معرفی انواع اتصالات پیچ و مهره ای

ایمان شکوهیان
اتصالات فلزی به مجموعه ای از اعضای فولادی گفته می شود نظیر تیرهای و ستون های فولادی که با اتصالات فراوانی به یک دیگر متصل شده و یک واحد یکپارچه را تشکیل می دهند. در اسکلت سازه های فولادی اگر تیرها وستون ها محافظه کارانه طراحی نشده باشند و همچنین به درستی طراحی و اجرا نشوند در ساختمان در برابر نیروهای مختلفی نظیر نیروهای قائم و جانبی ایمنی لازم را نخواهند داشت.

اتصالات آهن آلات موجود در ساختمان‌سازی به کمک پیچ و مهره انجام می‌شود. پیچ‌ومهره‌ها بر اساس شکل ظاهری، جنس و… انواع مختلفی دارند که از هرکدام می‌توان برای کاربردهای مختلفی استفاده کرد. در این مقاله از آهن رسان قرار است در مورد انواع اتصالات پیچ و مهره‌ای باهم صحبت کنیم. با ما همراه باشید. برای اطلاع از قیمت آهن امروز روی لینک موردنظر کلیک کنید.

پیچ و مهره چیست؟

پیچ و مهره‌ها اتصال دهنده‌های سخت افزاری هستند که معمولاً در ساخت و ساز، تولید بسیاری از محصولات، خودروسازی و صنایع مختلف دیگر استفاده می‌شوند. در اصل اتصال پیچ و مهره،  برای اتصال ایمن دو یا چند جزء به یکدیگر استفاده می‌شوند. پیچ‌ها معمولاً از یک محور رزوه‌ای با سر در یک انتها تشکیل شده‌اند که ممکن است به شکل شش ضلعی، مربع یا شکل دیگری باشند. از سوی دیگر، مهره‌ها یک بلوک فلزی کوچک با سوراخ رزوه‌ای در مرکز هستند که برای جفت شدن با پیچ و مهره طراحی شده‌اند. هنگامی که یک پیچ از طریق سوراخ در دو یا چند شی وارد می‌شود، مهره‌ای روی انتهای رزوه‌دار پیچ می‌شود تا اجسام را در کنار هم نگه دارد.

حتی اتصالات پیچ و مهره برای بسیاری از مقاطع فولادی قابل استفاده هستند؛ مثلا: اتصال پروفیل با پیچ را می‌توان در بسیاری از پروژه‌های صنعتی یا ساختمانی دید. برای اطلاع از قیمت پیچ و مهره می‌توانید روی لینک موردنظر کلیک کنید.

انواع اتصالات پیچ و مهره ای

وقتی در مورد پیچ و مهره صحبت می‌کنیم، اتصال دهنده‌های سخت افزاری دیگری نیز وجود دارد که معمولاً با آنها استفاده می‌شود، یعنی پیچ و واشر.واشرها دیسک‌های نازک و مسطحی هستند که همراه با پیچ، پیچ و مهره برای توزیع بار بست در سطح بزرگ‌تری و جلوگیری از آسیب به سطح بسته‌شده استفاده می‌شوند. واشرها همچنین با ایجاد سطح باربری صاف و کاهش اصطکاک به جلوگیری از شل شدن بست در طول زمان کمک می‌کنند.

پیچ‌ها شبیه پیچ و مهره‌ها هستند اما معمولاً دارای نوک نوک تیز هستند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در یک سوراخ قرار بگیرند. پیچ‌ها مانند پیچ و مهره‌ها دارای یک محور رزوه‌ای و یک سر هستند. پیچ‌ها معمولا در نجاری، فلزکاری، الکترونیک و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.

همان‌طور که در بالا گفته شد، پیچ و مهره‌ها بست‌هایی هستند که با هم کار می‌کنند تا اجسام را در جای خود نگه دارند. یک پیچ از طریق سوراخ‌های هم تراز در اجسام وارد می‌شود و یک مهره به انتهای پیچ رزوه می‌شود.  در بخش صنعتی، انواع پیچ و مهره برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص استفاده می‌شود. حتی برای اتصالات قوطی فلزی هم می‌توان از این محصولات استفاده کرد. در اینجا چند نوع پیچ و مهره رایج را به شما معرفی می‌کنیم.

