و مخابرات و صنایع پایین دستی .به این پیچ ها , پیچ آهنی می گویند.

 

فولاد های کربن متوسط:

پیچ های تولید شده از این فولاد به علت استحکام بالا دزر صنایع پل سازی , استراکچر سازی , نفت و صنایع حساس استفاده می شوند . این نوع از پیچ ها , پیچ فولادی یا خشکه خطاب می شوند.

 

فولاد های کربن بالا (زنگ نزن):

پیچ های تولید شده از این فولاد به علت مقاومت بسیار بالا در زمینه های مختلف در صنایع دریایی , صنایع غذایی ومکانهای بسیار مرطوب استفاده می شوند.

نکته: به علت هزینه بسیار بالای این محصولات از مشابه فولادی با پوشش های مختلف در صورت امکان استفاده می شود.

استفاده از فلز های آلمینیوم , مس و برنج نیز معمول می باشد.

 

فورج: فورج پيچ و مهره به دو روش سرد و گرم انجام مي گيرد.

در روش فورج گــرم بعــد از حــرارت دهــي سـر قطـعه در دمـاي بــالا (850-1200) توسط دستگاه پرس شكل سر پيچ ايجاد مي شود.

در روش فورج سرد يا اكستروژن بدون استفاده از حرارت و توسط دستگاه قالب زني ، پيچ در طي چند مرحله ولي بسيار سريع تغيير مقطع داده و بصورت آماده استفاده (رزوه شده) از دستگاه خارج مي گردد.

مواد اوليه اي كه معمولا در ساخت پيچها استفاده مي شود به همراه آناليز شيميايي و استحكام نهايي آنها در جدول زير آمده است.

 


ملاحظات 

استحكام

نهايي

N/mm2

Ni

Mo

Cr

Mn

Si

C

معادل 

شماره جهاني متريال 

پيچ به روش فورج سرد          (اكستروژن ) 

