تحقیق در مورد پیچ و مهره

تعريف پيچ :
در واقع استوانه اي است كه شيارهاي مارپيچ آن را احاطه كرده است. طراحي شيار پيچ ها براي بريدن مواد نرم تر و سخت تر متفاوت است، شيارها اغلب به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نيم دايره روي سطح جانبي بدنه ايجاد مي شود.

درباره پيچ و مهره بيشتر بدانيم
براي شناخت پيچ ها وتعريف پيچ ها به 4 مشخصه نيازمنديم :

الف ) قطر پيچ ب) طول پيچ ج ) نوع كله پيچ د ) نوع دنده وگام پيچ فاصله قله دو نخ رزوه كنار هم
رده‌ي مقاومتي پيچ:

رده‌ي مقاومتي در پيچ‌ها بر اساس استاندارد DINبا سه عدد ۸٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹تعريف شده است .

شايع ترين كاربرد پيچ براي نگه داري اشيا و قطعات به يكديگر مي باشند. بخش استوانه اي از قسمت انتها تا نوك پيچ را پاي پيچ گويند كه ممكن است كل يا بخشي از آن رزوه شده باشد. به فاصله ميان هر شيار با شيار ديگر گام پيچ گفته مي شود.
پيچ هاي قدرت كه گاهي محرك هاي خطي يا پيچ هاي انتقال نيز ناميده مي شوند، براي تبديل حركت دوراني مهره يا پيچ به حركت خطي نسبتا آهسته در امتداد محور پيچ به كار مي روند. هدف بسياري از آن ها اخذ مزيت مكانيكي بيشتر است، مانند جك ها و پرس ها و هدف برخي حصول به جا به جايي دقيق حركت محوري است.

جنس پيچ ها
جنس پيچ ها ميتواند از فلز، چوب، پلاستيك باشد. پر مصرف ترين مواد در توليد اين نوع اتصالات فولاد ميباشد و نوع آن فولادهاي كم كربن و كربن متوسط ميباشد. ولي استفاده كردن از فولادهاي با كربن بالا، فولاد زنگ نزن(استنلس استيل )(صنايع دريايي -صنايع غذايي -مكانهاي مرطوب )، آلومينيوم (ظروف تفلون)، مس، برنج نيز معمول ميباشد.
يكي از مهمترين نكاتي كه در توليد اين گونه اتصالات مانند پيچ ومهره و پرچ بايد توجه داشت نوع و جنس مواد اوليه ميباشد. جنس و نوع مواد اوليه نه تنها در كيفيت اين نوع اتصالات تاثير دارد در قيمت تمام شده آنها نيز تاثير زيادي دارد. نوع مفتول فولادي كه در توليد پيچ و پرچ و مهره ها استفاده ميشود بايد قابليت و فرم پذيري سرد را داشته باشد( Cold heading quality (CHQ. اين نوع فولادها معمولا از فولاد ساختماني و معمولي گرانتر هستند و دليل آن اين ميباشد كه در فولاد هاي با قابليت CHQ سعي ميشود تا حبابهاب ريز هوا به حداقل برسد و سطح و مقطع مفتول به صورت يكنواخت تر و همگن تر باشد تا در هنگام توليد سطح قطعات توليدي ترك نخورد وترك نداشته باشد.

انواع پيچ ها از نظر كار برد :
پيچ ها در صنعت به دوصورت مورد استفاده قرار ميگيرند.

الف: پيچ هاي محكم كننده : اين پيچ ها به منظور وصلكردن دو چند قطعه مختلف به يكديگر به كار مي روند كه معمو لا فرم دندانه ي آنمثلثي (v) مي باشد.

ب: پيچ انتقال حركت : اين پيچ ها شامل انو اع پيچهاوحلزون هايي است كه جهت انتقال حركت يا تبديل حركت دوراني به حركت مستقيم الخط وياتغير سرعت به كار مي رود. فرم مقطع پيچ هاي انتقال حركت اغلب ذوزنقه اي يا مربعهاي مي باشد. وازموارد استفاده ي آ نها هدايت سوپرت ماشين و ميز صفحه تراش و فرز ميباشد.