پیچ و مهره با شکل ظاهری شش گوشه

سر شش ضلعی پیچ شش گوش به عنوان سطحی برای گرفتن یا پیچاندن پیچ با آچار، سوکت یا حتی مته عمل می‌کند. برخی از پیچ‌های شش گوش دارای رزوه‌هایی هستند و اغلب در سوراخ‌های رزوه‌دار استفاده می‌شوند.این محصولات،  قدرت چسبندگی بالایی دارند زیرا کشش را در کل پیچ توزیع می‌کنند. بخش ضخیم‌تر و بدون رزوه یک پیچ نیمه رزوه‌شده، استحکام فرآیند بست را فراهم می‌کند. پیچ‌های شش گوش با رزوه جزئی نیز برای عملیاتی که به نیروی بیشتری برای نگه داشتن قطعات کار در کنار هم نیاز دارند، مفید هستند. پیچ‌های سر شش گوش معمولاً در کاربردهای ساختمانی و خودرو استفاده می‌شوند.

پیچ و مهره گنبدی

این نوع پیچ و مهره؛ محصولی است که دارای انتهای بسته هلالی شکل است. این نوع پیچ‌ها پس از قرار دادن در سوراخ‌های از پیش تعبیه شده با واشر و مهره‌های شش گوش بسته می‌شوند. مهره توسط یک ناحیه مربعی زیر سر به قطعه کار محکم می‌شود و به شما امکان می‌دهد آن را با یک آچار یا سوکت وصل کنید. این نوع پیچ و مهره در طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند عرشه، مبلمان و مجموعه‌های بازی در فضای باز استفاده می‌شود.

انکر بولت‌ها

انکر بولت‌ها برای استفاده در پایه‌های بتنی گزینه خوبی هستند. از این محصولات معمولا می‌توان در سازه‌هایی که در مناطق مرطوب هستند، استفاده کرد.  انکر بولت در حالی که بتن سخت می‌شود، پیچ در جای خود نگه داشته می‌شود. می‌توان از انکر بولت‌ها برای محکم کردن ستون عرشه به بتن استفاده کرد. برای مقاوم‌سازی انکر بولت‌ها در بتن موجود، از یک چسب استفاده می‌شود.

  محاسبه تحمل بار تیرآهن

یوبولت یا پیچ‌های u شکل

پیچ‌های U شکل دارای دو قسمت رزوه‌ای با ظاهر گرد یا صاف هستند. U-پیچ و مهره‌های گرد برای محکم کردن لوله یا مجرا به یک سطح استفاده می‌شود، در حالی که از U-پیچ‌های مربعی برای چسباندن موارد مختلف به یک سطح، مانند یک ستون مربعی استفاده می‌شود.

پیچ‌های چشمی یا حلقه‌ای

پیچ‌های چشمی یا حلقه‌ای به شکل حلقه‌ای و شبیه به چشم هستند. این محصولات دارای انتهای رزوه‌ای برای اتصال زنجیر یا طناب به سطح چوبی، فلزی یا بتنی هستند. پیچ‌های چشمی برای استفاده در سوراخ‌های از پیش تعیین شده طراحی شده‌اند. چشم‌های پیچ از نظر ظاهری مشابه هستند، اما دارای رزوه‌های درشت‌تر و نوک نوک تیز هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد برای کاربردهای خاصی استفاده شوند.

به غیر از این موارد گفته شده، می‌توان پیچ‌ومهره‌های دیگری هم در بازار دید که ما صرفا به چند مورد از این محصولات پرداختیم.

انواع پیچ بر اساس جنس

پیچ و مهره‌ها در جنس‌های مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. در ادامه در مورد انواع پیچ‌ و مهره بر اساس جنس صحبت خواهیم کرد.

۱. فولاد

پیچ‌ومهره از فولادهای مختلفی تولید می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها، فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ است.

  • فولاد کربنی: پیچ و مهره فولاد کربنی مقرون به صرفه و همه کاره هستند و به طور گسترده در بسیاری از کاربردها استفاده می‌شوند. چنین محصولاتی استحکام خوب و مقاومت در برابر خوردگی متوسطی دارند اما اگر محافظت نشوند ممکن است در طول زمان زنگ بزنند.
  • فولاد ضد زنگ: پیچ‌ها و مهره‌های فولادی ضد زنگ که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی شناخته می‌شوند، برای کاربردهایی که مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی ضروری است مناسب هستند. از این محصولات اغلب در محیط‌های بیرونی و دریایی استفاده می‌شوند.

