جنس پیچ و مهره و انواع مختلف آن

استفاده از پيچ و مهره يكى از بهترين روش هاى اتصال قطعات مكانيكى به همدیگر است. با استفاده از آشنایی با انواع پيچ ها مى توان بسيارى از قطعات ساخته شده با فلز و چوب و پلاستيك و… را به هم متصل نمود. در صنایع به عنوان اتصالات اصلی صنعتی یاد می شود که در شکل های بسیار متنوع با گرید ها، سایز ها و جنس های متفاوت از قبیل استنلس استیل، تیتانیوم و یا متریال های خاص و متفاوت از یکدیگر، قابلیت های مکانیکی و شیمیایی مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و پیچ و مهره های فلزی در کنار جوش های فلزی دو روش برای اتصالات قطعات، صفحات و سازه مکمل یکدیگر محسوب می شوند که هر یک دارای مزایا و معایب مربوط به خود می باشند.

در کل مزایای استفاده از آن در قیاس با جوش فلزات بسیار گسترده تر است استفاده نمود حال آنکه اتصال دو سطح با جنس مختلف از طریق جوشکاری مقدور نمی باشد. برای اتصال دو سطح با بکارگیری پیچ و مهره ها نیاز به ایجاد سوراخ سطحی در داخل سطح می باشد که این امر سبب تمرکز تنش در این نقاط شده و مقاومت سطح در برابر انواع تنش های کششی، برشی و پیچشی را کاهش می دهد.

انواع پیچ و مهره

پیچ و مهره ها معمولا بنا به کاربردهای مختلف با مواد زیر ساخته می شوند از:

آلومینیوم

برنج

آلیاژ مس

پلاستیک

فولاد

استیل

فولاد ضد زنگ

تیتانیوم

برخی از پیچ و مهره ها برای اتصالشان نیاز به سوراخ اولیه دارند، مانند پیچ های 6 گوشه که معمولا با مهره و واشر استفاده می شوند. در این میان نوع دیگری از پیچ ها وجود دارند که نیاز به سوراخ اولیه و از پیش تعیین شده ندارند و با سر مته مانند شان مسیر را باز می کنند و نیاز به مهره ندارند. این نوع به پیچ های خودکار و سر مته ای معروف هستند. به شیار های بین سر تا انتهای نوک پیچ، رزوه می گویند. کلیه پیچ ها به دو دسته تمام رزوه و نیم رزوه تقسیم می شوند.
مقایسه پیچ و مهره استیل و گالوانیزه گرم

در بسیاری از مواقع برای کاربران سوالاتی در استفاده از پیچ و مهره استیل در مقایسه با گالوانیزه گرم بالاخص با توجه به قیمت بالاتر استیل به وجود می آید. واقعیت امر این است که پیچ و مهره گالوانیزه گرم با وجود استفاده از عنصر فلزی روی یا زینک بر روی سطح بیرونی با توجه به اینکه مقاومت آنها در برابر زنگ زدگی یک مقاومت سطحی می باشد در مقایسه با استنلس استیل که مقاومت ذاتی و به سبب عناصر ترکیبی در ساختار در برابر زنگ زدگی مقاومت می کنند دارای مقاومت محیطی کمتری است.

اما در مقابل با توجه به خواص مکانیکی بالاتر فولاد در برابر نیروهای مکانیکی شامل انواع تنش های کششی، پیچششی و برشی برتری مکانیکی در میان دو نوع پیچ و مهره یاد شده از فولادی گالوانیزه گرم می باشد. از این رو این انتخاب می بایست با آگاهی کامل از شرایط کاری پیچ و مهره ها از نیرو ها و تنش های وارده و قابلیت خورندگی مواد در تماس با پیچ و مهره صورت پذیرد.

قیمت پیچ و مهره استیل در مقایسه با نوع فولادی آن بالاتر می باشد چرا که دو عنصر یاد شد یعنی کروم که با درصدی نزدیک به 18% و نیکل که نزدیک به 8% در ترکیبات پیچ و مهره های استیل بکار گرفته می شوند دارای قیمت بالایی هستند. در مقایسه بین قابلیت های پیچ و مهره های استیل و فولادی می بایست به کمیت مکانیکی تنسایل اشاره نمود.

انواع پیچ و مهره از نظر کاربرد

1-پیچ لنگر: برای ایجاد اتصالات به بتن

2-پیچ حمل: پیچ با سر گرد و صاف برای جلوگیری از چرخش

3-پیچ آسانسور: پیچ با سر بزرگ جهت استفاده در آسانسور ها و نقاله ها

4-پیچ شش ضلعی: دارای کاربرد فراوان از جمله در ساختمان سازی و صنعت

5-پیچ سنگ: در ساخت تونل و برای تثبیت دیوار ها

6-پیچ ماشینی: این نوع پیچ معمولا تمام رزوه بوده و به همراه مهره استفاده می شود. پوشش این پیچ معمولا زینک بوده و پرکاربرد ترین سایز آن 32*8 ، 32*10 و 32*6 می باشند.

7-پیچ نوک بر: این پیچ شباهت زیادی با پیچ ماشینی دارد با این تفاوت که در نوک آن ها کمی بریدگی ایجاد شده است که مسیر خود را باز کند. از این نوع معمولا در مواردی استفاده می شود که به گشتاور بالایی برای بستن پیچ نیاز است.

8-پیچ فلز: این پیچ رزوه های ریز و با فواصل کوتاه دارد. از این پیچ برای ورق های فلزی و گاهی پلاستیک و فایبر گلاس نیز استفاده می شود. سر های مختلف دو سو (تخت)، چهار سو و گاهی واشر دار تولید می شود.
مفهوم کلاس و گرید پیچ و مهره ها

پیچ مهره سوله ای

متریال و ساختمان پیچ و مهره

پیچ ها را بسته به نوع کاربری معمولا از جنس آهن کم کربن کلاس 4.6 و 5.6، آهن پر کربن خشکه کلاس 8.8 و بالاتر، استیل و تیتانیوم می سازند. هر یک از این مواد اولیه مزایا و معایب خود را دارند که ویژگی منحصر به فردی برای کاربری ویژه به پیچ می دهند. بطور کلی پیچ های استیل و گالوانیزه به دلیل مقاومت بالایی که در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارند انتخاب مناسبی برای مناطق مرطوب و یا در صنعت و شرایط محیطی اسیدی و خورنده دارند.

گرید و یا کلاس مهم ترین فاکتور در تعیین میزان سختی، تنش کششی، تنش برشی، پیچش و در واقع خواص فیزیکی و ذاتی پیچ دارند و در واقع آنچه در هند بوک های مهندسی برای انتخاب پیچ و مهره ها قید شده معمولا بیشتر در رابطه با ویژگی های ابعادی و کلاس یا گرید است. کلاس پیچ و مهره با دو عدد مشخص می شود و در سیستم استاندارد بین المللی می باشد. عدد اول ضرب در 10 میزان بار کششی است بر حسب کیلوگرم که یک میلی متر مربع از سطح مقطع پیچ می تواند تحمل کند. عدد دوم ضربدر 100 میزان درصدی از بار اول است که پیچ بدون تغییر فرم در حالت کششی می تواند تحمل کند.