سيستم هاي پيچ :

پيچ ها را در دو سيستم استاندارد كرده اند :

1- سيستم DIN= فرم صنعتي المان

2- سيستم ISO= سازمان استاندارد بين المللي

روش واستاندارد DIN تا سال 1960 متداول بود وهماكنون سيستم ISO

جايگزين ان شده است . درسيستم DIN به دليل اينكه سر دندانه هاتيز مي باشد و باعث خراب شدن سريع پيچ ها ميشود يكي از عيب هاي اين سيستم مي باشد.

جهت گردش دندانه هاي پيچ :

اگر جهت حركت دندانه پيچ ها به طرف راست باشدپيچ راست گرد گفته مي شود. براي شناخت ان كافي است به ان عمود نگاه كنيم درصنعتموارد استفاده پيچ هاي راست گرد بيشتر از چپ گرد است . پيچ هاي چپ گرد براياتصال لوله هايي كه براي گاز هاي قابل اشتعال مورد استفاده قرار مي گيرد .
اتصالات بيچ شده به صورت اينكه چگونه بار اعمالي را انتقال مي دهند دسته بندي مي شوند .اگر بار به صورت موازي با محور پيچ ها وارد شود . اتصال با نام اتصال كششي شناخته مي شود .

هنگامي كه بار وارده بر اتصال به صورت عمود بر محور پيچ ها باشد اتصال به نام اتصال برشي ناميده مي شود.

دراتصال برشي پيچ ها مي توانند به صورت بين برشي بارها ي اعمالي را انتقال دهند يااينكه پيچ هاي سفت شده تا يك اتصال اصطكاكي را به وجود آورند.

حالت مركب نيز مي تواند وجود داشته باشد . كه درآن بار به صورت حالت مركبي از دو حالت انتقال پيدا كند. از لغزش در اتصالات اصطكاكي توسط نيروي فشاري بين اجزا جلوگيري مي شود كه اين نيروي فشاري با كشش پيچ حاصل مي شود . اين نيروي اصطكاكي كه باعث نگهداري اتصال مي شود به چند عامل مهم بستگي دارد كه در اين ميان نيروي پيچ بارپيچ و مقاومت لغزشي سطوح اعضاي اتصال دو عامل مهمتر مي باشند .

اتصال برشي به طور معمول در سازه هاي هوافضايي ،‌ساختماني ، خطوط راه آهن و پل ها يافت مي شوند.

شرح انواع مختلف پيچ ها:

در بيشتر واحدهاي صنعتي از پيچ ها براي سوار كردن و اتصال قطعات روي يكديگر و نيز تنظيم دستگاههاي صنعتي و يا جهت انتقال حركت استفاده مي شود. در كمتر دستگاهي است كه از پيچها استفاده نميشود به همين دليل است كه اهميت آنها در صنعت بسيار زياد مي باشد. مواردي كه از پيچها استفاده مي شود عبارتند از:
ماشينهاي ابزار، انواع گيره ها، وسائط نقليه، ابزرار و ادوات جنگي ، كشتي ها، هواپيماها، ساختمانهاي فلزي، ميز و صندلي، ماشينهاي چاپ و ريسندگي و بافندگي ، صنايع نفت و گاز و پتروشيمي ، لوازم خانگي و …
نوع جنس پيچ و مهره ها:
در بيشتر مواقع نوع جنس پيچ و مهره بر حسب اعداد و حروف معتبر بين المللي بر روي گل پيچ حك مي شود و براي پي بردن

به نوع آلياژ پيچ و مهره كافيست معني اعداد و حروف درج شده بر روي آن را بدانيد .
انواع رزوه‌هاي پيچ :
1) مجموعه رزوه درشت
2)مجموعه رزوه ريز
3) مجموعه رزوه فوق‌العاده ريز
4) مجموعه هشت رزوه‌اي
5) مجموعه دوازده رزوه‌اي
6)مجموعه شانزده رزوه‌اي
7) رزوه امريكايي
8) رزوه دندانه ارّه‌اي
9) رزوه چهارگوش
10) رزوه پيچ حلزوني 29 درجه.
پيچ هاي غير خودكار يا ساده :

اين نوع پيچ ها براي ثابت شدن نياز به مهره دارند ياقطعه اي كه مانند مهره باشد و بتواند كار مهره را انجام دهد. معروفترين پيچ از اين نوع را ميتوان انواع پيچ هاي شش گوش ذكر كرد همچنين پيچ هايي ديگر مثل پيچ اتاقي، پيچ جوشي، پيچ استوانه، پيچ آلن و … را ميشود نام برد .