۲. برنج

پیچ‌ها و مهره‌های برنجی در برابر خوردگی مقاوم بوده و رسانایی الکتریکی خوبی دارند. آنها معمولاً در کاربردهای الکتریکی و لوله کشی که رسانایی و مقاومت در برابر خوردگی مهم هستند استفاده می‌شوند.

۳. آلومینیوم

پیچ و مهره‌های آلومینیومی سبک وزن بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. آنها اغلب در کاربردهایی که وزن یک نگرانی است یا مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است، مانند صنایع هوافضا و دریایی استفاده می‌شوند.

۴. تیتانیوم

پیچ‌ها و مهره‌های تیتانیوم سبک، قوی و بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند. آنها معمولاً در کاربردهای هوافضا، پزشکی و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در آن نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است.

۵. مس

پیچ و مهره‌های مسی به دلیل هدایت الکتریکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده‌اند. آنها اغلب در کاربردهای الکتریکی و در محیط‌هایی که مقاومت در برابر خوردگی ضروری است استفاده می‌شوند.

۶. پلاستیک

پیچ و مهره‌های پلاستیکی، مانند آنهایی که از نایلون یا پلی اتیلن ساخته شده‌اند، سبک وزن، مقاوم در برابر خوردگی و غیر رسانا هستند. این محصولات،  معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که در آن اتصال دهنده‌های فلزی ممکن است باعث خوردگی یا مشکلات هدایت الکتریکی شوند، مانند الکترونیک و لوله کشی. هنگام انتخاب مواد برای پیچ و مهره، عواملی مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی، رسانایی، وزن و هزینه و همچنین الزامات خاص کاربرد خود را در نظر بگیرید. انتخاب مواد مناسب تضمین می‌کند که پیچ‌ها و مهره‌ها به طور موثر و قابل اعتماد در محیط مورد نظر خود عمل می‌کنند.

انواع پیچ از نظر آبکاری

یکی از روش‌هایی که باعث محافظت از اتصالات پیچ و مهره می‌شود، آبکاری کردن این محصولات است. در اصل آبکاری کردن اتصالات پیچ و مهره،  باعث افزایش عمر قطعات و جلوگیری از خوردگی و مقاومت در برابر تاثیرات محیطی خواهد شد. انواع آبکاری اصتالات پیچ و مهره شامل موارد زیر هستند:

  • آبکاری روی یا گالوانیزه سرد پیچ و مهره
  • آبکاری گالوانیزه گرم پیچ و مهره
  • پوشش داکرومات (روی و کرومات شفاف) پیچ و مهره
  • پوشش داکرومات (روی و کرومات زرد) پیچ و مهره

انواع پیچ از نظر نوع رزوه یا سرپیچ

پیچ و مهره را از نظر رزوه یا سرپیچ می‌توان به دسته‌های مختلفی تقسیم کرد:

  • پیچ فلز
  • پیچ ماشینی
  • پیچ چوب
  • پیچ آلن
  • پیچ نوک مته ای
  • پیچ شش گوش
  • پیچ چشمی
  • پیچ نوک بر
  • پیچ مغزی
  • پیچ بار
  • پیچ شانه ای
  • پیچ لگ
  • پیچ متری
  • استاد بولت
  • یو بولت
  • جی بولت
  • هنگر بولت
  • انکر بولت
  • تی بولت
  • پیچ پروانه
  • پیچ بال پروانه
  آشنایی با استاندارد ورق فلزی و فولادی

استاندارد و گرید پیچ و مهره

مظنور از گرید یا کلاس پیچ و مهره، حداکثر تنشی است که یک پیچ می‌تواند تحمل کند. همچنین گرید مشخص می کند چه ابزاری برای محکم کردن پیچ و مهره ها مناسب هستند؛ به همین دلیل اطلاع از استاندارد و گرید پیچ و مهره موضوع مهمی است که در زمان خرید این محصول باید به آن دقت داشته باشید.

همه پیچ ها دارای گرید مخصوص دارند و هرچه فولاد مقاومت کششی بیشتر داشته باشد، پیچ می تواند گشتاور بیشتری تحمل کرده و اتصال پیچ و مهره محکم تر خواهد بود. استاندارد های گرید پیچ بر اساس سیستمی که توسط جامعه مهندسان خودرو طراحی شده تنظیم شده که در این سیستم علامت گذاری از خطوط برجسته روی سر پیچ برای نشان دادن گرید پیچ استفاده می کند.

