انواع پيچ و مهره ها

پيچ و مهره ها انواع مختلف و كاربردهاي بسياري دارند كه در زير به بررسي بخشي از آن ها مي پردازيم

پیچ ها (screw ) گاهی اوقات برای محکم کردن درون سطحی فرو میروند که نوک رزوه تیزی دارند گاهی اوقات نیز پیچ ( bolt ) با مهره مناسب به صورت نری و مادگی برای اتصال قطعات به یکدیگر استفاده میشود
شرکت تویوتا برای خودروی 226 – yaris ، 2015 خود فراخوان داده است چرا که ممکن است پیچهای محورهای عقب این خودرو مناسب بسته نشده باشند . این پیچ ها ممکن است هنگام عملکرد چرخها شل شوند و باعث قفل شدن ناگهانی چرخها و یا…
تولید کننده انکربولتancherbolt2
تولید کننده انکر بولتهایی که در سال 2013 در پل Bay شکستند هیچگاه به شرکت کالترانس نگفته بود بولتهایی را که در سال 2009 برای پل واشنگتن استیت تهیه کرده بودند هم ، همان مشکل را داشته است . خطایی که 45 میلیون دلار هزینه….
پیچ و مهره در صنایع هوانوردی
بزرگترین مشکل پیش روی پیچ و مهره ها در طراحی بدنه هواپیما چیست ؟ آیا صرفا ایجاد یک سوراخ قطعات را با یک ابزار به هم پیچ و مهره کردن کافی است ؟ بنظر می رسد بحث و سختی دیگری نداشته باشد ؛ اما استیو پک مدیر استراتژی…
شکست پیچ یک چهارم اینچی دلیل احتمالی سقوط هواپیما
محققان بر این باورند که سقوط هواپیما در ماه ژوئن 2014 به دلیل شکست یکی از پیچ های هواپیما بوده است. (NTSB)هیئت بین المللی ایمنی حمل و نقل با انشار بیانیه ای در هفتم ژوئن
اتصال سازه ها با استفاده از پیچ و مهره-2
مکانیک انتقال نیرو : بیشترین کاربرد اتصالات مکانیکی ( پیچ و مهره ، پین و پرچ …. ) در سازه هایی است که فشار بر محور پیچ عمود میباشد ( شکل 2.1 ) در چنین شرایطی نیروی اصلی در پیچ برش است . کاربرد سازه هایی که اتصال …
جدولِ مقایسۀ اسکلتِ پیش‌ساختۀ پیچ و مهره‌ای با روشِ ساختِ و نصب به‌صورت جوشی
اسکلت‌های فلزیِ پیچ و مهره‌ای-جدولِ مقایسۀ اسکلتِ پیش‌ساختۀ پیچ و مهره‌ای با روشِ ساختِ و نصب به‌صورت جوشی
استاندارد A490 – پیچ A490
تولید پیچ فولادی A490 ASTM در سایزهای m14 تا m36 و تا طول 300mm به همراه مهره و واشر مربوطه – کاربرد در صنایع مختلف نفت و گاز و پتروشیمی ، پل سازی ، صنعت ساختمان ، سازه های فلزی و اسکلت فلزی و …
پیچ و مهره های سازه ای
کاربرد پیچ و مهره های فولادی با گرید های 8.8 و10.9 در سازه های فولادی
پیچ و مهره های نفت و گاز و پتروشیمی
استاد بولت جزء لاینفک بخش مکانیکال تجهیزات پالایشگاهی می باشد . امروز فناوری تولید انواع پیچ های پالایشگاهی در ایران به حد مطلوب استاندارد رسیده است و انواع استاد بولتها در استانداردهای …
طراحی پیچ و مهره برای سازه فلزی
پیچ و مهره ، پین و پرچ جزء ابتدایی ترین اتصالات برای وصل کردن سازه های فلزی به یکدیگر می باشند . این اتصالات در مقایسه با اتصالات جوشی با مشکلات کمتری مواجه هستند و نیز به لحاظ اقتصادی ارزانتر می باشند .
اتصال سازه ها با استفاده از پیچ و مهره
از آنجاییکه امروزه اتصالات پیچ و مهره ای به دیگر اتصالات ترجیح داده می شوند ، تمرکز خود را بر روی این نوع اتصال و قابلیت آنها خواهیم گذاشت . نوع پیچ ها : پیچ ها از لحاظ نوع،توسط استانداردهایی نظیر / ASTM: (ASTM A307- A
دلایل برتری پیچ و مهره نسبت به اتصال با جوش
سرعت نصب و اجرای اتصالات پیچ و مهره ای نسبت به اتصالات جوشی بسیار بالاتر می باشد ؛ چرا که در یک اتصال جوشی ساخت اسکله بعد از تخریب و اجرای فونداسیون می باشد ، حال آنکه در یک اسکلت پیچ و مهره ای ساخت اسکله در هر زمانی…
دلایل برتری پیچ و مهره نسبت به پین و پرچ
نکته قابل توجه در مورد پرچ که باعث شده است در مقایسه با پیچ و مهره کارایی خود را از دست بدهد ، این است که پرچ نیروی گیرنده متناقضی از طرفین وارد میکند که تشخیص ظرفیت اصطکاکی نیروی برشی با مشکل مواجه می شود حال آنکه…
پیچ شش گوش, استادبولت, پیچ آلن, بولت صفحه ستون, مهره چشمی, مهره مربعی, مهره باریک, مهره واشردار, سرخزینه, یوبولت, خودکار, سرمته ای, پیچ چشمی, پیچ تی, رول بولت, مهره خروسکی, مهره قفلی, مهره شش گوش, واشر تختHV ,واشر تخت آهنی ,واشر فنری ,مهره کاسه نمدی ,مهره سربسته ,مهره جوشی ,پیچ اتاقی ,مهره بلند ,پیچ استوانه ,مهره تی ,پیچ دوسره ,پیچ آلن مغزی ,پیچ استیل ,مهره استیل ,واشر استیل ,پیچ متری ,پیچ خروسکی ,مهره چاکدار ,مهره گرد

پیچ های ساختمان

پیچ های ساختمان55377092-3

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 چهارچورب های ساختمانی و پپج 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 از اینکه به تراش پیچ ها اقدام نمائیم لازم است که اجزاء مختلف آنرا بشناسیم برای این منظور بطور خلاصه به شرح 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 از فاصله 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 می دهند.

۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در یک اینچ روی محیط در طول پیچ که برای تعیین آن خط کش یا کلیس را روی پیچ قرار داده و سپس دندانه های بین یک اینچ را می شماریم که معمولاً آنرا با حرف N نمایش می دهیم. علاوه بر آن می توان 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 هائیکه 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 می کنند.

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

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

۸- قطر متوسط (قطر میانه) پیچ Pitch D. – قطر میانه عبارت است از استوانه فرضی که دنده های پیچ را درمحلی قطع می کند 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 می شود.

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 محوری متعددی را نشان می دهد. قسمت بالا یک نوع پیچ یک راهه که دارای یک گام می باشد معرفی می نماید.
تراش پیچ ها اصولاً دو روش درنظر گرفته شده که عبارتند از:

۱- پیچ رتاشی با دور معکوس

۲- پیچ تراشی به کمک ساعت پیچ بری

تراشیدن پیچ های داخلی (مهره ها)

پیچ های داخلی که همان مهره ها می باشند از نظر دندانه بستگی به نوع دندانه پیچ خارجی دارد که شرح انواع آنها قبلاً داده شده است اکنون می پردازیم بشرح تراشیدن پیچ های داخلی

برای اینکه مهره ای جهت پیچ مشخصی بسازیم لازم است که ابتدا آن را به اندازه معینی با مته سوراخ نموده و یا با تراش آن را 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 به خوبی حرکت نماید باید میان قطر داخلی پیچ و قطر داخلی مهره فضای آزادی به نام لقی Clearance پیش بینی شود یعنی مهره را بامته ای که قطرش از قطر داخلی پیچ بزرگتر است سوراخ نمائیم در نتیجه مهره می تواند آزادانه بدون لقی روی پیچ حرکت کند و همچنین این عمل از شکستن قلاویز ضمن قلاویزکاری جلوگیری خواهند نمود.