پيچ هاي عادي براي اتصال دادن قطعات در جايي كه اتصال غير دائمي موردنياز باشد به كار مي روند .
پيچ هاي خودكار :
پيچ هاي مخروطي معمولاً داراي دندانه هاي درشت مي باشند وبراي اتصال قطعات نرم مانند چوب و پلاستيك بكار مي روند.

پيچ هاي خودكار نوعي از پيچ هستند كه براي ثابت شدن درقطعه مورد اتصال نيازي به مهره ندارند و درون كار فرو ميروند و نوك آنها معمولامانند ميخ تيز هست و حتي مي توانند قطعه كار شده را سوراخ كنند مثل پيچ هاي سرمته اي،پيچ چوب ،…

سرپيچ ها از نظر ظاهري نيز با هم متفاوت مي باشند. برخي پيچ ها دوسو، برخي چهارسو، برخي آلن خور، برخي آچارخور، برخي پنج پر و… مي باشند .

پيچ هاي ساختماني

انواع پيچ، مهره، واشرهاي فولادي با قابليت كشش بالا دراستانداردهاي Din6916/HV- Din6914/HV – Din6915/HV درگريد 10/9 جهت پيچ ها و گريد10 براي مهره، مورد استفاده در ساختارهاي فولادي، ساخت پل، انواع داربست و چوب بست چهارچورب هاي ساختماني و بپج هاي مختلف مطابق استاندارد و گريدها :

ASTMA325/A325M

ASTMA490/A490M

پيچ هاي صنايع خودروسازي

پيچ و مهره و واشرهاي مخصوص صنايع خودروسازي كه شامل انواع پيچ هاي خودكار و خاص مي باشد

پيچ هاي صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، صنايع دريايي

ASTM A193 – A194 – L7 – B7 – B7M – L7M – 2H – A4_80( 316) – A2_70 (304)
مطابق استانداردها و گريدهاي مختلف

شرح اجزاء مختلف پيچ و طريقه تراشيدن آنها:

قبل ازاينكه به تراش پيچ ها اقدام نمائيم لازم است كه اجزاء مختلف آنرا بشناسيم براي اين منظور بطور خلاصه بشرح هر يك بصورت زير مي پردازيم.

۱- قطر خارجي Mujor D – بزرگنرين قطر پيچ و يا مهره را قطر خارجي آن گويند كه عبارت است از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل كه آنرا با حرف OD نمايش مي دهند.

۲- ارتفاع يا گودي دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم ميان سر دندانه تا ته دندانه پيچ كه آنرا با علامت h مشخص مي نمايند.

۳- قطر داخلي Minor D كه كوچكترين قطر پيچ و يا مهره را قطر داخلي گويند كه اندازه آن عبارت است از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن يا به عبارت ديگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر ارتفاع دندانه كه با حرف I نشان ميدهند.

۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در يك اينچ روي محيط در طول پيچ كه براي تعيين آن خط كش يا كليس را روي پيچ قرار داده و سپس دندانه هاي بين يك اينچ را ميشماريم كه معمولاًآنرا با حرف N نمايش ميدهيم. علاوه بر آن ميتوان با طرق مختلف ديگري آنرا اندازه گيري نمود كه عبارت از استفاده از شابلن به اين ترتيب كه شابلن مورد نظر را رويدندانه ها قرار داده و در صورتيكه نوري از بين دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هائيكه روي شابلن نوشته شده است همان تعداد دندانه پيچ خواهد بود.

۵- گام يا تقسيم دندانه Pitch – فاصله نوك يك دنده تا دنده مجاور و يا فاصله يك نقطه از ته دنده تا نقطه مشابه از ته دنده ديگر را گام يا تقسيم دنده گويند كه با علامت P مشخص ميكنند.

۶- تارك يا پهناي سر دنده Crest – سر دندانه پيچ هاي يكنواخت ملي داراي سطح باريكي است كه طرفين يك دندانه را بهم متصل ميسازد با f علامت گذاري شده است.

۷- پهناي ته دندانه root – كف شيتر بين دو دندانه محور كه طرفين آنها را بهم متصل ميسازدپهناي ته دندانه گويند كه با علامت C يا R نمايش ميدهند.

