بستن و محکم کردن پیچ در اتصالات به ظاهر کاملا بدیهی و ساده می‌آید. در واقع فکر می‌کنیم با چرخاندن پیچ توسط آچار و یا پیچ گوشتی مناسب، کا را تمام کرده‌ایم و اتصالی مناسب را شکل داده‌ایم. اما این همه ماجرا نیست و نحوه و مقدار اعمال نیرویی که ما برای بستن پیچ و مهره استفاده می‌کنیم بسیار مهم است. این نیرو، نیروی گشتاور پیچ و مهره نام دارد. مقدار نیروی گشتاور اعمال شده برای نصب و بستن پیچ و مهره‌های مختلف و همچنین سطوح متفاوت با یکدیگر فرق دارد.
فهرست مطالب
نحوه محاسبه ترکمتر
در دنیای پیچ و مهره ها، گشتاور یا همان “ترک” نقشی اساسی ایفا می کند. گشتاور نیرویی است که برای چرخاندن یک جسم حول محور آن اعمال می شود. در مورد پیچ و مهره ها، گشتاور برای سفت کردن یا شل کردن آنها به کار می رود.
اعمال گشتاور مناسب کمک می‌کند اتصالی با دوام و ایمن داشته باشیم. گشتاور لازم برای پیچ و مهره فولادی مختلف و سطوح متفاوت توسط فرمول محاسبه نیروی وارده بر پیچ بدست می‌آید. همچنین برای سنجش اینکه آیا گشتاوری که برای بستن پیچ و مهره اعمال کرده‌ایم برابر گشتاور تئوری به دست آمده از فرمول است یا خیر، روشهایی وجود دارد که آنها را در این مقاله به همراه فرمول و نحوه محاسبه مقدار گشتاور لازم، توضیح داده‌ایم.
برای مشاهده موجودی محصولات و سفارشات پیج دیاپیچ در اینستاگرام به نشانی زیر را فالو کنید.
محصولات بیشتر: پیچ و مهره استیل
نیروی گشتاور پیچ و مهره
به نیرویی که ما به پیچ و مهره‌ها برای بستن و محکم کردن آنها وارد می‌کنیم، گشتاور می‌گویند. این نیرو یک نیروی چرخشی است که توسط رزوه‌های پیچ به نیروی خطی تبدیل می‌شود و این نیرو پیچ را به جلو رانده و محکم می‌کند. در تعریف تئوری نیروی گشتاور حاصلضرب نیرو در فاصله است. بنابراین هرچقدر طول سطحی که ما باید پیچ را در آن محکم کنیم، بیشتر باشد، گشتاور بیشتری به آن اعمال می‌شود.
استاندارد گشتاور پیچ و مهره
دانستن مقدار گشتاور مورد نیاز برای بستن و محکم کردن پیچ و مهره‌ها به ما کمک می‌کند که بتوانیم اتصالی با استحکام کافی و امنیت بالا ایجاد کنیم. اگر گشتاوری که اعمال می‌کنیم کمتر از مقدار گشتاور مورد نیاز باشد، اتصالی محکم نخواهیم داشت و با دریافت کوچک‌ترین نیرو و فشار اتصال باز می‌شود. از طرف دیگر اگر مقدار گشتاور اعمال شده بیش از حد مجاز باشد، آن‌گاه رزوه‌ها آسیب دیده و پیچ هرز می‌شود. در هر دو صورت ما اتصال مناسبی و با دوام نخواهیم داشت. در اینجاست که متوجه اهمیت نیروی گشتاور پیچ و مهره و تاثیر آگاهی ما از این مقدار نیرو در داشتن اتصالی مناسب می‌شویم. مقدار این گشتاور متاثر از پارامترهای مختلفی همچون سایز پیچ و مهره، سطح اتصال، نوع پیچ و مهره و همچنین میزان اصطکاک پیچ و مهره با سطح است.
