ترکیب مجاز بستن پیچ و مهره های فولادی

پیچ و مهره چیست؟

اگر شیار یا برجستگی با شکل و زوایای معین را به صورت مارپیچ حول محوری استوانه ای یا مخروطی ایجاد کنیم، در صورتی که روی سطح خارجی قطعه باشد یک پیچ و در صورتی که در سطح داخلی قطعه باشد یک مهره تولید می شود. پیچ ها در صنعت وسیله اتصال و حرکت هستند. آن ها برای حرکت و انتقال نیرو و همچنین بستن و اتصال موقت قطعات به کار می روند. پیچ ها از پر مصرف ترین اجزای غیر دائم ماشین ها هستند و بیشترین کاربرد را در صنعت دارند. پیچ ها از دو قسمت اصلی بدنه و گل یا سر پیچ تشکیل می شوند. بر روی بدنه پیچ و داخل سوراخ مهره، به صورت یک مارپیچ رزوه ایجاد می شود که اتصال توسط رزوه پیچ و مهره برقرار می شود. پیچ ها انواع و دسته بندی های مختلفی دارند و می توانند از مواد مختلف فلزی و غیر فلزی ساخته شوند. پیچ و مهره های فولادی، پر مصرف ترین پیچ و مهره ها هستند. این پیچ و مهره ها در دو گروه پیچ و مهره های فولادی و پیچ و مهره های استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن دسته بندی می شوند. نامگذاری مشترکِ متداول در انواع پیچ و مهره های فولاد معمولی یا فولاد زنگ نزن بر اساس کلاس یا رده استحکامی آن ها است.

رده استحکامی پیچ های فولادی

طبق رده بندی ISO، پیچ ها از فولادهای کربنی و یا فولادهای کربنی و آلیاژی عملیات حرارتی پذیر (کوئنچ تمپر شونده) ساخته شده و در کلاس های زیر دسته بندی می شوند:

۱۲٫۹ – ۱۰٫۹ – ۹٫۸ – ۸٫۸ – ۶٫۸ – ۵٫۸ – ۵٫۶ – ۴٫۸ – ۴٫۶

مفهوم نامگذاری این کلاس های استحکامی به صورت زیر است:

به عنوان مثال، پیچ ۸٫۸ به این معنی است که استحکام کششی اسمی این پیچ ۸۰۰ مگاپاسکال است. حداقل مقدار استحکام کششی آن نیز در استاندارد ISO 898-1 ذکر شده است که برای قطرهای ۱۶ و کمتر از آن برابر ۸۰۰ و برای قطرهای بزرگ تر از ۱۶ میلی متر برابر ۸۳۰ مگاپاسکال است. از سوی دیگر، عدد ۸ پس از نقطه (دات) نیز به این معنی است که نسبت تنش تسلیم به استحکام کششی این پیچ برابر ۰٫۸ است، به عبارت دیگر مقدار اسمی تنش تسلیم پیچ های ۸٫۸ برابر با ۰٫۸ استحکام تسلیم آن یعنی ۶۴۰ مگاپاسکال است.

اگر در یاد ماندن نسبت تنش تسلیم به استحکام کششی برایتان سخت است، یک راه دیگر برای پی بردن به عدد تنش تسلیم از طریق این نامگذاری وجود دارد و آن این است که حداقل مقدار تنش تسلیم برابر است با ۱۰ برابر حاصل ضرب اعداد قبل و بعد از نقطه (دات). در مثال ۸٫۸، حداقل مقدار تنش تسلیم برابر با حاصل ضرب ۸ در ۸ در ۱۰ یعنی ۶۴۰ است.

برای این که پیچ ۸٫۸ دارای چنین تنش تسلیم و استحکام کششی باشد، باید از فولادی ساخته شده باشد که یا به صورت ذاتی دارای چنین رده استحکامی است و یا این قابلیت را دارد که پس از عملیات حرارتی کوئنچ تمپر به این رده استحکامی برسد. این فولادها معمولاً از فولادهای کربنی و یا کم آلیاژ عملیات حرارتی پذیر مثل Ck 45 و یا ۱٫۷۲۲۵ انتخاب می شوند.

مثال دیگر راجع به پیچ های ۱۰٫۹٫ پیچ ۱۰٫۹ به این معنی است که استحکام کششی اسمی این پیچ ۱۰۰۰ مگاپاسکال است. از سوی دیگر، عدد ۹ پس از نقطه (دات) نیز به این معنی است که نسبت تنش تسلیم به استحکام کششی این پیچ برابر ۰٫۹ است، به عبارت دیگر مقدار اسمی تنش تسلیم پیچ های ۱۰٫۹ برابر با ۹۰۰ مگاپاسکال است. راه دیگر پی بردن به مقدار تنش تسلیم هم همان حاصل ضرب ۹ در ۱۰ در ۱۰ یعنی ۹۰۰ است.

رده استحکامی مهره های فولادی

در استاندارد ISO، مهره ها نیز مانند پیچ ها دارای درجه بندی استحکامی هستند تا مهره ها همراه با پیچ مناسب خود به کار روند و عمل محکم کردن پیچ ها تا حد گشتاور لازم بدون نگرانی از هرز شدن رزوه ها صورت بگیرد. در استاندارد ISO 898 مهره های معمولی در کلاس های زیر دسته بندی شده اند:

۱۲ – ۱۰ – ۹ – ۸ – ۶ – ۵

عدد معرف مهره در این نامگذاری، بزرگ ترین رده استحکامی پیچی که می تواند با آن مهره بسته شود را مشخص می کند. برای مثال، مهره ۵ اشاره به این دارد که بزرگ ترین رده استحکامی پیچی که می تواند با آن بسته شود، پیچ ۵٫۸ است. به عبارت دیگر، این مهره با پیچ های ۴٫۶، ۴٫۸، ۵٫۶ و ۵٫۸ بسته می شود ولی با پیچ های رده استحکامی بیشتر از ۵٫۸ یعنی ۶٫۸، ۸٫۸ و غیره بسته نمی شود. این مسئله به منظور پیشگیری از تخریب و تغییر شکل رزوه های مهره است.

به عنوان مثال دیگر، مهره ۸ اشاره به این دارد که بزرگ ترین رده استحکامی پیچی که می تواند با آن بسته شود، پیچ ۸٫۸ است. به عبارت دیگر، این مهره با پیچ های رده استحکامی کمتر از ۸٫۸ بسته می شود ولی با پیچ های رده استحکامی بیشتر از ۸٫۸ یعنی ۹٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹ بسته نمی شود.

ترکیب مجاز بستن پیچ و مهره های فولادی

با توضیحات فوق، ترکیب مجاز بستن پیچ و مهره های فولادی را برای کاربران محترم عصر مواد در جدول زیر آورده ایم. در این جدول مشخض شده است که برای مثال، مهره ۴ تنها با پیچ ۴٫۸ می تواند بسته شود یا مهره ۸ با پیچ های ۴٫۸، ۵٫۸، ۶٫۸ و ۸٫۸ می تواند بسته شود و با رده های استحکامی بیشتر بسته نمی شود. همان طور که قبلاً نوشتیم این مسئله به منظور پیشگیری از تخریب و تغییر شکل رزوه های مهره است.