شرح انواع مختلف پیچ

شرح انواع مختلف پیچ ها:

در بیشتر واحدهای صنعتی از پیچ ها برای سوار کردن و اتصال قطعات روی یکدیگر و نیز تنظیم دستگاههای صنعتی و یا جهت انتقال حرکت استفاده می شود. در کمتر دستگاهی است که از پیچ ها استفاده نمی شود به همین دلیل است که اهمیت آنها در صنعت بسیار زیاد می باشد. مواردی که از پیچ ها استفاده می شود عبارتند از:
ماشینهای ابزار، انواع گیره ها، وسائط نقلیه، ابزرار و ادوات جنگی ، کشتی ها، هواپیماها، ساختمانهای فلزی، میز و صندلی، ماشینهای چاپ و ریسندگی و بافندگی ، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی ، لوازم خانگی و …
نوع جنس پیچ و مهره ها:
در بیشتر مواقع نوع جنس پیچ و مهره بر حسب اعداد و حروف معتبر بین المللی بر روی گل پیچ حک می شود و برای پی بردن به نوع آلیاژ پیچ و مهره کافیست معنی اعداد و حروف درج شده بر روی آن را بدانید .
انواع رزوه های پیچ :

1) مجموعه رزوه درشت
2) مجموعه رزوه ریز
3) مجموعه رزوه فوق العاده ریز
4) مجموعه هشت رزوه ای
5) مجموعه دوازده رزوه ای
6) مجموعه شانزده رزوه ای
7) رزوه امریکایی
8) رزوه دندانه ارّه ای
9) رزوه چهارگوش
10) رزوه پیچ حلزونی 29 درجه.
پیچ های غیر خودکار یا ساده :

این نوع پیچ ها برای ثابت شدن نیاز به مهره دارند یا قطعه ای که مانند مهره باشد و بتواند کار مهره را انجام دهد. معروفترین پیچ از این نوع را می توان انواع پیچ های شش گوش ذکر کرد همچنین پیچ هایی دیگر مثل پیچ اتاقی، پیچ جوشی، پیچ استوانه، پیچ آلن و … را می شود نام برد .

پیچ های عادی برای اتصال دادن قطعات در جایی که اتصال غیر دائمی مورد نیاز باشد به کار می روند .
پیچ های خودکار :
پیچ های مخروطی معمولاً دارای دندانه های درشت می باشند و برای اتصال قطعات نرم مانند چوب و پلاستیک بکار می روند.

پیچ های خودکار نوعی از پیچ هستند که برای ثابت شدن در قطعه مورد اتصال نیازی به مهره ندارند و درون کار فرو می روند و نوک آنها معمولا مانند 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 مهره

تعریف پیچ :
استوانه ای است که شیارهای مارپیچ آن را احاطه کرده است. طراحی شیار پیچ ها برای بریدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شیارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نیم دایره روی سطح جانبی بدنه ایجاد می شود.

برای شناخت پیچ ها و تعریف پیچ ها به 4 مشخصه نیازمندیم :

الف ) قطر پیچ ب) طول پیچ ج ) نوع کله پیچ د ) نوع دنده و گام پیچ فاصله قله دو نخ رزوه کنار هم
رده ی مقاومتی پیچ:

رده ی مقاومتی در پیچ ها بر اساس استاندارد DIN با سه عدد ۸٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹ تعریف شده است .

شایع ترین کاربرد پیچ برای نگه داری اشیا و قطعات به یکدیگر می باشند. بخش استوانه ای از قسمت انتها تا نوک پیچ را پای پیچ گویند که ممکن است کل یا بخشی از آن رزوه شده باشد. به فاصله میان هر شیار با شیار دیگر گام پیچ گفته می شود.
پیچ های قدرت که گاهی محرک های خطی یا پیچ های انتقال نیز نامیده می شوند، برای تبدیل حرکت دورانی مهره یا پیچ به حرکت خطی نسبتا آهسته در امتداد محور پیچ به کار می روند. هدف بسیاری از آن ها اخذ مزیت مکانیکی بیشتر است، مانند جک ها و پرس ها و هدف برخی حصول به جا به جایی دقیق حرکت محوری است.

جنس پیچ ها
جنس پیچ ها می تواند از فلز، چوب، پلاستیک باشد. پر مصرف ترین مواد در تولید این نوع اتصالات فولاد می باشد و نوع آن فولادهای کم کربن و کربن متوسط می باشد. ولی استفاده کردن از فولادهای با کربن بالا، فولاد زنگ نزن(استنلس استیل )(صنایع دریایی -صنایع غذایی -مکانهای مرطوب )، آلومینیوم (ظروف تفلون)، مس، برنج نیز معمول می باشد.
یکی از مهمترین نکاتی که در تولید این گونه اتصالات مانند پیچ و مهره و پرچ باید توجه داشت نوع و جنس مواد اولیه می باشد. 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 می شود 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 می باشد که در فولاد های با قابلیت CHQ سعی می شود تا حبابهاب 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 و ترک نداشته باشد.

انواع پیچ ها از نظر کاربرد :
پیچ ها در صنعت به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرند.

الف: پیچ های محکم کننده : این پیچ ها به منظور وصل کردن دو چند قطعه مختلف به یکدیگر به کار می روند که معمو لا فرم دندانه ی آن مثلثی (v) می باشد.

ب: پیچ انتقال حرکت : این پیچ ها شامل انو اع پیچ ها و حلزون هایی است که جهت انتقال حرکت یا تبدیل حرکت دورانی به حرکت مستقیم الخط و یا تغییر سرعت به کار می رود. فرم مقطع پیچ های انتقال حرکت اغلب ذوزنقه ای یا مربعهای می باشد. و از موارد استفاده ی آنها هدایت سوپرت ماشین و میز صفحه تراش و فرز می باشد.

سیستم های پیچ:

پیچ ها را در دو سیستم استاندارد کرده اند:

1- سیستم DIN= فرم صنعتی المان

2- سیستم ISO= سازمان استاندارد بین المللی

روش و استاندارد DIN تا سال 1960 متداول بود و هم اکنون سیستم ISO

جایگزین آن شده است . درسیستم DIN به دلیل اینکه سر دندانه ها تیز می باشد و باعث خراب شدن سریع پیچ ها می شود یکی از عیب های این سیستم می باشد.

جهت گردش دندانه های پیچ :

اگر جهت حرکت دندانه پیچ ها به طرف راست باشد پیچ راست گرد گفته می شود. برای شناخت آن کافی است به آن عمود نگاه کنیم درصنعت موارد استفاده پیچ های راست گرد بیشتر از چپ گرد است. پیچ های چپ گرد برای اتصال لوله هایی که برای گازهای قابل اشتعال مورد استفاده قرار می گیرد .
اتصالات پیچ شده به صورت اینکه چگونه بار اعمالی را انتقال می دهند دسته بندی می شوند .اگر بار به صورت موازی با محور پیچ ها وارد شود . اتصال با نام اتصال کششی شناخته می شود .

هنگامی که بار وارده بر اتصال به صورت عمود بر محور پیچ ها باشد اتصال به نام اتصال برشی نامیده می شود.

دراتصال برشی پیچ ها می توانند به صورت بین برشی بارها ی اعمالی را انتقال دهند یا اینکه پیچ های سفت شده تا یک اتصال اصطکاکی را به وجود آورند.