نحوه محاسبه نیروی گشتاور پیچ و مهره
به دست آوردن نیروی گشتاور پیچ و مهره در اتصال، اهمیت زیادی دارد. زیرا همانطور که گفتیم اگر گشتاوری کمتر و بیشتر از مقدار مناسب آن اعمال شود، اتصالی معیوب خواهیم داشت. نیروی گشتاور مناسب برای بستن پیچ‌ها را معمولا معادل با 75 درصد استحکام تسلیم پیچ و مهره در نظر می‌گیرند. از آنجا که استحکام تسلیم وابسته به جنس ماده استفاده شده در ساخت پیچ است، پس گشتاور اعمال شده وابسته به جنس مواد است. این نحوه محاسبه گشتاور در واقع روشی تئوری است و خطای زیادی می‌تواند داشته باشد. اما استفاده از فرمول محاسبه گشتاور پیچ و مهره برای محاسبه مقدار گشتاور مناسب پیچ و مهره دقت بالاتری نسبت به این روش دارد.
فرمول محاسبه نیروی گشتاور پیچ و مهره
مقادیر دقیق‌تر گشتاوری که نیاز است برای ایجاد اتصالی با دوام و امنیت بالا ایجاد کرد، را می‌توان از فرمول زیر محاسبه کرد:
T = DFK
در این فرمول D قطر پیچ است، F نیروی محوری پیچ است و K یک ضریب است.
طبق فرمول بالا گشتاور پیچ و مهره وابسته به قطر یا همان اندازه پیچ است. بنابراین با توجه به اینکه پیچی که در اتصال استفاده می‌کنیم چه سایزی دارد، مقدار گشتاور اعمای برای آن متفاوت خواهد بود. فاکتور موثر دیگر در نیروی گشتاور، ضریب K است. این ضریب در واقع معیاری از اصطکاک بین پیچ و سطح اتصال است. هرچقدر این اصطکاک بیشتر باشد، مقدار K بیشتر و در نتیجه مقئار گشتاور مورد نیاز برای محکم کردن آن بیشتر است. بنابراین وقتی اتصال روغنکاری می‌شود، اصطکاک بین پیچ و سطح کمتر شده و مقدار K کمتر و در نتیجه طبق فرمول گشتاور کمتر می‌شود. مقادیر k برای سطح روغنکاری شده 18/0-15/0 است. اما K برای سطوح خشک و بدون روغنکاری که اصطکاک بالاست در حدود 2/0 است و بنابراین نیروی گشتاور آن هم بیشتر است.
محصولات بیشتر: پیچ ام دی اف
جدول گشتاور پیچ ها
در ادامه جدول گشتاور پیچ های استیل آمده است:
| قطر پیچ (میلی متر) | گام پیچ (میلی متر) | کلاس پیچ | گشتاور (نیوتن متر) |
| M1 | 0.25 | 4.6 | 0.5 |
| M1 | 0.35 | 4.6 | 0.6 |
| M1.2 | 0.25 | 4.6 | 0.8 |
| M1.2 | 0.35 | 4.6 | 1.0 |
| M1.4 | 0.3 | 4.6 | 1.2 |
| M1.6 | 0.35 | 4.6 | 1.6 |
| M2 | 0.4 | 4.6 | 2.5 |
| M2.5 | 0.45 | 4.6 | 3.5 |
| M3 | 0.5 | 4.6 | 5.0 |
| M3.5 | 0.6 | 4.6 | 7.0 |
| M4 | 0.7 | 4.6 | 10.0 |
| M5 | 0.8 | 4.6 | 14.0 |
| M6 | 1.0 | 4.6 | 20.0 |
| M8 | 1.25 | 4.6 | 32.0 |
| M10 | 1.5 | 4.6 | 48.0 |
| M12 | 1.75 | 4.6 | 70.0 |
| M14 | 2.0 | 4.6 | 95.0 |
| M16 | 2.0 | 4.6 | 125.0 |
| M18 | 2.5 | 4.6 | 160.0 |
| M20 | 2.5 | 4.6 | 200.0 |
| M22 | 2.5 | 4.6 | 250.0 |
| M24 | 3.0 | 4.6 | 315.0 |
تست میزان گشتاور اعمال شده
برای اطلاع از اینکه میزان گشتاوری که ما در حین بستن پیچ اعمال می‌کنیم چقدر است و آیا به میزان گشتاور محاسبه شده از فرمول برابر است یا نه و اگر نیست چقدر از این مقدار فاصله دارد، تست‌هایی بر روی پیچ و مهره بسته شده انجام می‌شود. البته این تست‌ها خود روشهایی عملی برای تعیین میزان گشتاور لازم پیچ و مهره‌ها هم محسوب می‌شوند. بطور معمول برای سنجش میزان گشتاور اعمال شده که ما در عمل هنگام بستن بر روی پیچ و مهره انجام می‌دهیم، از سه روش زیر استفاده می‌شود.