۸- قطر متوسط (قطر ميانه) پيچ Pitch D. – قطر ميانه عبارت است از استوانه فرضي كه دنده هاي پيچ را درمحلي قطع ميكند كه در آن قسمت هر دندانه مساوي پهناي شيار مجاور آنست و يا بعبارت ديگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده كه با علامت DP و يا E نمايش داده ميشود.

۹- گام محوري پيچ Lead – گام محوري پيچ عبارت است از فاصله اي كه پيچ در داخل مهره يامهره روي پيچ در يك دور گردش اين گام درست شبيه گام دندانه مي باشد. گامهاي محوريمتعددي را نشان ميدهد. قسمت بالا يك نوع پيچ يك راهه كه داراي يك گام ميباشد معرفي مينمايد.
تراش پيچها اصولاً دو روش درنظر گرفته شده كه عبارتند از:

۱- پيچ رتاشي با دور معكوس

۲- پيچ تراشي بكمك ساعت پيچ بري

تراشيدن پيچ هاي داخلي (مهره ها)

پيچ هاي داخلي كه همان مهره ها مي باشند از نظر دندانه بستگي بنوع دندانه پيچ خارجي داردكه شرح انواع آنها قبلاً داده شده است اكنون ميپردازيم بشرح تراشيدن پيچ هاي داخلي

براي اينكه مهره اي جهت پيچ مشخصي بسازيم لازم است كه ابتدا آن را باندازه معيني با مته سوراخ نموده و يا با تراش آنرا داخلي تراشي نمائيم براي اين منظور بايستي قطر مته يا اندازه داخلي مهره را محاسبه نموده سپس به همان اندازه با مته سوراخ و يا داخل تراشي نمائيم اصولا براي اينكه مهره ساخته شده روي پيچ بخوبي حركت نمايد بايد ميان قطر داخلي پيچ و قطر داخلي مهره فضاي آزادي بنام لقي Clearance پيش بيني شود يعني مهره را بامته اي كه قطرش از قطر داخلي پيچ بزرگتر است سوراخ نمائيم درنتيجه مهره ميتواندآزادانه بدون لقي روي پيچ حركت كند و همچنين اين عمل از شكستن قلاويز ضمن قلاويزكاري جلوگيري خواهند نمود.

مقدارفضاي آزاد يعني اضافه اندازه قطر داخلي سوراخ مهره از قطر داخلي پيچ بستگي به جنس مهره دارد و اين مقدار براي فلزات معمولي مانند فولاد كم كربن و بسياري ازآلياژهاي مس در حدود گودي دنده يعني انتخاب ميشود ولي براي فلزات سخت اين مقدار فضاي آزاد از هر طرف برابر درنظر گرفته شده است اگر قطر داخلي مهره را با T نشان دهيم ميتوان اندازه قطر مته را از رابطه زير بدست آورد.

پیچ و مهره های نفت و گاز

پیچ و مهره های نفت و گاز  :   3_55377092

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

B7 – Bm7 – B8 – B8m – L7 – L7m – B14 و … . بهمراه مهره 2H – 2Hm و واشرهای مربوطه در کشور عزیزمان ایران تولید می شوند و نقش مهمی در اتصال خطوط لوله ، تجهیزات سر چاهی ، شیر آلات و تجهیزات بازی میکنند .

مهره هایی که در این صنعت بکار می روند با نام مهره های شرکت نفتی در بازار پیچ و مهره رواج دارند و نسبت به بقیه مهره های شش گوش ضخامت و ارتفاع بیشتری دارند یا به اصطلاح گوشت دارتر هستند . دو نوع رزوه برای این پیچ و مهره ها تعریف شده است : میلیمتر و اینچی که نوع اینچی آنها متداولتر و دسترسی به آن آسانتر است .

استاندارد های استاد بولت

استاندارد مهره شرکت نفتی

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 تخت HV

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 ومهره کیمیاصنعت    55377093   __   09121896961

پيچ هاي صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، صنايع دريايي

ASTM A193 – A194 – L7 – B7 – B7M – L7M – 2H – A4_80( 316) – A2_70 (304)
مطابق استانداردها و گريدهاي مختلف

شرح اجزاء مختلف پيچ و طريقه تراشيدن آنها:

قبل ازاينكه به تراش پيچ ها اقدام نمائيم لازم است كه اجزاء مختلف آنرا بشناسيم براي اين منظور بطور خلاصه بشرح هر يك بصورت زير مي پردازيم.