حالت مرکب نیز می تواند وجود داشته باشد که درآن بار به صورت حالت مرکبی از دو حالت انتقال پیدا کند. از لغزش در اتصالات اصطکاکی توسط نیروی فشاری بین اجزا جلوگیری می شود که این نیروی فشاری با کشش پیچ حاصل می شود. این نیروی اصطکاکی که باعث نگهداری اتصال می شود به چند عامل مهم بستگی دارد که در این میان نیروی پیچ بار پیچ و مقاومت لغزشی سطوح اعضای اتصال دو عامل مهمتر می باشند .

اتصال برشی به طور معمول در سازه های هوا فضایی ، ساختمانی ، خطوط راه آهن و پل ها یافت می شوند.

محدودیت‌های اتصالات پیچی

محدودیت‌های اتصالات پیچی

وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع ۶۰ متر و بیشتر.
وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع بین ۳۰ تا ۶۰ متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آنها از ۴۰ % کمتر باشد
وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع کمتر از ۳۰ متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آنها از ۲۵ % کمتر باشد.
در سازه‌های با ارتفاع بیش از ۴۰ متر، برای اتصال همه‌ی تیرها و شاهتیرها به ستون‌ها و یا اتصالات هر نوع تیر یا شاهتیری که مهار ستون‌ها با آنها مرتبط باشد.
همه‌ی سازه‌هایی که جراثقال‌های با ظرفیت بیش از ۵ تن تحمل می‌کنند. وصله‌ی خرپاها یا تیرهای شیبدار سقف، اتصال خرپاها به ستون‌ها، وصله‌ی ستون‌ها، مهار ستون‌ها، مهار زانویی بین خرپای تیر سقف و ستون و تکیه‌گاه‌های جرثقیل مشمول این امر هستند.
در اتصالات تکیه‌گاه‌های اعضایی که ماشین‌های متحرك یا بارهای زنده از نوعی را تحمل می‌کنند که تولید ضربه و یا معکوس شدن تنش‌ها را به همراه داشته باشد

وظایف بازرسان پیچ و مهره‌

مطالعه‌ی دقیق مباحث اجرایی مشخصات فنی، نقشه‌های قرارداد، نقشه‌های کارگاهی ساخت و نیز نصبی پروژه.
که از سوی کارخانه‌ی سازنده صادر شده است و حصول اطمینان از تطابق ویژگی‌های « گواهینامه‌های مطابقت مواد » مطالعه‌ی همه‌ی مواد قطعات با الزامات پروژه.
تایید شناسایی مواد پیچ و مهره‌ها.
تایید وجود شرایط مناسب و تحت کنترل جهت انبار قطعات.
تایید وجود دستور کارهای مصوب نصب پیچ و مهره و استفاده از این دستورکارها در روند عملیات اجرایی.
تایید صلاحیت همه‌ی پرسنل نصاب پیچ و مهره.
حصول اطمینان از آگاهی تمام نیروهای کاری از دستور کار نصب پیچ و مهره.
مشاهده‌ی آزمایش پیش از نصب که در آغاز کار و به ازای هر محموله انجام می‌شود.
در روش استفاده از آچار کالیبره، عملیات کالیبراسیون آچار در ابتدای هر شیفت کاری بررسی و بازرسی شود.
کنترل کفایت وضعیت اتصال اعم از وضعیت ابعاد سوراخ‌ها، عدم وجود وضعیت نامناسب در سوراخ‌هایی که گشاد شده و یا برق ‌زده شده‌اند.
در اتصالات اصطکاکی، کنترل مناسب بودن وضعیت سطوح ورق‌های اتصالی که بر روی هم قرار می‌گیرند.
کنترل سفت شدن نخستین همه‌ی پیچ‌ها، پیش از اعمال نیروی پیش‌تنیدگی.
در اتصالاتی که باید پیش‌تنیده شوند، در قالب یک برنامه‌ی زمان‌بندی مناسب عملیات پیش‌تنیدگی کنترل شود تا از درستی انجام آن اطمینان حاصل شود.
هر گونه اختلاف نظر در خصوص دستیابی به میزان پیش‌تنیدگی مورد نظر باید بلافاصله حل و فصل شود. گزارش کاملی در خصوص اتصالات مشاهده و بازرسی شده که مورد قبول قرار گرفته‌اند تهیه شود. این گزارش باید طبق برنامه و در زمان‌های مربوطه و از پیش مشخص به دستگاه مربوطه تحویل شود.

اتصالات پیچیاتصالات سازه‌های فولادیسازه‌های پیچ و مهره سازه‌های فلزیسیستم‌های سازه‌ایفرایندهای جوشکاریمقایسه سیستم‌های سازه‌ای

‌انواع پیچ‌ در اتصالات

‌انواع پیچ‌ها‌ در اتصالات

تقسیم بندی پیچ‌های معمولی و پیچ‌های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی کششی آنها و نوع مصالحی که در ساخت و تولید آنها به کار می‌رود، انجام می‌گیرد. هر دو نوع پیچ معمولی و پرمقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.
پیچ‌های معمولی‌

مصالح پیچ‌های معمولی از نوع فولاد نرمه با کربن کم هستند. پیچ‌های معمولی در استاندارد ASTM ۳۰۷ با علامت A مشخص می‌شوند. قیمت پیچ‌های معمولی از پیچ‌های پرمقاومت کمتر بوده و با قطرهای‌ محدود ساخته می‌شوند. مورد مصرف آنها در سازه‌های سبک مانند خرپاهای کوچک، سازه‌های موقتی و اعضای درجه دوم سازه‌ها مانند مهاربندها و لاپه‌ها هستند. از پیچ‌های معمولی به عنوان وسیله کمکی مونتاژ نیز در اتصالاتی که اعضای اصلی آن توسط جوش و یا پیچ های پرمقاومت متصل می‌شوند استفاده میکنند.
پیچ‌های پرمقاومت

عرضه پیچ‌های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه‌های فولادی و اتصالات آنها به وجود آورد. مصالح پیچ‌های پرمقاومت از فولاد با کربن متوسط است که خود و مهره آنها به وسیله عملیات مرغوب سازی (حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می‌شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود ۱۶ تا ۲۵ ساعت گداخته می‌شوند.
انواع عملکرد اتصالات پیچی‌
انواع اتصال‌های پیچی

به طور کلی دو فلسفه در عملکرد اتصالات پیچی وجود دارد که شامل اتصال اتکایی و اتصال اصطکاکی هستند.
عملکرد اتصال اتکایی

در عملکرد اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می‌گیرد و مهره بسته می‌شود. هنگامی که بار خارجی به پیچ وارد می‌شود، قطعات اتصال لغزش پیدا می‌کنند که در اثر آن، یک نیروی فشاری به لبه‌های اتصال وارد می‌شود که تبدیل به نیروی برشی در پیچ می‌شود. این اتصال تنها برای حالت بارگذاری ثقلی بوده و در طرح لرزه‌ای نباید از این نوع عملکرد در اتصال استفاده نمود. در این نوع اتصال هیچ نیروی پیش‌تنیدگی در پیچ ایجاد نمی‌شود و برای اجرای این اتصال، تنها سفت کردن پیچ به وسیله‌ی کارگر کفایت می‌کند.
عملکرد اتصال اصطکاکی

هنگامی که پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می‌گیرد، علاوه بر مهره باید از واشر نیز استفاده نمود‌. باید توجه شود که واشر مصرفی در اتصال اصطکاکی نباید از نوع واشر فنری باشد. در طراحی لرزه‌ای تنها باید از این فلسفه‌ی طراحی در اتصال استفاده شود. به عبارتی دیگر، در طراحی همه‌ی اتصالات قاب‌های خمشی و قاب‌های دوگانه و نیز اتصالات بادبندی و وصله‌ی ستون‌های باربر جانبی در قاب‌های ساده باید از این نوع عملکرد استفاده نمود. در این نوع اتصال، علاوه بر سفت کردن نخستین پیچ، باید به مقداری که در طراحی مشخص شده است، نیروی پیش‌تنیدگی نیز در پیچ ایجاد شود. با اعمال نیروی پیش- تنیدگی، در پیچ تحت کشش قرار گرفته و با اعمال بار، بین صفحات اتصال اصطکاك به وجود می‌آید که
باعث عدم لقی و کارکرد کامل اتصال می‌شود. باید در نظر داشت که شکل پیچ در اتصال اصطکاکی با شکل پبچ در اتصال اتکایی متفاوت است. به طوری که پیچ‌های اتصال اصطکاکی دارای سر پیچ بزرگتر هستند.