550-700

- 

- 

- 

0.4-1.1

0.1-0.4

0.18-0.24

CK22 

B2110

1.1151

پيچهاي با استحكام بالا 

630-790

- 

- 

- 

0.5-0.8

0.1-0.4 

0.32-0.4

CK35

1.1181

پيچهاي با استحكام بالا 

700-820

-

- 

- 

0.5-0.8

0.1-0.4 

0.42-0.5

CK45

1.1191 

پيچهاي ضد زنگ 

800> 

- 

- 

12-14

<1

<1

0.35-0.42

X40Cr13

1.4301

پيچهاي ضد زنگ 

500-700

11-13

- 

17-19

0.5-0.8

<1

<0.07

X5CrNi1911

1.4303

پيچهاي مقاوم در برابر خراش 

950-1150

0.3-0.8

0.1-0.5

10-12

0.3-0.8

0.1-0.5

0.16-0.22

X19CrMovNbN111

1.4913

پيچهاي مقاوم در   حرارت هاي بالا 

950-1200

24-27

1-15

14-16

1-2

<1

<0.08

X5NiCrTi2615

1.4980

پيچهاي مقاوم تا550 درجه سانتي گراد 

700-830

0.1-0.3

0.8-1

0.2-0.4

0.5-0.8

0.15-0.35

0.14-0.22

17Mov84

1.5406

قابليت بالاي عمليات حرارتي 

980-1180

1.25-1.75

- 

0.3-0.7

0.4-0.8

0.15-0.35

0.32-0.4

36NiCr6

1.5710

پيچهاي با استحكام بالا 

930-1130

- 

- 

- 

0.9-1.2

0.7-0.9

0.34-0.4

38MnSi4

1.5120

پيچهاي  استحكام  بسيار بالا از فولاد سختي سطحي شونده 

900-1300

0.4-0.7

0.15-0.25

0.4-0.7

0.65-0.95

<0.4

0.17-0.23

21NiCrM02

1.6523

پيچهاي انتقال نيرو ضد زنگ 

1000-1100

3-5

-

15-18

1

1

<0.7

X5CrNiCuNb174

1.4542

پيچهاي مقاوم در دماي پايين سرداكستروژن 

1100-1300

- 

0.15-0.3

0.9-1.2

0.6-0.9

<0.4

0.38-0.45

42CrM04

1.7225

پيچهاي كم كربن مقاوم به حرارت

600-700 

<0.6

0.2-0.35

0.9-1.2

0.5-0.8

<0.4

0.2-0.3

42CrM05

1.7258

فولاد هاي سختي سطحي شونده 

800-1200

- 

0.4-0.5

0.3-0.6

0.7-1

<0.4

0.17-0.22

20MoCrS 4

1.7323

فولاد هاي ساختماني مقاوم به حرارت 

850-1000

- 

0.6-0.75

0.9-1.2

0.35-0.85

0.15-0.35

0.36-0.44

40CrMoV4 7

1.7711

پيچهاي مقاوم تا 550 درجه سانتيگراد 

700-820

<0.6

0.5-0.6

1.2-1.5

0.3-0.6

0.15-0.35

0.2-0.28

24CrMoV5 5

1.7733

پيچهاي استحكام بالا با قابليت عمليات حرارتي 

1100-1400

- 

0.15-0.25

2.3-2.7

0.4-0.7

<0.4

0.26-0.34

30CrMoV9

1.7707

فولاد هاي ساختماني مقاوم به حرارت 

700-820

<0.6

1-1.2

1.2-1.5

0.3-0.6

0.3-0.6

0.17-0.25

21CrMoV5 11

1.8070

 

 

شکل ظاهری:

پیچ ها از لحاض ظاهری به دو دسته تقسیم می شوند.

1-پیچ های خودکار: پیچ های خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثایت شدن در قطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارد و درون کار فرو می رود و نوک آن معمولا مانند میخ تیز می باشد , در مواردی می تواند قطعه را سوراخ کند. مانند پیچ سر مته ای و پیچ چوب.


01 02 03

2-پیچ های غیر خودکار: این نوع پیچ ها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یا قطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد , معروفترین آن را می توان پیچ شش گوش را ذکر کرد همچنین پیچ اتاقی , پیچ جوشی , پیچ استوانه , پیچ آلن واستاد بولت و ...


04 05 06
07
08
09
نمونه های گل پیچ را در زیر می توانید مشاهده کنید.
چهارسو:
Frearson Philips SupaDriv Pozidriv Torg-Set
1011 12 13 14
دوسو:
Solt Flat Spanner Head (Snake eye)
11 161718

سه پر (سه سو):

Tri-Wing
1920

ستاره ای (چند پر):

Tripl Square Trox Double Hex Bristol Security Trox   Polydriv
21 22 23 24 25 26 27

آلن (شش گوش):

Hex Socket
28

شش گوش – چهار گوش:

Hex Square
29 30


عدسی نیم گرد (قابلمه ای) خزینه ای استوانه ای شش گوش
31


آلن امنیتی چشم ماری ستاره ای امنیتی سه پر
32

 

      دوسو   
   چهارسو 
   چهارسو 
   چهارسو 
   چهارسو   
آلن شش گوش آلن چهار گوش
33
قفلی (یکبار مصرف, آچار آن به دلیل زاویه ای که دارد فقط می تواند ببندد و قادر به باز کردن نمی باشد)
One-Way
3435

نکته: پیچ و مهره قفلی نیز در ایران توسط مبتکر ایرانی جناب آقای مهندس حسن زارع زاده ابداع و به نام ایشان ثبت گردیده است.

36
پیچ و مهره قفلی مذکور در استان خراسان و در اداره توزیع برق استان به ثبت رسیده است .این نوع پیچ و مهره از دزدی آن جلوگیری می نماید و برای باز شدن تنها باید بریده شود.

پوشش:
همانگونه که در گذشته توضیح دادیم برای استفاده از پیچ و مهره های آهنی و فولادی در محیط های مرطوب و صنایع دریایی از پوشش های مختلف استفاده می شود که به اختصار هر کدام را توضیح می دهیم.
 