۱- قطر خارجي Mujor D – بزرگنرين قطر پيچ و يا مهره را قطر خارجي آن گويند كه عبارت است از اندازه سر دندانه تا سر دندانه مقابل كه آنرا با حرف OD نمايش مي دهند.

۲- ارتفاع يا گودي دندانه Depth of T – ارتفاع دندانه عبارت است ازفاصله قائم ميان سر دندانه تا ته دندانه پيچ كه آنرا با علامت h مشخص مي نمايند.

۳- قطر داخلي Minor D كه كوچكترين قطر پيچ و يا مهره را قطر داخلي گويند كه اندازه آن عبارت است از فاصله ته دندانه تا ته دندانه مقابل آن يا به عبارت ديگر برابر است با تفاضل قطر بزرگ دو برابر ارتفاع دندانه كه با حرف I نشان ميدهند.

۴- تعداد دندانه Nimber of T. – تعداد دندانه عبارت استاز تعداد دندانه در يك اينچ روي محيط در طول پيچ كه براي تعيين آن خط كش يا كليس را روي پيچ قرار داده و سپس دندانه هاي بين يك اينچ را ميشماريم كه معمولاًآنرا با حرف N نمايش ميدهيم. علاوه بر آن ميتوان با طرق مختلف ديگري آنرا اندازه گيري نمود كه عبارت از استفاده از شابلن به اين ترتيب كه شابلن مورد نظر را رويدندانه ها قرار داده و در صورتيكه نوري از بين دندانه ها مشاهده نشد تعداد دندانه هائيكه روي شابلن نوشته شده است همان تعداد دندانه پيچ خواهد بود.

۵- گام يا تقسيم دندانه Pitch – فاصله نوك يك دنده تا دنده مجاور و يا فاصله يك نقطه از ته دنده تا نقطه مشابه از ته دنده ديگر را گام يا تقسيم دنده گويند كه با علامت P مشخص ميكنند.

۶- تارك يا پهناي سر دنده Crest – سر دندانه پيچ هاي يكنواخت ملي داراي سطح باريكي است كه طرفين يك دندانه را بهم متصل ميسازد با f علامت گذاري شده است.

۷- پهناي ته دندانه root – كف شيتر بين دو دندانه محور كه طرفين آنها را بهم متصل ميسازدپهناي ته دندانه گويند كه با علامت C يا R نمايش ميدهند.

۸- قطر متوسط (قطر ميانه) پيچ Pitch D. – قطر ميانه عبارت است از استوانه فرضي كه دنده هاي پيچ را درمحلي قطع ميكند كه در آن قسمت هر دندانه مساوي پهناي شيار مجاور آنست و يا بعبارت ديگر عبارت است از تفاضل قطر بزرگ و ارتفاع دنده كه با علامت DP و يا E نمايش داده ميشود.

۹- گام محوري پيچ Lead – گام محوري پيچ عبارت است از فاصله اي كه پيچ در داخل مهره يامهره روي پيچ در يك دور گردش اين گام درست شبيه گام دندانه مي باشد. گامهاي محوريمتعددي را نشان ميدهد. قسمت بالا يك نوع پيچ يك راهه كه داراي يك گام ميباشد معرفي مينمايد.

نيروهاي اعمال شده بر پيچ  و مهره ها را ميتوان در طبقه بندي زير خلاصه نمود:تلفنهای تماس:02155377092 – 55377093 غفاری :09121896961
– نيروهاي كششي
– نيروي خمشي
– نيروي پيچشي
– نيروي برشي
– نيروهاي تركيبي
با توجه به اينكه فولاد ماده اصلي ساخت انواع پيچ و مهره ميباشد در اينجا منحني تنش- كرنش فولاد نشان داده
شده است.
تنش هاي ناشي از مجموعه نيرو هاي وارد بر پيچ همواره بايد كوچكتر از تنش تسليم ان بوده و مجاز نيستند حتي برابر با ان شوند

منطقه عمليات يك پيچ در ناحيه الاستيك فولاد مي باشد. در عمل پيچ ها و مهره ها بايد تا 90% حد الاستيك تحت نيرو
قرار گيرند و اين ميزان براي پيچ هاي ايمني نبايد بيش از 75% حد الاستيك باشذ.