زمانی‌ که یک پیچ پرمقاومت بدون کشش اولیه، تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار می‌گیرد، نیروی کششی درون پیچ با نیروی اعمال شده برابر می‌شود. در صورتی که پیچ پیش‌تنیده (پیش‌کشیده) شده باشد، درصد بسیار زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری و یا گیرهای اعمال شده به اجزای اتصال می‌شود. به دلیل آنکه به طور معمول کشش به وجود آمده در پیچ‌های پرمقاومت ناشی از نیروی کششی خارجی در لحظه‌ی جداشدن قطعات از یکدیگر نزدیک به ده درصد بیش از کشش در آغاز بارگذاری است، لذا باید همه‌ی پیچ‌هایی که تحت اثر کشش مستقیم قرار دارند، پیش‌کشیده شوند.
الزامات ضریب اصطکاك سطوح فولادی در اتصالات اصطکاکی‌

به طور کلی اصطکاك حاصل دو عامل بوده، یکی زبری سطح و دیگری نیروی پیش‌تنیدگی. در طراحی فرض بر رنگ نشدن و وجود زبری مناسب سطوح اتصال است، در نتیجه هنگامی که قطعات نصب می‌شوند، باید همه‌ی سطوح اتصال (شامل سطوح مجاور سرپیچ‌ها و مهره‌ها) از قسمت‌های پوسته شده و دیگر مواد زاید عاری بوده و به ویژه سطوح تماس اتصالات اصطکاکی باید به طور کامل تمیز باشد و اثری از پوسته‌ی زنگ، رنگ، لاك، انواع روغن و مصالح دیگر در آنها وجود نداشته باشد. بنابراین پس از اینکه اتصال به وجود آمد، محل همه‌ی پیچ‌های بسته شده رنگ آمیزی می‌شود.

اتصالات سازه‌های فولادی

 

اتصالات سازه‌های فولادی

اتصالات در تمامی سازه‌ها از جمله سازه‌های فولادی یکی از اجزای اساسی سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم‌های سازه‌ای است. یک اتصال ضعیف و نامناسب می‌تواند منجر به یک سری زوال‌های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی شود. از آنجا که زوال اعضای سازه‌ای خیلی کم اتفاق می‌افتد، بسیاری از زوال‌های سازه‌ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات‌ یا ضعف در جزئیات اجرائی است. در طراحی و اجرای اتصالات ساختمان‌های فولادی باید توجه ویژه‌ای بشود که حتی در ساختمان‌های در حال احداث نیز مشکلات متعددی دیده می‌شود که به هنگام زلزله شکست جوش و گسیختگی اتصال ساده‌، یا گیردار تیر به ستون ساختمان‌های فولادی زیاد تجربه شده است.

امروزه اجزای سازه‌ای فولادی توسط جوش یا پیچ‌ یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل می‌شوند. تا چند دهه قبل اتصالات توسط جوش ‌یا پرچ انجام می‌شد. بعد استفاده از پیچ به خصوص پیچ‌های با مقاومت زیاد بسیار رایج و مرسوم شد به طوری که امروزه در سازه‌های فولادی دیگر از پرچ استفاده نمی‌شود. دلایلی را برای این تغییر (یعنی استفاده از پیچ به جای پرچ) می‌توان برشمرد، از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

برای نصب یک پیچ به دو کارگر معمولی نیاز است در صورتی که یک پرچ توسط چهار کارگر ماهر اجرای می‌شد.
اجرای پرچ یک عملیات به علت حمل پرچ گداخته از محل کوره تا محل نصب نسبتا خطرناك و پر سر و صدا است.
اجرای اتصالات پیچی بسیار سریع انجام می‌گیرد و زمان نصب را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

زیرا با این وجود ضوابط مربوط به ساخت و اجرای اتصالات پرچی کنار گذاشته نشده‌ و هنوز توسط آئین نامهAICS ارائه می شود. بسیاری از سازه‌های فولادی موجود در گوشه و کنار جهان دارای اتصالات پرچی هستند و شناخت رفتار آنها برای ارزشیابی مقاوم‌ترین سازه‌ها و ترمیم سازه‌های قدیمی الزامی است. به طور کلی، اصول آنالیز و طراحی اتصالات پرچی نظیر اتصالات پیچی بوده با این تفاوت که خصوصیات مصالح آنها متفاوت است. نوع دیگر عامل اتصال، جوش است که بسیار مرسوم بوده و دارای چندین مزیت نسبت به پیچ است. یک اتصال جوشی از نظر طراحی، بر اساس مفاهیمی نسبتا ساده استوار است. بعضی از اتصالات پیچی که طراحی و اجرای آنها پیچیده باشد با سهولت بیشتر توسط شکل باید با استفاده از نبشی، پرچ و یا پیچ، مهره و I جوش طراحی و اجرا می‌شوند. به عنوان مثال برای ساخت یک تیر ورق با مقطع، واشر بال‌ها را به جان متصل کرده، در صورتی که توسط جوش این تیر ورق به سادگی قابل ساخت است.

از طرف دیگر جوش نیز مشکلات خاص خود را دارد و یکی از مهمترین موضوعات در هر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری آن است. جوشکاری باید توسط استادکاران ماهر انجام شده و جوش اجرا شده مورد بازرسی‌های لازم بر اساس نوع جوش قرار گیرد. بازرسی جوش عملیاتی دقیق، زمان گیر و پرهزینه است. جوش‌ها در همه بخش‌ها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی شود. امروزه استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه‌های فولادی بسیار رایج و متداول شده است. چون عموماً در ساخت و تولید پیچ‌ها از فولادهای مخصوص با عملیات ویژه استفاده می‌کنند. مصالح پیچ‌ها دارای مقاومت گسیختگی به مراتب بالاتر از فولادهای ساختمانی معمولی هستند. دست یابی به پیچ‌های پرمقاومت و با کیفیت مناسب موجب فراهم شدن افق‌های جدیدی در زمینه اتصالات انواع سازه‌های فولادی اعم از ساختمان، پل و تاسیسات صنعتی شده است.
مزایا و معایب اتصالات پیچی‌

مزایای اتصالات پیچی به شرح زیر است.
‌سرعت اجرا

سرعت اجرای سازه‌های با اتصالات پیچ و مهره‌ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملاً قابل لمس است و زمان ساخت سازه‌های پیچ و مهره‌ ای کمتر از سازه‌های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه‌های کشورمان این نوع از سازه‌ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد میشود.
سرعت نصب

در این گونه از سازه‌ها بدلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه‌، فقط با جای گذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می‌شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می‌شود و خطاهای نصب به حداقل خود می‌رسد.
امکان باز نمودن سازه و استفاده مجدد

اعضای سازه‌های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل شده‌اند، می‌توان از هم جدا نمود و در محل دیگری مجدداً آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث نمود. این موضوع در اجرای سازه‌های موقت نظیر پل‌ها و داربست‌های غیردائم اهمیت ویژه‌ای دارد.
‌کیفیت ساخت

