اختصاصی ساختمان آنلاین: برای اتصال قطعات در صنایع مختلف از روش‌های متفاوتی مانند چسب، میخ، پرچ، بست، جوش، پیچ و مهره و … استفاده می‌شود که اتصال پیچ و مهره‌ای جزء پرکاربردترین موارد در صنعت فلزات است و همچنین در صنایع دیگری مانند صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، سد سازی و … نیز جزو پرکاربردترین اتصالات است.
پیچ و مهره چیست و چه کاربرد‌هایی دارد؟
پیچ ابزاری میله‌ای شکل و از جنس فلز است که سر آن انواع مختلفی از جمله سر شش گوش، آلن، هرز گرد، سر مته‌ای، اتاقی، استوانه‌ای، سر خزینه، خروسکی، چوب و … دارد و همچنین دارای اشکال گوناگون و شیار‌های دورانی شکل منظم است و درکل در صنعت میتوان آن را به هر شکل و فرمی در آورد. مهره هم ابزاری است فلزی- حلقوی و دارای اشکال هندسی با شیار‌های دورانی منظم که همراه با پیچ برای اتصالات در امور مختلف به هم چفت می‌شوند. پیچ و مهره برای اتصال قطعات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و بیشترین زمینه کاربرد آن نیز در زمینه‌ی صنعت است. استفاده از پیچ و مهره بیشتر برای مواردی استفاده می‌شود که در آینده بتوان در صورت لزوم آن قطعات را جداسازی کرد.
تاریخچه پیچ و مهره
در حالی که بعضی بر این باورند که تاریخچه پیچ و مهره به حدود ۷۴۵-۶۸۱ سال قبل از میلاد برمیگردد و مخترع آن را ارشمیدس می‌دانند؛ اما بعضی دیگر برادران وایت را در سال ۱۷۶۰ مسئول به ثبت رساندن دستگاه پیچ و مهره (دستگاه تولید پیچ اولیه و ابتدایی) می‌شناسند. این پیشرفت‌ها در سال ۱۷۶۰ تا ۱۸۰۰ توسط برادران وایت و مادسلای به موضوعی مهم و بحث برانگیز به دلیل افزایش قابل توجه اتصالات پیچی تبدیل شد؛ تا اینکه پس از پیشرفت‌های بعدی برای تولید انبوه و تولید دستگاه‌های اتوماتیک پیچ در قرن ۱۹ متداول‌ترین شکل‌های سرپیچ، چاک دار، مربعی و شش گوش تولید شدند.
در سال ۱۹۰۸ رابرتسون کانادایی، پیچ آلنی را با ابعاد و زوایای تیز‌‌تر و باریک‌تر که سرش به راحتی و دقیق کوبیده می‌شد تولید کرد و در سال ۱۹۱۱ پیچ شش گوش تولید شد و همچنین در اوایل سال ۱۹۳۰ هنری فلیپ نوعی پیچ به نام پیچ چهار سو خور را اختراع کرد و در سال ۱۹۴۰ ISO تولید پیچ برای تولید فرم‌های تولید پیچ طراحی شد. از طرفی در ایران نیز تاریخ استفاده از پیچ و مهره به سازه‌های دوران هخامنشی برمیگردد ولی ظاهرا از سال ۱۳۲۰ رسمیت پیدا کرده است که از جمله بنیان‌گذاران آن میتوان به آقای ابوالفتاح اعتصامی اشاره کرد که با خانم پروین اعتصامی هم نسبت داشتند و خدمات بسیاری در این عرصه به اجرا گذاشتند و در سال ۱۳۳۳ برای اولین بار دستگاه پیچ و مهره توسط آقای ارجمند وارد ایران شد و در آن زمان به صورت پرسی و پرچ، البته نه با کیفیت الان تولید می‌شد.