اندازه گيري نيروي بستن پيچ

در هنگام بستن پيچ يا مهره، گشتاور اعمال شده بر آن توسط آچارهاي مخصوصي كه براي اين كار طراحي
شده اند قابل اندازه گيري مي باشد، اما چنانكه اشاره شد آنچه هدف اصلي اين اندازه گيري مي باشد، برآيند
نيروي موثر بر پيچ يا مهره است كه البته بايد در ناحيه الاستيك مواد آن قرار داشته باشد.

سطح مقطع موثر در پيچ ها

ازآنجاييكه به دليل وجود رزوه بر روي بدنه پيچ ها سطح مقطع ثابتي وجود ندارد، در محاسبه تنش وارد شده بر آن
استفاده مي شود.(A_S)، از سطح مقطعي تحت عنوان سطح مقطع معادل يا موثر (?= F/A )
در واقع با در نظر گرفتن اين سطح مقطع، پيچ مانند يك ميله ي بدون رزوه در نظر گرفته مي شود. البته بدون نياز به وجود دارد. ISO 898-1 محاسبات فوق سطح مقطع موثر كليه پيچ هاي 60 درجه استاندارد

بررسي نيروها در يك اتصال پيچ شده

همانطور كه در بحث بالا اشاره شده، در هنگام بستن پيچ يك نيروي نگهدارنده ي فشاري بين قطعات و همچنين يك نيروي كششي بر روي پيچ به وجود مي آيد. نيروي كششي ايجاد شده بر روي پيچ تابعي است اثر نيروي نگهدارنده (نيروي پيش بار)و نيرو هاي خارجي.
بديهي است در حالت عادي و استاتيك و بدون حضور نيروهاي خارجي F_b=F_0 ، به عبارت ديگر بدون پيش بيني نيروهاي خارجي طراح مي تواند با اطلاع از نيروي نگهدارنده اتصال، به همان اندازه روي پيچ بارگذاري نمايد. در اين صورت پس از بستن پيچ نيروي لازم ايجاد مي شود.

به علت وجود نيروهاي خارجي، از قبيل بارهاي اضافي، ارتعاشات ، دما و ….در صورت عدم پيش بيني نيروي پيش بار و نيروهاي خارجي، امكان جدا شدن و فاصله گرفتن اتصال از يكديگر و بريدن پيچ وجود دارد. به عبارت ديگر با اعمال پيش بار يا نيروي بستن پيچ، مقاومت كاركرد تامين خواهد شد.
نيروهاي خارجي ميتوانند به ميزان 1/0 و نيروي كششي وارد بر پيچ تاثير بگذارند، به طور مثال اگر نيروي مورد نياز جهت نگهداري قطعات برابر N 30000 باشد و نيروهاي خارجي موثر بر پيچ N 20000 در نظر گرفته شوند در اين صورت كل نيروي وارد بر پيچ بصورت زير محاسبه خواهد شد
F_b=30000+(0/1×20000)=32000N
با اعمال اين مقدار نيرو بر پيچ عدم جدايش پيچ و اتصال در حضور بارهاي خارجي تضمين خواهد شد.

مخروط فشار در اتصالات

عبارت است از توزيع نيرو يا تنش كه پس از بستن پيچ در ناحيه ي اتصال بار به شكل مخروطي ايجاد مي شود. همپوشاني اين مخروط ها جهت توزيع نيرو و همچنين آب بندي اتصالات اهميت ويژه دارد.
انتخاب پيچ با گروه كيفي بالاتر بستگي به جنس قطعه اي كه زير سر پيچ يا مهره قرار مي گيرد، دارد. براي مثال: دو قطعه ي نرم را نمي توان با پيچ گروه 2/12 به هم متصل نمود مگر اينكه يك واشر سخت كاري شده با سطح بيشتر زير سر پيچ قرار گيرد.

انواع روش هاي اندازه گيري نيرو

نيروي كششي در پيچ و يا همان نيروي نگهدارنده ي قطعات با روش هاي زير قابل اندازه گيري مي باشند
استفاده ترانسديوسر نيرو
به روش اولتراسونيك
با استفاده از پيچ هاي داراي سنسور نيرو
به روش اندازه گيري گشتاور
سه روش ذكر شده ي اول بسيار پر هزينه بوده و تنها جنبه ي تحقيقاتي دارند كه در موارد خاص همچون صنايع فضايي كاربرد دارند. اما روش چهارم ( اندازه گيري گشتاور) با كمترين هزينه قابل اجرا بوده و اغلب مورد استفاده قرار مي گيرد.

