آلیاژ پیچ ایرانیان ـ کاربرد پیچ در صنعت

یکی از مهمترین نکاتی که در تولید این گونه اتصالات مانند پیچ ومهره و پرچ باید توجه داشت نوع و جنس مواد اولیه میباشد. جنس و نوع مواد اولیه نه تنها در کیفیت این نوع اتصالات تاثیر دارد در قیمت تمام شده آنها نیز تاثیر زیادی دارد. نوع مفتول فولادی که در تولید پیچ و پرچ و مهره ها استفاده میشود باید قابلیت و فرم پذیری سرد را داشته باشد( Cold heading quality (CHQ. این نوع فولادها معمولا از فولاد ساختمانی و معمولی گرانتر هستند و دلیل آن این میباشد که در فولاد های با قابلیت CHQ سعی میشود تا حباب های ریز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت یکنواخت تر و همگن تر باشد تا در هنگام تولید سطح قطعات تولیدی ترک نخورد وترک نداشته باشد.

کاربرد پیچ در صنعت

پیچ ها ابزارهایی سخت‌افزاری هستند که دو یا چند جزء را به صورت مکانیکی به هم چسبانده یا نگه می‌دارد. کارخانه تولید پیچ و مهره شرکت آلیاژ پیچ ایرانیان تولید کننده انواع پیچ و مهره با استاندارد DIN کشور آلمان بهتریم تولید کننده پیچ و مهره در ایران می باشد. 

از پیچ‌های اتصال می‌توان در بستن گنجانه‌ها مانند کیسه، جعبه یا پاکت استفاده کرد یا همچنین برای متصل کردن یک قطعهٔ محرک مانند وصل کردن در به یک ظرف به کار برد. از اتصال دهنده‌ها معمولاً برای ایجاد اتصال غیر دائمی استفاده می‌شود و علاوه بر این برای بست قطعاتی مانند گیره نیز برای بستن اجزا مورد استفاده قرار می‌گیرند. پیچ‌های اتصال به دلیل ساده بودن در باز و بسته شدن محدود اغلب برای این‌گونه اهداف استفاده می‌شوند.

در برخی اتصالات چوب کاری علاوه بر پیچ‌های اتصال از زبانه‌های چوبی یا اتصالات بیسکوییتی استفاده می‌شود که به نوعی می‌توان آن‌ها را در دسته‌بندی پیچ‌های اتصال قرار داد اگرچه این نوع اتصالات کاربرد عمومی ندارند.

مبلمان‌های قابل مونتاژ در بسته‌های خود شامل زبانه‌های چوبی هستند که به وسیلهٔ قفل‌های بادامکی در کنار هم قفل می‌شوند. این قطعات با نام پیچ‌های اتصال سازگار شناخته می‌شوند.

لوازمی هم چون طناب، رشته، سیم (برای مثال سیم فلزی که گاهی با پلاستیک پوشیده شده یا چند سیم فلزی که به‌طور موازی در هم تنیده شده و با رشته فلزی کنار هم نگه داشته شده)، کابل، زنجیر، ورق پلاستیکی ممکن در مواردی به صورت مکانیکی برای کنار هم نگه داشتن اجزا به کار روند اما به عنوان پیچ اتصال محسوب نمی‌شوند چرا که به غیر از کار مذکور استفاده‌های رایج دیگری نیز دارند. به هم‌چنین لولاها و فنرها نیز موجب وصل کردن اجزا می‌شوند اما به‌طور معمول به عنوان پیچ اتصال به حساب نمی‌آیند زیرا وظیفهٔ اصلی آن‌ها ایجاد حرکت مفصلی است و نه ثابت کردن اجزا.

سایر روش‌های جایگزین برای کنار هم نگه داشتن اجزا عبارتند از: تغییر شکل اجزا برای وصل کردن، جوشکاری، لحیم کاری، بیهود کاری، استفاده از چسب‌های نواری یا مایع، سیمان کاری یا استفاده از سایر مواد چسبنده. نیروی مورد نیاز برای انجام این اعمال می‌تواند از طریق نیروی مغناطیسی، خلا (با استفاده از پمپ مکش) یا اصطکاک ایجاد شود.