کیفیت ساخت سازه با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه‌های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه‌های جوشی که در محل نصب سازه ساخته می‌شوند نبوده و دارای کیفیت بسیار بالایی است.
پرت مصالح

معمولاً دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص مانند IPE بسته بوده و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری اضافی به مقطع مورد نظر خود برسد. حال آنکه در ساختمان پیچ و مهره‌ای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک‌تر و با مقاومت بیشتر وجود دارد. استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل می‌رسد‌.
‌ایمنی و پایداری سازه

چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده‌ که ساختمان‌های پیچ و مهره‌ای به دلیل کیفیت بهتر، پایداری و مقاومت بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند.
‌هزینه کمتر

اجرای ساختمان پیچ و مهره‌ای به لحاظ اقتصادی می‌تواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملاً مقاطع آن یکسان است سازه پیچ و مهر‌ه‌ای کم هزینه‌تر 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 مهره‌ای مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه بسیار کمتر از اتصالات جوشی است .
‌عدم نیاز به فضای کار

معمولاً در شهر‌ها به دلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب جهت ساخت‌، اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از این نوع سازه‌ها، قابلیت اجرا در شلوغ‌ترین و کم حجم‌ترین موقعیت‌ها را فراهم کرده است.
‌رواج جهانی

در تمامی کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه‌ها به صورت پیچ و مهره‌ای اجرا می‌شود مگر در سازه‌های بسیار کم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا می‌شود. ‌از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه‌ها در این کشور‌ها‌، عملکرد بهتر آن و تجربه بیشتر آن کشور‌ها در ساخت سازه‌های فولادی است.
خوردگی سازه

در سازه‌های پیچ و مهره‌ای قبل از رنگ آمیزی‌، قطعات داخل دستگاه‌های سندبلاست و وایر برس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی می‌شوند که در سازه‌های جوشی این عملیات انجام نمیشود و همچنین در سازه‌های جوشی بجای رنگ غنی شده با روی‌، که در سازه‌های پیچ و مهره‌‌ای استفاده می‌شود‌، ضد زنگ بکار می‌‌رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه می‌شود.
‌امکان استفاده در مدیریت حوادث

با توجه به امکان جابجایی این گونه سازه‌ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان پذیر است.
‌شرایط محیطی کار

برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت‌های ذکر شده در اجرای سازه‌های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است.

مشکل عمده در اجرای سازه‌های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ‌ها و عدم رعایت میزان پیش تنیدگی در پیچ‌ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می‌آید. بنابراین در تعبیه سوراخ‌های اعضا در کارگاه‌های صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ‌ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
جلوگیری از خوردگی اتصالات‌

دوام اتصالات به درجه خوردگی محیط در دوران سرویس بستگی دارد. خرابی‌های ناشی از زنگ زدگی باعث گسیختگی پیش از موقعی شود، بنابراین محافظت در برابر خوردگی به منظور حفظ تمامیت و یکپارچگی سازه در طول عمر خود باید مورد توجه قرار گیرد. پیچ‌ها و مهره‌ها در سازه‌های فولادی یکی از اجزای مهم بوده که تمامیت کل سازه به آنها بستگی دارد. برای محافظت در برابر خوردگی می‌توان از فلزهای مقاوم و یا پوشش‌های محافظ قبل و بعد از نصب استفاده نمود. استفاده از اتصالاتی که از آلیاژهای مقاوم ساخته شده‌اند بهترین راهکار در محیط‌های بسیار خورنده است. پوشش‌های محافظ شامل روی، کادمیوم و فلزات گران قیمتی مانند نیکل و قلع است که باید پیش از نصب مورد استفاده قرار گیرند. در مورد فلزات فعال‌تر مانند روی و کادمیوم ضخامت پوشش اهمیت زیادی دارد اما پوشش‌های نازك نیکل و قلع می‌تواند در دراز مدت به خوبی از سازه محافظت نماید.

سازه‌های پیچ و مهره

سازه‌های پیچ و مهره

‌امروزه استفاده از سازه‌های پیچ و مهره‌ در صنعت، به نحو چشمگیری افزایش یافته به طوری که این سازه‌ها در گذشته فقط شامل سوله‌های صنعتی و مجتمع‌های پتروشیمی و سازه‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می‌شدند‌. هم اکنون کاربرد این سازه‌ها در ساختمان‌های مسکونی‌، اداری و تجاری که در شهرها نیز ساخته می‌شود با رشد چشمگیری روبرو بوده است‌.

از مهمترین دلایل استفاده از سازه‌های پیچ و مهره‌ در کشور‌های صنعتی عدم نیاز به جوشکاری، زمان نصب سازه ‌در موقعیت‌های سخت، همچنین سرعت بیشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازه‌های جوشی است. همچنین اسکلت‌هایی که در محوطه پروژه‌های ساختمانی تولید می‌شوند بخاطر محدودیت در تامین برق کافی و بکار گیری دستگاه‌های جوش مدرن (‌با نرخ نفوذ بالا و استاندارد‌)‌، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین‌، تیم‌های مجرب‌، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و … نه تنها فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پاگیر و دارای پروسه‌ای زمان بر هستند که بلاشک منجر به ایجاد ترافیک در معا‌بر و تزاحم همسایگان می‌‌شود.

سازه‌های پیچ و مهره
اتصالات سازه‌های فولادی

اتصالات در تمامی سازه‌ها از جمله سازه‌های فولادی یکی از اجزای اساسی سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم‌های سازه‌ای است. یک اتصال ضعیف و نامناسب می‌تواند منجر به یک سری زوال‌های پی در پی و بنیادی در سازه فولادی شود. از آنجا که زوال اعضای سازه‌ای خیلی کم اتفاق می‌افتد، بسیاری از زوال‌های سازه‌ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات‌ یا ضعف در جزئیات اجرائی است. در طراحی و اجرای اتصالات ساختمان‌های فولادی باید توجه ویژه‌ای بشود که حتی در ساختمان‌های در حال احداث نیز مشکلات متعددی دیده می‌شود که به هنگام زلزله شکست جوش و گسیختگی اتصال ساده‌، یا گیردار تیر به ستون ساختمان‌های فولادی زیاد تجربه شده است.

امروزه اجزای سازه‌ای فولادی توسط جوش یا پیچ‌ یا ترکیبی از این دو به یکدیگر متصل می‌شوند. تا چند دهه قبل اتصالات توسط جوش ‌یا پرچ انجام می‌شد. بعد استفاده از پیچ به خصوص پیچ‌های با مقاومت زیاد بسیار رایج و مرسوم شد به طوری که امروزه در سازه‌های فولادی دیگر از پرچ استفاده نمی‌شود. دلایلی را برای این تغییر (یعنی استفاده از پیچ به جای پرچ) می‌توان برشمرد، از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

برای نصب یک پیچ به دو کارگر معمولی نیاز است در صورتی که یک پرچ توسط چهار کارگر ماهر اجرای می‌شد.
اجرای پرچ یک عملیات به علت حمل پرچ گداخته از محل کوره تا محل نصب نسبتا خطرناك و پر سر و صدا است.
اجرای اتصالات پیچی بسیار سریع انجام می‌گیرد و زمان نصب را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

زیرا با این وجود ضوابط مربوط به ساخت و اجرای اتصالات پرچی کنار گذاشته نشده‌ و هنوز توسط آئین نامهAICS ارائه می شود. بسیاری از سازه‌های فولادی موجود در گوشه و کنار جهان دارای اتصالات پرچی هستند و شناخت رفتار آنها برای ارزشیابی مقاوم‌ترین سازه‌ها و ترمیم سازه‌های قدیمی الزامی است. به طور کلی، اصول آنالیز و طراحی اتصالات پرچی نظیر اتصالات پیچی بوده با این تفاوت که خصوصیات مصالح آنها متفاوت است. نوع دیگر عامل اتصال، جوش است که بسیار مرسوم بوده و دارای چندین مزیت نسبت به پیچ است. یک اتصال جوشی از نظر طراحی، بر اساس مفاهیمی نسبتا ساده استوار است. بعضی از اتصالات پیچی که طراحی و اجرای آنها پیچیده باشد با سهولت بیشتر توسط شکل باید با استفاده از نبشی، پرچ و یا پیچ، مهره و I جوش طراحی و اجرا می‌شوند. به عنوان مثال برای ساخت یک تیر ورق با مقطع، واشر بال‌ها را به جان متصل کرده، در صورتی که توسط جوش این تیر ورق به سادگی قابل ساخت است.