تست اولین حرکت
تست اولین حرکت یکی از تست‌ها برای تشخیص مقدار گشتاور اعمال شده است. این تست به این صورت است که با استفاده از آچار مناسب پیچ را می‌بندیم یا محکم می‌کنیم، وقتی که متوجه اولین حرکت در پیچ یا اتصال دهنده می‌شویم، آن را مبنایی برای گشتاور اعمال شده فرض می‌کنیم. در این روش خطا بالاست. چون بر اساس تشخیص فرد انجام دهنده این تست است و خطای انسانی در انجام تست‌ها بالاست.
محصولات بیشتر: پیچ شش گوش hv
دستگاه گشتاور پیچی
در این روش از دستگاهی به نام دستگاه گشتاور پیچی برای اندازه‌گیری گشتاور اعمال شده استفاده می‌شود. این تست خطای کمی دارد. در این تست نیرویی محوری توسط دستگاه به پیچ در جهت بستن اعمال می‌شود و در نهایت مقدار گشتاور لازم آن اندازه‌گیری می‌شود.
علامت گذاری
روش دیگر برای محاسبه مقدار گشتاور، روش علامت گذاری است. در این روش هنگامی که پیچ کاملا در اتصال محکم شده است، روی سطح انتهایی آن را علامت گذاری می‌کنیم. سپس پیچ را باز می‌کنیم و دوباره تا محل علامت‌گذاری شده می‌بندیم. میزان گشتاوری که برای بستن آن صرف می‌کنیم را اندازه‌گیری می‌کنیم. این همان گشتاور مورد نیاز برای بستن است.
نحوه تشخیص سایز مهره
اندازه مهره به قطر مهره ای از مواد مانند درزگیر یا درزگیر اشاره دارد که روی یک سطح اعمال می شود. برای تعیین اندازه مهره مناسب برای یک کاربرد خاص، باید چندین فاکتور از جمله اندازه شکافی که باید پر شود، نوع ماده مورد استفاده و عملکرد مورد نظر درزگیر را در نظر بگیرید.
در اینجا چند دستورالعمل کلی برای تعیین اندازه مهره وجود دارد:
- دستورالعمل های سازنده را بررسی کنید: سازنده درزگیر یا درزگیر مورد استفاده شما ممکن است توصیه های خاصی را برای اندازه مهره مناسب برای یک کاربرد خاص ارائه دهد. برای اطمینان از بهترین نتایج باید این دستورالعمل ها را دنبال کرد.
- اندازه شکاف را در نظر بگیرید: اندازه شکاف یا مفصلی که باید پر شود به تعیین اندازه مهره مناسب کمک می کند. به عنوان مثال، یک شکاف بزرگتر ممکن است به اندازه مهره بزرگتر نیاز داشته باشد تا پوشش کافی را فراهم کند.
به طور خلاصه، تعیین اندازه مهره مناسب شامل در نظر گرفتن چندین فاکتور از جمله دستورالعمل سازنده، اندازه شکاف، نوع ماده و عملکرد مورد نظر درزگیر یا درزگیر است.
کلام آخر محاسبه گشتاور پیچ و مهره
نیروی گشتاور از مهم‌ترین پارامترهایی است که دانستن مقدار آن هنگام بستن و نصب پیچ و مهره‌ها به ایجاد اتصالی با دوام و با استحکام کافی کمک می‌کند. مقدار نیروی گشتاور لازم جهت بستن پیچ و مهره را به صورت 75 درصد استحکام تسلیم پیچ یا مهره تعریف کرده‌اند. اما برای محاسبه مقدار دقیق‌تر آن از معادله نیروی گشتاور پیچ و مهره استفاده می‌شود. این‌ها روشهایی تئوری برای محاسبه گشتاور هستند. همچنین روشهایی عملی برای محاسبه نیروی پیچ یا گشتاور لازم و یا مقایسه گشتاور اعمال شده در عمل با گشتاور تئوری به دست آمده، وجود دارد.
عالی عالی من روش استفاده از دستگاه گشتور رو نمیدونستم