در سال ۲۰۰۵ برآورد شد که در ایالات متحده آمریکا پیچ‌های اتصال در ۳۵۰ واحد صنعتی که بالغ بر ۴۰۰۰۰ شاغل در آن‌ها کار می‌کنند؛ مورد استفاده قرار گرفت. صنعت تولید پیچ اتصال به شدت به صنایع خودروسازی، صنایع هوایی، لوازم‌خانگی، تجهیزات کشاورزی، ساخت و ساز تجاری و توسعه زیرساخت وابسته است. در ایالات متحده بیش از ۲۰۰ میلیارد بست در سال مورد استفاده قرار می‌گیرد ۲۶ میلیارد از آن در صنعت خودروسازی مصرف می‌شود. بزرگ‌ترین تولیدکننده پیچ‌های اتصال در آمریکای شمالی شرکت فستنال است.

پیچ های غیر خودکار یا ساده :
این نوع پیچ ها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یاقطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد. معروفترین پیچ از این نوع را میتوان انواع پیچ های شش گوش ذکر کرد همچنین پیچ هایی دیگر مثل پیچ اتاقی، پیچ جوشی، پیچ استوانه، پیچ آلن و ... را میشود نام برد .

پیچ های عادی برای اتصال دادن قطعات در جایی که اتصال غیر دائمی موردنیاز باشد به کار می روند .


پیچ های خودکار :
پیچ های مخروطی معمولاً دارای دندانه های درشت می باشند وبرای اتصال قطعات نرم مانند چوب و پلاستیک بکار می روند.
پیچ های خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثابت شدن درقطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارند و درون کار فرو میروند و نوک آنها معمولامانند میخ تیز هست و حتی می توانند قطعه کار شده را سوراخ کنند مثل پیچ های سرمته ای،پیچ چوب ،...

سرپیچ ها از نظر ظاهری نیز با هم متفاوت می باشند. برخی پیچ ها دوسو، برخی چهارسو، برخی آلن خور، برخی آچارخور، برخی پنج پر و... می باشند .
پیچ های ساختمانی
انواع پیچ، مهره، واشرهای فولادی با قابلیت کشش بالا دراستانداردهای Din6916/HV- Din6914/HV - Din6915/HV درگرید 10/9 جهت پیچ ها و گرید10 برای مهره، مورد استفاده در ساختارهای فولادی، ساخت پل، انواع داربست و چوب بست چهار چوب های ساختمانی و پیچ های مختلف مطابق استاندارد و گریدها :
ASTMA325/A325M
ASTMA490/A490M
پیچ های صنایع خودروسازی
پیچ و مهره و واشرهای مخصوص صنایع خودروسازی که شامل انواع پیچ های خودکار و خاص می باشد
پیچ های صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع دریایی
ASTM A193 - A194 - L7 - B7 - B7M - L7M - 2H - A4_80( 316) - A2_70 (304)
مطابق استانداردها و گریدهای مختلف

شرح اجزاء مختلف پیچ و طریقه تراشیدن آنها:

قبل ازاینکه به تراش پیچ ها اقدام نمائیم لازم است که اجزاء مختلف آنرا بشناسیم برای این منظور بطور خلاصه بشرح هر یک بصورت زیر می پردازیم.

۱- قطر خارجی Mujor D – بزرگترین قطر پیچ و یا مهره را قطر خارجی آن گویند که عبارت است از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل که آنرا با حرف OD نمایش می دهند.

۲- ارتفاع یا گودی دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم میان سر دندانه تا ته دندانه پیچ که آنرا با علامت h مشخص می نمایند.

۳- قطر داخلی Minor D که کوچکترین قطر پیچ و یا مهره را قطر داخلی گویند که اندازه آن عبارت است از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن یا به عبارت دیگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر ارتفاع دندانه که با حرف I نشان میدهند.

۴- تعداد دندانه Number of T. – تعداد دندانه عبارت است از تعداد دندانه در یک اینچ روی محیط در طول پیچ که برای تعیین آن خط کش یا کولیس را روی پیچ قرار داده و سپس دندانه های بین یک اینچ را میشماریم که معمولاًآنرا با حرف N نمایش میدهیم. علاوه بر آن میتوان با طرق مختلف دیگری آنرا اندازه گیری نمود که عبارت از استفاده از شابلن به این ترتیب که شابلن مورد نظر را روی دندانه ها قرار داده و در صورتیکه نوری از بین دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هایی که روی شابلن نوشته شده است همان تعداد دندانه پیچ خواهد بود.