فسفات و کرومات:
این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند. 
این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تخلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

اکسید فلزات:
اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد.
همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

گالوانیزه گرم مذابی (HotDipGalvanaized):
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین100 الی 200 درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتیگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می‌شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می‌باشد.
این روش گالوانیزه کردن بوسیله غوطه ور نمودن فلز در حمام روی مذاب در دمای 420-450 C انجام می شودو پس از خارج نمودن نمونه از حمام , روی نخست با اکسیژن و سپس با کربن واکنش داده و لایه مقاوم به خوردگی (ZnCo3) را ایجاد می کند . این روش برای جلوگیری از زنگ زدگی استفاده می شود .
این نوع گالوانیزه باعث پیوند روی و اهن می شود و این پوشش قابلیت پذیرش جوش دارد و برای کار در دمای بالا (تا 200C ) مناسب می باشد .گاهی به حمام روی سرب افزوده می شود که هدف از این کار افزایش سیالیت روی است . این امر باعث کاهش مصرف روی و قابل بازیافت بودن سرباره می شود.

گالوانیزه الکتریکی ( سفید , زرد , هفت رنگ و سبز ) (zinc plated):
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
1- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
2- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
3-این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.

نیکل کروم:
( نیکل سفید شبیه به نقره متمایل به زرد / کروم سفید شبیه به نقره متمایل به آبی)
در این روش ابتدا نمونه با نیکل آبدهی می شود
(نیکل رسانا بوده خاصیت مغناطیسی دارد, زنگ نمی زند و جوش می پذیرد )
بعد از آن با کروم به منظور ایجاد سطحی صیقلی , خوب و مقاوم در برابر خوردگی ایجاد می شود
(کروم زنگ نمیزند , جوش و نقاشی نمی پذیرد و در برابر اسید های هالوژن دار تاثیر می پذیرد اما در برابر گازها ,محلول های قلیایی و نمکی مقاوم است).
 
تفلن (P.T.F.E):
پوشش P.T.F.T در رنگ های مختلف مانند سبز, آبی, زرد ,مشکی, توسی و ...... می باشد.
این پوشش در برابر خوردگی و سایش مقاومت دارد . این پوشش توانایی تحمل دمای 200 تا 350 C
رادارد.ضمنا پوشش تفلن عایق الکتریکی و ضد آب بوده و در برابر اسید, باز و نمک ایستایی دارد .
گروه دیگری از پوشش ها هستند که مورد استفاده در صنایع قید و بستی نمی باشند و از توضیح آن پرهیز می نماییم. مانند پوشش طلا , نقره , پلاتین و ...
 
توليد رزوه:
با 2 روش مي توان رزوه ها را توليد نمود :
الف) ماشينكاري (حدیده)
در اين روش توسط تراشكاري رزوه هايي را بر روي ميل گرد ايجاد مي كنيم. قطر خارجي رزوه هاي توليد شده به اين روش برابر با قطر ساق پيچ است.
ب) نورد ( رولینگ ) (مالشی)
در اين روش بجاي تراش و حذف قسمتهايي از ميل گرد اوليه ، توسط فرآيند اكستروژن رزوه ها را ايجاد مي كنيم . مقطع پيچ قبل از رزوه شدن داراي 2 قطر متفاوت مي باشد، قسمتي كه قرار است رزوه شود داراي قطري كمتر بوده كه پس از رزوه بواسطه انبساط شعاعي و داراي قطري برابر ساق (Shank ) مي گردد.
ضعيف ترين منطقه رزوه نسبت به نيروهاي مكانيكي قطر كوچك ( Minor) است و چون اين مقدار در هر دو روش توليد برابر است بنابراين از لحاظ مقاومت يكسانند، از طرفي كار سرد بر روي آلياژ پيچ در روش نورد موجب افزايش فشردگي و استحكام رزوه ها مي گردد.
در اين روش بعد از عمليات رزوه زني ،پيچهاي با گريد 8.8 و بالاتر جهت افزايش استحكام و سختي مورد عمليات حرارتي سختكاري (700-900) قرار گرفته آستنيتي مي شود (10 دقيقه به ازاي هر10 ميليمتر ضخامت ) و سپس در روغن كوئنچ شده و پس از آن جهت بازگشت خواص ضربه پذيري و جلوگيري از تردي در دماي 400 تا 600 تمپر مي گردد.
هنگام عمليات حرارتي Quench-Tempering به منظور جلوگيري از كربوره شدن بيش از حد يا دكربوره شدن ، دماي كوره ميبايست خنثي بوده و تحت كنترل باشد.
عمليات حرارتي در كنار مواد اوليه و فرايند توليد از اركان توليد پيچ و مهره محسوب مي شود.


                                                                                                                     گرد آوری مطالب :  مهندس علی حکمت
 

فهرست