از طرف دیگر جوش نیز مشکلات خاص خود را دارد و یکی از مهمترین موضوعات در هر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری آن است. جوشکاری باید توسط استادکاران ماهر انجام شده و جوش اجرا شده مورد بازرسی‌های لازم بر اساس نوع جوش قرار گیرد. بازرسی جوش عملیاتی دقیق، زمان گیر و پرهزینه است. جوش‌ها در همه بخش‌ها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی شود. امروزه استفاده از پیچ به عنوان یک وسیله مناسب و قابل اطمینان در ساخت و اجرای سازه‌های فولادی بسیار رایج و متداول شده است. چون عموماً در ساخت و تولید پیچ‌ها از فولادهای مخصوص با عملیات ویژه استفاده می‌کنند. مصالح پیچ‌ها دارای مقاومت گسیختگی به مراتب بالاتر از فولادهای ساختمانی معمولی هستند. دست یابی به پیچ‌های پرمقاومت و با کیفیت مناسب موجب فراهم شدن افق‌های جدیدی در زمینه اتصالات انواع سازه‌های فولادی اعم از ساختمان، پل و تاسیسات صنعتی شده است.
مزایا و معایب اتصالات پیچی‌

مزایای اتصالات پیچی به شرح زیر است.
‌سرعت اجرا

سرعت اجرای سازه‌های با اتصالات پیچ و مهره‌ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملاً قابل لمس است و زمان ساخت سازه‌های پیچ و مهره‌ ای کمتر از سازه‌های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه‌های کشورمان این نوع از سازه‌ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد میشود.
سرعت نصب

در این گونه از سازه‌ها بدلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه‌، فقط با جای گذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می‌شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می‌شود و خطاهای نصب به حداقل خود می‌رسد.
امکان باز نمودن سازه و استفاده مجدد

اعضای سازه‌های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل شده‌اند، می‌توان از هم جدا نمود و در محل دیگری مجدداً آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث نمود. این موضوع در اجرای سازه‌های موقت نظیر پل‌ها و داربست‌های غیردائم اهمیت ویژه‌ای دارد.
‌کیفیت ساخت

کیفیت ساخت سازه با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه‌های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه‌های جوشی که در محل نصب سازه ساخته می‌شوند نبوده و دارای کیفیت بسیار بالایی است.
پرت مصالح

معمولاً دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص مانند IPE بسته بوده و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری اضافی به مقطع مورد نظر خود برسد. حال آنکه در ساختمان پیچ و مهره‌ای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک‌تر و با مقاومت بیشتر وجود دارد. استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل می‌رسد‌.
‌ایمنی و پایداری سازه

چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده‌ که ساختمان‌های پیچ و مهره‌ای به دلیل کیفیت بهتر، پایداری و مقاومت بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند.
‌هزینه کمتر

اجرای ساختمان پیچ و مهره‌ای به لحاظ اقتصادی می‌تواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملاً مقاطع آن یکسان است سازه پیچ و مهر‌ه‌ای کم هزینه‌تر 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 مهره‌ای مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه بسیار کمتر از اتصالات جوشی است .
‌عدم نیاز به فضای کار

معمولاً در شهر‌ها به دلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب جهت ساخت‌، اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از این نوع سازه‌ها، قابلیت اجرا در شلوغ‌ترین و کم حجم‌ترین موقعیت‌ها را فراهم کرده است.
‌رواج جهانی

در تمامی کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه‌ها به صورت پیچ و مهره‌ای اجرا می‌شود مگر در سازه‌های بسیار کم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا می‌شود. ‌از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه‌ها در این کشور‌ها‌، عملکرد بهتر آن و تجربه بیشتر آن کشور‌ها در ساخت سازه‌های فولادی است.
خوردگی سازه

در سازه‌های پیچ و مهره‌ای قبل از رنگ آمیزی‌، قطعات داخل دستگاه‌های سندبلاست و وایر برس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی می‌شوند که در سازه‌های جوشی این عملیات انجام نمیشود و همچنین در سازه‌های جوشی بجای رنگ غنی شده با روی‌، که در سازه‌های پیچ و مهره‌‌ای استفاده می‌شود‌، ضد زنگ بکار می‌‌رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه می‌شود.
‌امکان استفاده در مدیریت حوادث

با توجه به امکان جابجایی این گونه سازه‌ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان پذیر است.
‌شرایط محیطی کار

برای اجرای مناسب اتصالات جوشی لازم است درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت‌های ذکر شده در اجرای سازه‌های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر است.

مشکل عمده در اجرای سازه‌های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ‌ها و عدم رعایت میزان پیش تنیدگی در پیچ‌ها و عدم انطباق آنها هنگام اجرا و نصب پدید می‌آید. بنابراین در تعبیه سوراخ‌های اعضا در کارگاه‌های صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ‌ها تعیین و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ نمودن اعضا صورت گیرد.
جلوگیری از خوردگی اتصالات‌

دوام اتصالات به درجه خوردگی محیط در دوران سرویس بستگی دارد. خرابی‌های ناشی از زنگ زدگی باعث گسیختگی پیش از موقعی شود، بنابراین محافظت در برابر خوردگی به منظور حفظ تمامیت و یکپارچگی سازه در طول عمر خود باید مورد توجه قرار گیرد. پیچ‌ها و مهره‌ها در سازه‌های فولادی یکی از اجزای مهم بوده که تمامیت کل سازه به آنها بستگی دارد. برای محافظت در برابر خوردگی می‌توان از فلزهای مقاوم و یا پوشش‌های محافظ قبل و بعد از نصب استفاده نمود. استفاده از اتصالاتی که از آلیاژهای مقاوم ساخته شده‌اند بهترین راهکار در محیط‌های بسیار خورنده است. پوشش‌های محافظ شامل روی، کادمیوم و فلزات گران قیمتی مانند نیکل و قلع است که باید پیش از نصب مورد استفاده قرار گیرند. در مورد فلزات فعال‌تر مانند روی و کادمیوم ضخامت پوشش اهمیت زیادی دارد اما پوشش‌های نازك نیکل و قلع می‌تواند در دراز مدت به خوبی از سازه محافظت نماید.

درجه بندی مقاومت پیچ ها

درجه بندی مقاومت پیچ ها

Bolts Strength Classes

Description :

معمولا کارخانجات تولید پیچ ، آن ها را بر اساس درجه قدرت یا تحمل نیرو به انواع مختلف تقسیم بندی میکنند که اعداد حک شده بر پیچ ها معرف این طبقه بندی می باشد .درجه بندی پیچ ها براساس مقاومت کششی انجام شده و درسیستم متریک ، property class نامیده می شود. طبقه بندی مکانیکی درسیستم ISO در استاندارد 20898 EN قسمت 1 و2 ارائه شده است.