انواع پیچ و مهره و کاربرد و استفاده آن
انواع پیچ و مهره بر حسب جنس
- آهن، فولاد، استیل، برنج، آلومینیوم، مس
- بر حسب نوع کله گی پیچ
- شش گوش، چهار گوش، سر گرد، سرتخت، اطاقی، آلن خور
- بر حسب نوع گام دنده
- دنده میلی‌متری، دنده آلمانی، دنده آمریکایی و …
مشکلات رایج در مورد اتصالات پیچ و مهره، خرابی آنها و احتیاط در این مسائل با توجه به نکات مهندسی
این مسئله که اتصالات پیچ و مهره‌ای به درستی اجرا شده‌اند از اهمیت بالایی برخوردار است و اتصالات نادرست و گاهی خرابی و مشکلاتی مانند هرز شدن پیچ‌ها و رزوه‌ها، له شدن، ترک برداشتن و شکستن و همچنین انتخاب نادرست جنس پیچ که می‌تواند باعث خردگی و زنگ زدگی پیچ شود؛ بسیار پر خطر است. بنابراین برای آشنایی و شناخت بیشتر در این زمینه به صورت موردی تعدادی از این مشکلات را ذکر می‌کنیم.
از مهم‌ترین موارد: شل شدن پیچ ( باعث فاصله گرفتن قطعات، ایجاد لغزش بین آنها، به وجود آمدن تکان و ضربه در سیستم ، کاهش استحکام اتصال ، ارتعاش، شکستهای ناشی از خستگی و نشتی )
- محکم نشدن کافی قطعات
- شکستن پیچ ( ناشی از خستگی، خوردگی، خستگی حاصل از خمش پیچ‌ها)
- فاصله گرفتن قطعات تا جدا شدن آنها
- لغزش قطعات متصله و جابجا شدن آنها
- کنده شدن رزوه ها (هرز شدن پیچ)
- تغییر شکل پلاستیکی قطعات متصله
- شکستن استاتیکی پیچ
- شکست تاخیری حاصل از ترد بودن پیچ
- لغزش قطعات نسبت به هم
بنابراین از مهندسین انتظار می‌رود اطلاعات مناسبی را نسبت به قطعات پرکاربردی مانند پیچ و مهره که در صنعت بسیار مهم هستند، داشته باشند چون این اتصالات بر خلاف ظاهر ساده، دارای مکانیسم‌های پیچیده‌ای از نظر محاسبات هستند. پس اینکه فقط با آچار و پیچ گوشتی کار کنیم و بلد باشیم کفایت نمی‌کند بلکه باید از جنس، نوع و نحوه‌ی کار با پیچ اطلاعات دقیقی داشته باشیم، تا این اطمینان ایجاد شود که اتصال پیچ و مهره‌ای مورد نظر به اندازه انسجام و قدرت کافی برای تحمل بار را دارد و در این جهت و برای موفق‌تر شدن هر چه بیشتر در این اتصالات باید به موارد مانند دمای محیط کاری که اتصالات پیچ و مهره‌ای در آن برقرار می‌شود توجه کرد چون ممکن است این اتصالات در دما‌های کاری بسیار بالا یا پایین، سفت‌تر از قبل یا ضعیف‌تر شوند.
مثلا ممکن است اتصالات فلزی در دمای پایین تر‌محکم‌تر شوند و در نتیجه استقامت خود را در مقابل ضربه از دست بدهند و در دما‌های بالا نرم‌تر شده و استحکام کمتری دارند؛ بنابراین باید برای جلوگیری از این شرایط باید دمای محیط را بسته به جنس پیچ و مهره در حد متوسطی قرار داد. برای دومین مورد در زمینه جلوگیری از مشکلات اتصالات پیچ و مهرهها، میتوان محاسبه بار دقیق وارد بر هر اتصال پیچ و مهره اشاره کرد که باید در این مورد محاسبات دقیق مربوط به تنسایل، محاسبات مربوط به خستگی، تلرانس ابعادی رزوه‌ها و رزونانس حاصل از ارتعاش باید صورت گیرد.
در سومین مورد میتوان به نماد‌های ۲A یا ۳B بر روی پیچ‌ها و اهمیت معنای آنها اشاره کرد که این نماد‌ها مربوط به تلورانس دنده پیچ و مهرهها است که از عدد ۱ به معنای شل‌ترین و لق‌ترین نوع اتصال تا عدد ۴ به معنای به معنای محکم‌ترین نوع اتصال با حداکثر درگیری رزوه‌ها ادامه می‌یابد. موارد دیگری مانند واشر فنری در قفل اتصال ( گاهی موجب باز شدن اتصالات می‌شوند )، محکم کردن پیچ تا نزدیکی تنش برای اعمال حداکثر مقاومت و اتصال و بسته شدن پیچ و مهرهها در چند دنده نیز می‌تواند جزء موارد مهم و کلیدی برای جلوگیری از مشکلات اتصالی باشد.