برچسب‌ها: پیچ و مهره, پیچ, مهره, انواع پیچ و مهره, نيروهاي وارد بر پيچ و مهره
+ نوشته شده در دوشنبه چهاردهم بهمن 1392ساعت 14:32 توسط محمدرضا کریمی | یک نظر

اتصالات پیچ و مهره سازه های فولادی
چکیده:
یکی از مهم ترین اجزای سازه های فولادی که وظیفه ی انتقال نیروهای اعضا به یکدیگر و به تکیه گاه ها را بر عهده دارد، اتصالات میان اعضا می باشد. اتصالات پیچی به دلیل سرعت بسیار بالا در اجرا و اطمینان از رفتار آن ها به گونه ی مورد انتظار و شکل صنعتی مطلوب ساخته سازه ای، از بهترین انواع اتصال در سازه های فولادی بوده که در سال های اخیر مورد توجه فراوان قرار گرفته است. اما، در روند ساخت این نوع سازه ها، با توجه به تکنولوژی تولید و ساخت در کشور ما، مواردی از عدم اجرای دست و اصولی دیده می شود. در این مقاله تلاش شده است تا با گرداوری نکات آیین نامه ای و روند تولید با توجه به فرآوری و تکنولوژی موجود، نکاتی را در طراحی، اجرا و از همه مهم تر بازرسی سازه های فولادی با اتصالاتی پیچی ارایه گردد.

واژگان کلیدی: اتصالات سازه های فولادی، عملکرد اصطکاکی و اتکایی، پیش تنیدگی، آزمایش های پیچ و مهره ای.
1.پیشگفتار

اتصالات در همه ی سازه ها از جمله ساز های فولادی یکی از اجزای سازه بوده و عامل اصلی یکپارچگی سیستم های سازه ای می باشد. به طور کلی تعریف نوع قاب نیز بر اساس نوع و رفتار اتصال صورت میگیرد. یک اتصال ضعیف و نامناسب می تواند منجر به یک سری زوال های پی در پی و بنیادی در سازه های فولادی گردد. از آن جا که زوال دیگر اعضای سازه ای خیلی کم اتفاق می افتد، بسیاری از زوال های سازه ای ناشی از طراحی ضعیف اتصالات و یا ضعف در جزییات اجرایی می باشد که با اندکی دقت در نحوه ی شکست بیشتر سازه های فولادی تحت بارگذاری های گوناگون، قابل مشاهده است که ضعف اتصال چگونه می تواند عاملی بسیار تعیین کننده در خرابی سازه های فولادی باشد.
1.انواع عملکرد اتصالات پیچی:

انواع اتصال های پیچی: به طور کلی دو فلسفه در عملکرد اتصالات پیچی که عبارتند از: اتصال اتکایی و اتصال اصطکاکی.

1-2. عملکرد اتصال اتکایی: در عملکرد اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می گیرد و مهره بسته می شود. هنگامی که بار خارجی به پیچ وارد میشود، قطعات اتصال لغزش پیدا می کنند که در اثر آن، یک نیروی فشاری به لبه های اتصال وارد می شود که تبدیل به نیروی برشی در پیچ می گردد. این اتصال تنها برای حالت بارگذاری ثقلی می باشد و در طرح لرزه ای نباید از این نوع عملکرد در اتصال استفاده نمود. در این نوع اتصال هیچ نیروی پیش تنیدگی در پیچ ایجاد نمی شود و برای اجرای این اتصال، تنها سفت کردن پیچ به وسیله ی کارگر کفایت می کند.