Keywords :

استحکام پیچ ، مقاومت کششی ، استحکام تسلیم ، گرید پیچ

Bolt Strength , Tension Strength , Yeild stress , Bot Grade

نامگذاری درجه بندی استحکام پیچ های متریک توسط اعداد و به صورت زیر است:

عدد قبل ازاعشار، معرف یک درصد حداقل مقاومت کششی برحسب مگاپاسکال ( MPa ) وعدد بعداز اعشارمعرف ده برابر نسبت حداقل استحکام تسلیم به حداقل مقاومت کششی است.

اعداد فوق هردو به طورتقریبی و دقیق نیستند. به عنوان مثال درکلاس 4.6 عدد اول معرف یک صدم مقاومت کششی (مقاومت در حد گسیختگی) برحسب مگاپاسکال ( Mpa ) 4=0.01*400 و عدد بعد از اعشار معرف ده برابر نسبت حداقل استحکام تسلیم به حداقل مقاومت کششی (مقاومت درحدگسیختگی) است،یعنی مقاومت کششی (مقاومت درحدگسیختگی) ضرب درعدد بعداز اعشار تقسیم بر 10 برابراست با استحکام تسلیم برحسب مگاپاسکال( Mpa ) 400*6/10=24. مقادیر استحکام نامی است واعداد واقعی پس از انجام آزمون مشخص خواهد شد.

استحکام تسلیم همواره برحسب درصدی از استحکام کششی بیان میشود. به عبارت دیگر با ضرب اعداد قبل و بعد از اعشار در هم و نیز درعدد 10 استحکام تسلیم به دست می آید. به عنوان مثال: استحکام تسلیم پیچ 6/4 برابراست با 240 مگاپاسکال( 6*4*10-240 ). گرید تمام پیچ ها با هر درجه ی استحکامی باید روی سر پیچ به طور خوانا درج شود. در این مورد گرید پیچ های8/8 و بالاتر ترجیحاً درکنار سر پیچ یا روی آن درج می شود.مقایسه ی تقریبی درجه بندی استحکام پیچ ها در سیستم اینچی و متریک درجدول 2 آمده است.

10.9

9.8

8.8

5.8

4.6

طبقه بندی ISO

8

5

5

2

1

طبقه بندی اینچی

A490

A449

A325

***

A307

مدل ASTM

البته اگر قطر اسمی پیچ ها کمتر از 5mm باشد، نیازی به درج گرید روی آن نیست. تقریبا جهت پیچ های متریک در استاندارد ISO 898 ، ده نوع گرید مکانیکی تعریف شده است.

توجه: دراستانداردهایISO و DIN گرید های مختلفی تعریف شده که جدول تبدیل آنها دراستاندارد DIN 267-3

آمده است.

آبکاری فلز پیچ و مهره

آبکاری فلز پیچ و مهره

Electroplating of Bolts and Nuts

Description :

مجموعه فرآیندهایی که تحت آن، سطح قطعات فلزی و یا غیر فلزی (اجسام رسانا، نیمه رسانا و نارسانا) با لایه هایی از فلز یا غیر فلز جهت دستیابی به سطوح مناسب برای کاربردهای صنعتی و یا صنعتی تزئینی و کاهش هزینه تولید، انجام می گیرند، آبکاری می گویند.از مهمترین مراحل تولید بوده و در صورت نیاز به خصوصیات فنی خاص از این روش استفاده می شود. توسط این روش می توان به سطح پیچ کیفیت خاصی بخشید. این کیفیت می تواند مقاومت به زنگ زدگی، جلای فلزی، مقاومت به سایش و عایق بودن سطح باشد.

Keywords :

آب کاری فلزات ، مقاوت به خوردگی ، گالوانیزه کردن ، آب کاری کادمیوم ، فسفاته کردن ، آب کروم

Electroplating , Corrision Resistance , Galvanization , Cadmium Plating , Phosohate , Chromium Plating

روش آبکاری عبارتست از قرار دادن یک پوشش فلزی بر روی قطعه توسط روش های الکتروشیمیایی و یا شیمیایی.

در این روش الکتروشیمیایی قطعه به عنوان کاتد بوده و فلز روکشی در آند قرار می گیرد، سپس مجموعه این ها در محلول الکترولیتی غوطه ور می شوند و جریان الکتریکی با آمپر زیاد و ولتاژ کم بین آند و کاتد برقرار می گردد. از آنجایی که پیچ ها ریز بوده و تعداد آنها برای هر بار آبکاری زیاد می باشند آنها را در داخل یک بشکه الکتریکی می ریزند و به کاتد متصل می کنند.

این بشکه توسط جریان برق می گردد و کلیه سطوح پیچ ها را در معرض آبکاری قرار می دهند. اختلاف پتانسیل موجود، انرژی لازمه برای کنده شدن اتمهای آند و حرکت آن در محلول و نشستن روی کاتد را ایجاد می کند. در هنگام عملیات باید سطح کار کاملا تمیز و عاری از هرگونه چربی و اکسید باشد. عملیات تمیز کاری می تواند از طریق روش های مکانیکی ماسه پاشی و یا شیمیایی محلولهای قلیایی باشند.

آندها می توانند به صورت تخت و یا گرد باشند و به هرحال آندهای گرد باصرفه تر می باشند.

در روش های شیمیایی آبکاری، قطعه در محلول مناسب غوطه ور می شود و بین سطح قطعه و محلول، یک واکنش شیمیایی انجام می شود که ماده حاصله از این واکنش به عنوان پوشش عمل می کند “اکسید سیاه آهن” و یا محلول به صورت مذاب است که یک لایه از آن روی قطعه می چسبد ( گالوانیزه کردن ).

تاثیر آب فلز کاری روی ابعاد

در فرایند آب فلز کاری، فلز به صورت یکنواخت روی تمام نقاط نمی نشیند. این اختلاف ضخامت در قشر پوششی چند دلیل دارد:

قدرت حمام آبکاری: مشخص کردن این خصوصیات مستقیما به عدم توانایی روش برای پوشانیدن نقاط گود تا ضخامت لازمه مربوط می باشد.
طراحی هندسی قطعه
شرایط عملی حمام آبکاری
آبکاری توسط قلاب، نحوه پخش قطعات در محلول
دانسیته جریان

اگرچه یک آبکار با تجربه خود می داند که تاثیر عوامل فوق تا چه حدیست، اما حتی برای او هم مشکل است تا به دقت نتیجه را روی یک قطعه جدید پیش بینی کند. نکاتی را که باید در نظر گرفت عبارتند از:

درهنگام آبکاری گوشه های تیز ضخامت بیشتری به خود می گیرند.
ضخامت قشر پوششی در نزدیکی انتهای کار و لبه ها بیشتر بوده و در مرکز حداقل است.
ضخامت قشر پوششی در داخل گودیها حداقل می باشد.
در آبکاری یکسری قطعات نظیر هم تغییرات ضخامت قشر پوششی در یک نقطه از حداقل تا حداکثر، به صد در صد میرسد.
در آبکاری با قلاب، با رعایت اصولی خاص می توان این تغییرات را کمتر کرد اما رسانیدن آنها به زیر صد در صد بسیار گران تمام می شود.
رزوه های خارجی، ضخامت قشر آبکاری در بالای رزوه حداقل بوده و به طرف پایین شیب دارد که این امر باعث تغییر کم زاویه رزوه ها می شود. در روی رزوه های داخلی ضخامت قشر آبکاری در پایین رزوه ها زیاد بوده و به طرف بالا شیب دارد و در این حالت هم زاویه رزوه کمی تغییر میکند.
افزایش یک واحد به ضخامت قشر پوششی روی پهلوی رزه ها، قطر گام را چهار واحد اضافه می کند. مثلا اضافه شدن 0.0002 اینچ به این ضخامت، قطر گام را 0.0008 بزرگتر می کند. در هر حال اگر ضخامت این قشر ( در روی پهلوی رزوه ها ) به عنوان حداقل در نظر گرفته شود، حد مجاز روی قطر گام باید 6 برابر این حداقل باشد یعنی 0.0012.
دهانه سوراخ مهره ها زودتر از داخل آن پوشیده می شود. در جایی که ضخامت زیاد روی مهره نیاز باشد، باید دهانه سوراخ مهره به صورت شیبدار در نظر گرفته شود تا از آبکاری زیاد چند رزوه اول جلوگیری به عمل آید.