گل میخ
گل میخ نوعی میخ بزرگ آهنی است که سر آن پهن و به عنوان بست پیوند دهنده و همچنین تزئین کننده در و دروازه در هنر ایرانی کاربرد دارد. امروزه انواع پلاستیکی، شیشه‌ای وحتی کریستال آن هم وجود دارد.
گل میخ‌ها دارای تنوع بالایی هستند مانند انواع میخ بدون سر، سرپهن، میخ سر معمولی، سر کوچک و … هستند. گل میخ‌ها همچنین از رایج ترین برش گیر‌ها در تولید و ساخت تیر‌های مرکب متشکل از نیمرخ های فولاد و دال ها بتنی هستند و در ساخت سقف‌های عرشه‌ی فولادی گل‌میخ‌ها نقش مهمی دارند و در واقع نوعی رابط بین ورق گالوانیزه و بتن هستند که برای اتصال عرشه‌های فولادی بر روی تیر‌ها استفاده می‌شوند و باعث کاهش وزن تیر‌های فولادی می‌شوند.
این گل میخ‌ها در واقع در ساخت سقف‌ها نقش برشگیر را دارند که دارای قطر حداکثر ۲۰ میلیمتر و ارتفاع متغیر باتوجه به شکل ورق فولادی است و این گل‌میخ‌ها توسط دستگاه جوش قوس الکتریکی خاصی به تیر‌های سازه‌ای جوش می‌خورند که تنها روش گل میخ برشگیر، روش فرج سرد است که توسط ماشین آلات مخصوص و مواد اولیه با آلیاژ‌های مرغوب تولید می‌شود. گل میخ‌ها نقش مهمی در حفظ یکپارچگی و جلوگیری از بلند شدن دال بتنی از روی تیر فلزی ایفا می‌کند و روشی که با آن گل میخ را به بال تیر یا فولاد جوش می‌دهند جوش قوس گل میخ، جوش با تپانچه مخصوص، جوش با الکترود توپودری و یا با الکترود فلزی تحت حفاظت گاز است.
برای جوشکاری گل میخ‌ها باید موارد مهمی را رعایت کرد که به بعضی از آنها در این مقاله اشاره می‌کنیم.
- قرار گرفتن انتهای گل میخ در مقابل فلز پایه
- عاری بودن سطح جوش و مجاور آن از هرگونه زنگار، سطوح چرب، فلس، گل جوش و دیگر مواد مضر
- پیش گرم شدن فلزات پایه قبل از جوش خوردن به گل میخ
- در برداشتن یک حلقه محافظ حرارت مطمئن از جنس سرامیک یا مصالح مطلوب توسط گل میخ
- روکش مناسب به منظور پایداری قوس و جلوگیری و از اکسیداسیون در حین عملیات جوشکاری برای گل میخ‌های با قطر ۸ میلیمتر و بزرگ‌تر
- استفاده از از الکترودهای کم هیدروژن با قطر ۴ یا ۵ میلیمتر در روش قوس با الکترود روکش دار
- رنگ کردن سطحی که گل میخ به ان جوش داده می‌شود با استفاده از برس سیمی و یا هر ابزار دیگری عاری از هر گونه رطوبت، فلس یا رنگ
- خشک بودن حفاظ قوسی یا حلقه سرامیکی حفاظ جوشکاری
- بدون حرکت نگه داشتن تفنگ مورد استفاده در موقعیت اولیه جوشکاری تا زمان سفت شدن فولاد مذاب
- خودداری از انجام جوشکاری در شرایط کمتر بودن دمای فلز پایه از ۱۸ درجه‌ی سانتی‌گراد
اگر به این مقاله علاقه‌مند بوده‌اید، شاید مقاله زیر نیز برای شما جذاب باشد:
