انواع پیچ و مهره و استاندارهای متریک آن

در حالی که فرضیه‌های جدید، پیچ ارشمیدس که نوعی پمپ برای انتقال آب و به شکل پیچ بوده، را به سِناخِریب یا سن ناشریب، پادشاه آشور نسبت می ‌دهند، یافته‌ های باستان‌ شناسی و شواهد تصویری تنها در دوره هلنی ۱پدیدار می‌شوند و نظرات متداول هم بر یونانی بودن اختراع مذکور تأکید دارد و احتمالاً مربوط به قرن سوم قبل از میلاد و توسط ارشمیدس می‌باشد. اگرچه آن مستندات شبیه یک پیچ است اما در معنای معمول کلمه یک پیچ نیست. پیچ بعدها توسط ریاضی‌دان یونانی آرشیتاس تارنتوم توصیف شد. تا قرن اول قبل از میلاد، پیچ‌های چوبی عموماً در مناطق مدیترانه ایی برای صنایعی نظیر روغن‌گیری و شراب‌سازی به کار می‌رفت. از پیچ‌های فلزی به عنوان وسیله‌ای برای بستن اتصالات به دلیل کمیاب بودن کمتر در اروپای قبل از قرن15 استفاده می‌ شد. پیچ‌های چرخشی در قرون وسطی وجود داشته‌اند، اگرچه احتمالاً تا سال ۱۸۰۰ کاربرد گسترده ایی نداشته‌اند.

انواع اتصالات از جمله میخ و خار، چفت و بست و زبانه‌ها و… با شکل‌های متنوع خود، تا قبل از گسترش پیچ‌های چرخشی بیشتر در نجاری و آهنگری کاربرد داشته‌ اند تا در ماشین آلات صنعتی. همچنین پیش از اواسط قرن ۱۹، چفت‌ هایی با خار و پرچ، در کشتی‌ سازی به کار می ‌رفتند. پیچ فلزی تا زمانی که ابزار ماشینی برای تولید انبوه تا پایان قرن ۱۸ گسترش نیافته بود، به عنوان بست کاربرد عمومی پیدا نکرده بود. این پیشرفت در دهه ۱۷۶۰ و ۱۷۷۰ توسط دو رویداد جداگانه که به سرعت با هم پیوند خوردند، شکوفا شد. اولین رویداد، تولید انبوه پیچ‌ و مهره های چوب به معنای پیچ های فلزی برای اتصال چوب جهت امور تخصصی، تک منظوره و ماشین‌های تولید با ظرفیت بالا و کم هزینه بود و دیگری تولید پیچ در مدل‌های متنوع با توجه به نیاز روزانه در ماشین آلات صنعتی بود.

 

انواع پیچ و مهره فولادی

پیچ‌ های A325 به موادی که در ساخت آنها استفاده می‌شود، بستگی دارد. استاندارد فعلی در حال حاضر برای دو مورد تعریف شده‌است، اما قبلاً هر سه مورد زیر را تعریف می‌کرد:

نوع ۱: فولاد با کربن متوسط یا آلیاژِی از فولاد و برون با کربن متوسط.

نوع ۲: فولاد مارتنزیتی با کربن کم (در سال ۱۹۹۱ از استاندارد خارج شد).

نوع ۳: فولاد هوازدگی، فولادهایی که مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند. مانند کورتن.

نسخه T نیز وجود دارد که برای اشاره به پیچ‌های تمام رزوه استفاده می‌شود.

استاندارد مهره های متریک

پیچ و مهره های شش گوش که در اتصال پیچ شش گوش و استاد بولت ها مورد استفاده قرار میگیرند از داخل رزوه شده و قطر داخلی قابل اندازه گیری آنها معرف قطر اسمی مهره نبوده چرا که از هر طرف 0.65 میلیمتر در سیستم متریک یعنی در مجموع 1.3 میلیمتر کمتر از قطر اسمی مهره قابل اندازه گیری هستند. مهره های شش گوش نحوه اتصال بسیار مناسب با مقاومت کششی، پیچشی بسیار بالایی را در اتصالات پیچ و مهره ای بوجود می آورند و در اتصالات پیچ و مهره ای همواره به عنوان مناسب ترین انتخاب مهندسین و تکنسین ها در صنایع مختلف مطرح هستند. بر خلاف پیچ ها که معمولا به روش فورج سرد تولید می شوند مهره ها از روش فورج گرم از مفتول هایی با متریال مختلف از فولاد کم کربن کلاس 5 تا فولاد پر کربن کلاس 12 تولید می شوند.