۵- گام یا تقسیم دندانه Pitch – فاصله نوک یک دنده تا دنده مجاور و یا فاصله یک نقطه از ته دنده تا نقطه مشابه از ته دنده دیگر را گام یا تقسیم دنده گویند که با علامت P مشخص میکنند.

۶- تارک یا پهنای سر دنده Crest – سر دندانه پیچ های یکنواخت ملی دارای سطح باریکی است که طرفین یک دندانه را بهم متصل میسازد با f علامت گذاری شده است.

۷- پهنای ته دندانه root – کف شیتر بین دو دندانه محور که طرفین آنها را بهم متصل میسازدپهنای ته دندانه گویند که با علامت C یا R نمایش میدهند.

۸- قطر متوسط (قطر میانه) پیچ Pitch D. – قطر میانه عبارت است از استوانه فرضی که دنده های پیچ را درمحلی قطع میکند که در آن قسمت هر دندانه مساوی پهنای شیار مجاور آنست و یا بعبارت دیگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده که با علامت DP و یا E نمایش داده میشود.

۹- گام محوری پیچ Lead – گام محوری پیچ عبارت است از فاصله ای که پیچ در داخل مهره یامهره روی پیچ در یک دور گردش این گام درست شبیه گام دندانه می باشد. گامهای محوریمتعددی را نشان میدهد. قسمت بالا یک نوع پیچ یک راهه که دارای یک گام میباشد معرفی مینماید.


تراش پیچها اصولاً دو روش درنظر گرفته شده که عبارتند از:

۱- پیچ تراشی با دور معکوس

۲- پیچ تراشی بکمک ساعت پیچ بری

تراشیدن پیچ های داخلی (مهره ها)

پیچ های داخلی که همان مهره ها می باشند از نظر دندانه بستگی بنوع دندانه پیچ خارجی داردکه شرح انواع آنها قبلاً داده شده است اکنون میپردازیم بشرح تراشیدن پیچ های داخلی

برای اینکه مهره ای جهت پیچ مشخصی بسازیم لازم است که ابتدا آن را باندازه معینی با مته سوراخ نموده و یا با تراش آنرا داخلی تراشی نمائیم برای این منظور بایستی قطر مته یا اندازه داخلی مهره را محاسبه نموده سپس به همان اندازه با مته سوراخ و یا داخل تراشی نمائیم اصولا برای اینکه مهره ساخته شده روی پیچ بخوبی حرکت نماید باید میان قطر داخلی پیچ و قطر داخلی مهره فضای آزادی بنام لقی Clearance پیش بینی شود یعنی مهره را بامته ای که قطرش از قطر داخلی پیچ بزرگتر است سوراخ نمائیم درنتیجه مهره میتواندآزادانه بدون لقی روی پیچ حرکت کند و همچنین این عمل از شکستن قلاویز ضمن قلاویزکاری جلوگیری خواهند نمود.

مقدارفضای آزاد یعنی اضافه اندازه قطر داخلی سوراخ مهره از قطر داخلی پیچ بستگی به جنس مهره دارد و این مقدار برای فلزات معمولی مانند فولاد کم کربن و بسیاری ازآلیاژهای مس در حدود گودی دنده یعنی انتخاب میشود ولی برای فلزات سخت این مقدار فضای آزاد از هر طرف برابر درنظر گرفته شده است اگر قطر داخلی مهره را با T نشان دهیم میتوان اندازه قطر مته را از رابطه زیر بدست آورد.


سازه های پیچ و مهره

امروزه استفاده از سازه های پیچ و مهره ای در صنعت به نحو چشمگیری افزایش یافته به طوری که این سازه ها در گذشته فقط شامل سوله های صنعتی و مجتمعهای پتروشیمی و سازه های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می شد . هم اکنون کاربرد این سازه ها در ساختمانهای مسکونی ، اداری و تجاری که در شهرها نیز ساخته می شود با رشد چشمگیری روبرو بوده است . از مهمترین دلایل استفاده از سازه های پیچ و مهره ای در کشور های صنعتی عدم نیاز به جوشکاری زمان نصب سازه و در موقعیتهای سخت همچنین سرعت بیشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازه های جوشی میباشد . همچنین اسکلتهایی که در محوطه پروژه های ساختمانی تولید می شوند بخاطر محدودیت در تامین برق مکفی و بکار گیری دستگاه های جوش مدرن ( با نرخ نفوذ بالا و استاندارد ) ، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین ، تیم های مجرب ، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و … نه تنها فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پاگیر و دارای پروسه ای زمان بر هستند که بلاشک منجر به ایجاد ترافیک در معا بر و تزاحم همسایگان می شود .