نکات فوق نشان می دهند که پاسخ مثبت دادن به یک نکته بحرانی و خاص در آب فلزکاری امری غیرممکن می باشد و پاسخ نهایی توسط چند آزمایش به دست خواهد آمد. این امر در تمامی موارد عملی نبوده و همان طوری که ذکر شد در اغلب موارد هنگامیکه مثلا 0.0025 اینچ ضخامت لازم است تغییراتی در حدود 6 برابر این مقدار روی قطر گام در نظر گرفته می شود.

در هنگام در نظر گرفتن تجهیزات، باید به تلرانس پیچ توجه نمود، زیرا همانطوری که قبلا ذکر شد، آبکار نمی تواند ضخامت دقیق را روی کار تشخیص دهد، بنابراین در حین کار باید تلرانس هایی در دست داشته باشد.

تلرانس های تجهیزلت آبکاری باید بگونه ای انتخابق شوند تا تمام قطعات حداقل ضخامت مجاز را به خود بگیرند و با توجه به تغییرات ابعادی تا صد در صد، هنگامی که تعدادی از قطعات دو برابر حداقل مجاز آبگاری میشوند، باز هم در محدوده ابعادی قابل قبول واقع باشند.

پختن:

از آنجایی که پیچ ها در هنگام آبکاری در محلول های مختلف شیمیایی قرار می گیرند، به مقدار کمی شکننده می شوند. این امر که در مورد پی های دقیق مثل پیچ های هواپیما بسیار حائز اهمیت است، به واسطه جذب هیدروژن به وجود می آید.

هیدروژن که از طریق این محلولها جذب قطعات می شوند تولید فازهای شکننده می کند که این پدیده “شکنندگی هیدروژن ” نام دارد.

برای از بین بردن این کیفیت نامطلوب، بعد از اتمام عملیات آب فلز کاری پیچ ها در داخل کوره ای به مدت زیاد و حرارت کم، قرار می گیرند این عمل باعث خروج هیدروژن می شود.

آبکاری کادمیوم:

در مواردی که نیاز به مقاوم کردن پیچ های فولادی نسبت به خوردگی می باشد از این روش استفاده می شود، زیرا کادمیوم نسبت به آهن آندیک است. ضخامت قشر پوششی بسیار کم بوده ( 0.0005 – 0.0002 ) و این روش معمولا برای پیچ های گران قیمت و حساس مورد استفاده قرار می گیرد.

عملیات تمیز کاری باید به دقت انجام شود در غیر اینصورت قشر حاصله دارای کیفیت مناسب نبوده و کنده می شود. این روش نیاز به عملیات تکمیل کننده دارد و خود روکش کادمیمی نیز باید محافظت شود، زیرا کادمیوم حساس بوده و به سرعت چربی و آلودگی های دست و محیط را به خود می گیرد. عملیات تکمیلی کرومات کاری نام دارد.

آب نقره:

رایج ترین الکترولیت های آب نقره کاری از نوع سیانیدی می باشد. با کنترل ترکیب الکترولیت می توان پوششی صاف، فشرده و چسبنده به دست آورد.ضخامت قشر نقره از 0.250 – 0.0001 متغیر می باشد. با اضافه کردن مواد خاص به محلول می توان خصوصیاتی مثل براقی، مقاومت در برابر کدر شدن و یا سختی را به دست آورد. این اضافات معمولا از عناصر سلنیوم، قلع و آنتموان هستند. آب نقره دارای چسبندگی زیادی به فولاد گرم می باشد.

اکسید سیاه:

پیچ های فولادی توسط این روش لایه ای سیاه رنگ و براق به خود می گیرند. عملیات بدون جریان الکتریکی صورت گرفته و واکنش بین محلول که از نوع قلیایی قوی می باشدبا سطح کار، عامل ایجاد کننده این روکش است. در این روش سطح کار به طور مصنوعی اکسیده می شود و نوع آن Fe 304 است. محلول باید گرم باشد و زمان عملیات در حدود نی م ساعت است. این روکش چسبنده بوده و خاصیت بسیار خوب ضد خوردگی دارد.

آبکاری روی روشن:

توسط روش آبکاری روی روشن پیچ ها در محیط های خورنده، دارای مقاومت بسیار خوبی هستند. ضخامت این قشر روی پیچ ها حداقل 5 میلیمتر برای قطرهای کم و حداقل 8 میلیمتر برای قطرهای زیاد می باشند. روش نامبرده یک روش روشن روی پیچ ها ایجاد می کند. در صورت نیاز می توان رنگهای زرد، سبز و سیاه نیز ایجاد کرد.

گالوانیزه کردن گرم:

این روش عبارتست از روکش کردن پیچ توسط محلول مذاب روی. ضخامت حاصله بیشتر از روش قبل بوده و در نتیجه مقاومت به خوردگی آن نیز بیشتر می باشد. این ضخامت روی پیچ ها و مهره ها حداقل 45 µm می باشد. مهره ها بعد از گالوانیزه کردن، رزوه شده و سپس در روغن ضد زنگ قرار می گیرند تا رزوه ها در هنگام نگهداری زنگ نزنند. این مهره ها بعد از بسته شدن توسط قشر گالوانیزه پیچ محافظت می گردند.

بوفوزینگ:

این روش همان نوع گالوانیزه کردن می باشد با این تفاوت که بعد از خارج شدن از محلول روی مذاب، تحت یک روش خاصی بنام پرداخت کاری قرار گرفته و سپس توسط روش الکتریکی آبکاری می شوند.

در مقایسه با روش های فوق این روش مقاومت به خوردگی بهتری داشته و می توان رنگ های مختلف نیز ایجاد کرد.

در مواردی که ترکیبی از زیبایی و مقاومت به خوردگی خوب نیاز باشد این روش به کار برده می شود.

فسفاته کردن:

در این روش که روی پیچ های فولادی صورت می گیرد، سطح فولاد با محلول فسفاته وارد واکنش شده و فسفاتهای آهن و روی یا منگنز حاصل می شود. برای بالا بردن مقاومت به خوردگی، روش توسط استفاده از روغن ضد خوردگی تکمیل می گردد.

آب نیکل:

این عمل بر روی قطعاتی که دارای یک لایه آبکاری مسی و یا بدون آن هستند انجام می گیرد. از قدیمی ترین روش های آبکاری بوده و در مورد فولاد و یا مس اعمال می شود. در صورتی که زیر کار به خوبی تمیز نشود، روکش آن تیره رنگ خواهد بود که در محیط های خورنده در درازمدت سبز رنگ می شود. با تغییر ترکیب محلول، می توان خواص متعددی را از روکش انتظار د اشت.

نوع آبکاری یراق نیکل، یک سطح براق و روشن ولی با مقاومت به خوردگی کم را به دست می دهد.

آب کروم:

برای انجام این پروسه لازم است که قبلا یک روکش نازک نیکل بر روی کار داده شود، که این امر باعث حفاظت خود قشر کرومی در محیط خورنده می شود. ضخامت این قشر تا 0.0003 اینچ می باشد. در صورتی که هدف صرفا زیبایی باشد از ضخامت های کمتر نیز استفاده می گردد.