همین کلاس نیز بصورت تک عددی بر روی سطح مهره قید میگردد. از نظر مهندسی پیشنهاد می شود مهره ای که روی پیچ بسته می شود از کلاس خود پیچ بوده و یا یک کلاس بالاتر باشد. پیچ و مهره ها طبق استاندارد های مختلف ساخته می شوند که این استاندارد ها بیانگر نوع دنده ریز و درشت، متریک و غیر متریک و همچنین گوشت و ضخامت مهره ها، پوشش سطحی و متریال آنها می باشد.

اطلاعات سایز مهره با طول گام برای استاندارد DIN 934 و یا معادل آن استاندارد ISO4032 در زیر آورده شده است. رزوه های مهره در این استاندارد از کلاس 6H از DIN13 تبعیت میکند که در دسته دنده های درشت یا Coarse می باشد.

 

انواع پیچ و مهره

پیچ و مهره گرید 2

پیچ و مهره گرید 2 در دستگاه آمریکایی که هیچ علامتی از خطوط و اعداد روی گل آن وجود ندارد از فولاد کم کربن تولید شده که درجه پایینی از استقامت و تنسایل را دارد. بار پروف این گرید از پیچ و مهره بین 33000 الی 55000 psi و با تنسایل بین 60000 الی 74000 psi دارد.پیچ و مهره های گرید 2 در دستگاه آمریکایی با استاندارد ASTM A307 مقایسه میشوند و در کل کارایی آنها بیشتر به عنوان اتصالات سبک بوده و با پیچ آهن 5.6 از نظر سختی مقایسه می شوند.

پیچ و مهره گرید 5

پیچ و مهره گرید 5 که با سه خط بر روی گل آن مشخص هستند از فولاد با درصد کربن متوسط تولید شده که روی آن عملیات حرارتی صورت گرفته است. از نظر سختی و تنسایل نسبت به گرید 8 به میزان بسیار قابل توجهی پایین تر بوده و بیشتر در اتصالات ماشین آلات از آنها به وفور استفاده می شود. پیچ و مهره گرید 5 در دستگاه آمریکایی با کلاس 8.8 در دستگاه استاندارد بین المللی مقایسه می شود و عملیات سخت کاری آنها در فشار اتمسفر برای قطر های بیشتر از 4/1 اینچ انجام میگیرد.
تنسایل سختی پیچ و مهره گرید 5 تا 120000 psi برای قطر تا یک اینچ و تا 105000 psi برای قطر های بالاتر از یک اینچ است.

پیچ و مهره گرید 8

پیچ و مهره گرید 8 بالاترین تنسایل و سختی را از انواع متریال تولیدی پیچ و مهره دارند که تنسایل 150000 psi دارند . از فولاد با درصد کربن بالا تشکیل شده اند که عملیات حرارتی جهت سخت کاری بر روی آنها انجام گرفته است. به دلیل سختی بسیار بالا در صنایع هوافضا، تانک سازی، صنایع نظامی، ماشین های آف رود و غیره استفاده می شوند و با کلاس 12.9 در سیستم بین المللی و با استاندارد ASTM A325 مقایسه می شوند. نماد ظاهری پیچ و مهره گرید 8 در سیستم آمریکایی شش خط بر روی گل آنهاست و همانطور که پیشتر نیز قید شد به دلیل تنش برشی، کششی، پیچی بسیار بالایی که دارند بیشتر در صنایع فوق سنگین و نظامی مصرف می شوند و با قطر 4/1 الی 1 2/1 اینچ تولید می شوند.