روش سنتی ساخت اسکلت در محل از لحاظ اتصال و برپایی نیز علاوه بر موارد ذکر شده هزینه بالایی از بابت جرثقیل دارد . با توجه به زلزله خیز بودن کشور ما و حوادث ناگواری که در سالهای گذشته خصوصاً در بم صورت گرفت رویکرد و نگرشی جدید به تولید صنعتی و استاندارد اسکلتهای ساختمانی پدید آمده است ، زیرا این نوع ساختمانها با طراحی خاص و اجرا بصورت صنعتی و مدرن ، مقاومت قابل ملاحظه ای در مقایسه با اسکلتهای سنتی دارند . نکته دیگر ، اقتصادی و پایین تر بودن هزینه تولید و نصب نسبت به روش سنتی معمول به صورت کلی است که در مواقع کمبود عرضه و افزایش قیمت تیرآهن درصدی قابل توجه میگردد . با توجه به گستره طراحی در تیر ورقها و سازه های پیش ساخته ، محاسبات فضا سازی و بارگذاری نیز با آزادی عمل بالایی صورت می گیرد .

مزایای ساخت اسکلت پیش ساخته پیچ و مهره ای نسبت به سایر اسکلت های اجراشده عبارتند از :

سرعت اجرا : سرعت اجرای سازه های با اتصالات پیچ و مهره ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملا قابل لمس می باشد و زمان ساخت سازه های پیچ و مهره ای کمتر از سازه های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه های کشورمان این نوع از سازه ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد می گردد .

سرعت نصب : در این گونه از سازه ها بدلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه ، فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می شود .

کیفیت ساخت : کیفیت ساخت سازه با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه های جوشی که در محل نصب سازه ساخته می شوند نمی باشد و دارای کیفیت بسیار بالایی می باشد .

پرت مصالح : معمولا دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص مانندIPE بسته می باشد و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری اضافی به مقطع مورد نظر خود برسد .حال آنکه در ساختمان پیچ و مهره ای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک تر و با مقاومت بیشتر وجود دارد استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل می رسد .

ایمنی و پایداری سازه : چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده است که ساختمان های پیچ و مهره ای به دلیل کیفیت بهتر، پایداری و مقاومت بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند .

هزینه کمتر : اجرای ساختمان پیچ و مهره ای به لحاظ اقتصادی می تواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملا مقاطع آن یکسان می باشد سازه پیچ و مهر ه ای کم هزینه تر باشد . ولی به دلیل باز بودن دست طراح در بهینه سازی و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به راحتی امکان پذیر است .

مقاومت در برابر آتش سوزی : در دماهای بالا معمولا اتصالات پیچ و مهره ای مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه بسیار کمتر از اتصالات جوشی است .

عدم نیاز به فضای کار : معمولا در شهر ها به دلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب جهت ساخت ، اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از این نوع سازه ها ، قابلیت اجرا در شلوغ ترین و کم حجم ترین موقعیت ها را فراهم کرده است.

رواج جهانی : در کلیه کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه ها به صورت پیچ و مهره ای اجرا می شود مگر در سازه های بسیارکم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا میشود که از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه ها در این کشور ها ، عملکرد بهتر آن وتجربه بیشتر آن کشور ها در ساخت سازه های فولادی می باشد .

خوردگی سازه : در سازه های پیچ و مهره ای قبل از رنگ آمیزی ، قطعات داخل دستگاههای سندبلاست و وایربرس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی می شوند که در سازه های جوشی این عملیات انجام نمی گردد و همچنین در سازه های جوشی بجای رنگ غنی شده با روی ، که در سازه های پیچ و مهره ای استفاده می شود ، ضد زنگ بکار می رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه می شود

امکان استفاده در مدیریت حوادث : با توجه به امکان جابجایی این گونه سازه ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان پذیر می باشد .