2-2. عملکرد اتصال اصطکاکی: هنگامی که پیچد درون سوراخ صفحات اتصال قرار می گیرد، علاوه بر مهره باید از واشر نیز استفاه نمود. باید توجه شو که واشر مصرفی در اتصال اصطکاکی نباید از نوع واشر فنری باشد بر اساسا بند 10-3-5-3 مبحث دهم ویرایش 1387، در طراحی لرزه ای تنها باید از این فلسفه ی طراحی در اتصال استفاده شود. به عبارتی دیگر، در رطاحی همه ی اتصالات قاب های خمشی و قاب های دوگانه و نیز اتصالات بادبندی و وصله ی ستون های باربر جانبی در قاب های 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 پیش تنیدگی نیز در پیچ ایجاد شود. با اعمال نیروی پیش تنیدگی، در پیچ تحت کشش قرار گرفته و با اعمال بار، بین صفحات اتصال اصطکاک به وجود می آید که باعث عدم لقی و کارکرد کامل اتصال می شود. باید در نظر داشت که شکل پیچ در اتصال اصطکاکی با شکل پیچ در اصتلا اتکایی متفاوت است. به طوری که پیچ های اتصال اصطکاکی دارای سرپیچ بزرگتر هستند.

1-2-2-: زمانی که یک پیچ بر مقاومت بدون کشش اولیه، تحت اثر نیروی کششی خارجی قرار می گیرد، نیروی کششی درون پیچ با نیوی اعمال شده برابر می گردد. در صورتی که پیچ پییش تنیده (پیش کشیده) شده باشد، درصد بسیار زیادی از نیروی کششی خارجی صرف ایجاد نیروهای فشاری و یا گیره ای اعمال شده به اجزای اتصال می شود. به دلیل آن که به طور معمول کشش به وجود آمده در پیچ های پرمقاومت ناشی ا نیروی کششی خارجی در لحظه ی جدا شدن قطعات از یکدیگر نزدیک به ده درصد بیش از کشش در آغاز بارگذاری می باشد، لذا باید همه ی پیچ هایی که تحت اثر کشش مستقیم قرار دارند، پیش کشیده شوند.

2-2-2-: الزامات ضریب اصطکاک سطوح فولادی در اتصالات اصطکاکی: به طور کلی اصطکاک حاصل دو عامل می باشد، یکی زبری سطح و دیگری نیوی پیش تنیدگی. در طراحی فرض بر رنگ نشدن و وجود زبری مناسب سطوح اتصال می باشد، در نتیجه هنگامی که قطعات نصب می شوند، باید همه ی سطوح اتصال (شامل سطوح مجاور سرپیچ ها و مهره ها) از قسمت های پیوسته شده و دیگر مواد زاید عاری بوده و به ویژه سطوح تماس اتصالات اصطکاکی باید به طور کامل تمیز باشد و اثری از پوسته ی زنگ، رنگ، لاک، انواع روغن و مصالح دیگر در آن ها وجود نداشته باشد. بنابراین پس از این که اتصال به وجود آمد، محل همه ی پیچ های بسته شده رنگ آمیزی می شود.

3-2. محدودیت های اتصالات پیچی: بر اساس فصل 10-1-10 مبحث دهم، برای اتصالات زیر باید از اتصال اصطکاکی با پیچ پرمقاومت یا اتصال جوشکاری شده استفاده شود:

1-3-2- وصله ی ستون ها در سازه های با ارتفاع 60 متر و بیشتر.

2-3-2 وصله ی ستون ها در سازه های با ارتفاع بین 30 تا 60 متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آن ها از 40 درصد کمتر باشد.

3-3-2. وصله ی ستون ها در سازه های با ارتفاع کمتر از 30 متر در صورتی که نسبت بعد کوچک پلان به ارتفاع در آن ها از 25 درصد کمتر باشد.

4-3-2. در سازه های با ارتفاع بیش از 40 متر، برای اتصال همه ی تیرها و شاه تیرها به ستون ها و یا اتصالات هر نوع تیر یا شاه تیری که مهار ستون ها با آن ها مرتبط باشد.

5-3-2. همه ی سازه هایی که جرثقیل های با ظرفیت بی از 5 تن تحمل می کنند. وصله ی خرپاها یا تیرهای شیب دار سقف، اتال خرپاها به ستون ها، وصله ی ستون ها، مهار ستون ها، مهار زانویی بین خرپای تیر سقف و ستون و تکیه گاه های جرثقیل مشمول این امر می باشند.

6-3-2- در اتصالات تکیه گاه های اعضایی که ماشین های متحرک یا بارهای زنده از نوعی را تحمل می کنند که تولید ضربه و یا معکوس شدن تنش ها را به همراه داشته باشند.

7-3-2. هر اتصال دیگری که در نقشه های طرح و محاسبه قید شده باشد.