پیچ ها گریدهای بسیار متنوعی دارند که با توجه به این ویژگی در محیط های مختلفی قابل استفاده هستند:

گرید آمریکایی SAE (SAE American Grades)

استاندارد علامت گذاری SAE با گرید ۲ شروع می شود که علامت خاصی ندارد و در سرپیچ است. پیچ و مهره گرید ۲ از فولاد با کربن پایین که دارای مقاومت کششی ۶۴۰۰۰ پوند بر اینچ مربع یا کمتر است تشکیل شده است. سر پیچ با سه خط برجسته به صورت شعاعی یک پیچ با گرید ۵ SAE دارای فولاد با کربن متوسط  است. قوی ترین پیچ و مهره برای کاربردهای تجاری گرید ۸ است. شکل ظاهری پیچ و مهره گرید ۸،  به صورت شش خط شعاعی و تیز برجسته مشخص می‌شود و از آلیاژ فولاد با کربن متوسط ​​با مقاومت کششی ۱۵۰،۰۰۰ psi تشکیل شده است. یک نکته مهم که باید بدانید این است که هرچه عدد گرید بزرگ تر باشد؛ یعنی میزان کربن بیشتری در آلیاژهای فولاد این پیچ و مهره به کار گرفته شده و و استحکام و مقاومت پیچ و مهره‌ها هم بالطبع افزایش می‌یابد.

گرید یا کلاس متریک Metric Grades

طبقه بندی گرید یا کلاس متریک به صورت اعداد برجسته یا فرورفته در بالا یا کنار سر پیچ است که اولین عدد نشان دهنده بار بر حسب مگاپاسکال (megapascal) (واحد پاسکال برای اندازه گیری تنش داخلی استفاده می شود) و نشان دهنده مقاومت پیچ و مهره در برابر نیروی وارده است. عدد دوم نسبت بین بار فشارشی و بار خمشی را نشان می دهد و هرچقدر که بالاتر باشد، یعنی پیچ موردنظر مقاومت بیشتری دارد.

گرید ASTM

سیستم بین المللی آمریکایی ASTM یکی دیگر از گریدهای پیچ و مهره است که در این طبقه بندی برای نشان دادن گرید یا کلاس پیچ و مهره ها از حرف A به علاوه سه عدد که بر روی سر پیچ قرار دارند استفاده می شود. گرید های متداول ASTM شامل A307 است که تقریباً با گرید SAE 2 مطابقت دارد. همچنین پیچ های متداول دیگر ASTM شامل A325 و A490 می باشند که تقریباً از نظر استحکام و میزان کربن در آلیاژ فولاد به ترتیب معادل گرید SAE 5 و گرید SAE 8 می باشد.

اعداد و حروف حک شده بر روی پیچ و مهره ها در اصل نشان دهنده موردی هستند،؛ به عنوان مثال مقاومت کششی یک اتصال دهنده به ما می گوید که قبل از خراب شدن پیچ و مهره می توانند چه فشاری را تحمل کنند.تنش تسلیم (yield strength) نیز همینطور است.

پرکاربردترین گرید های مورد استفاده در صنایع شامل موارد زیر هستند:

✔ گرید ۵.۶ که به پیچ های آهنی شهره هستند که مقادیر کمی کربن دارند.

✔ گرید ۸.۸ که معروف به پیچ خشکه هستند که از فولاد ضدزنگ ساخته شده‌اند.

✔ گرید ۱۰.۹که در برابر فشار به میزان چیزی در حدود ۹۰ درصد مقاومت از خود نشان می دهند.

✔ گرید ۱۲.۹ همچون گرید ۱۰.۹ دارای مقاومت بالایی بوده اما میزان کربن بالایی دارند.

در زمان انتخاب پیچ و مهره باید به چه نکاتی توجه داشت؟

انتخاب پیچ و مهره مناسب برای پروژه شما مستلزم در نظر گرفتن چندین فاکتور مانند جنس، اندازه، نوع رزوه، استحکام و شرایط محیطی است. در ادامه نکات مهم برای انتخاب پیچ و مهره را در اختیار شما می‌گذاریم:

  • شناسایی الزامات برنامه: الزامات کاربردی خاص مانند ظرفیت باربری، شرایط محیطی (دما، رطوبت، خوردگی) و سازگاری مواد (به عنوان مثال، سازگاری با سایر مواد در حال بسته شدن) را تعیین کنید.
  • انتخاب جنس پیچ و مهره: باید پیچ و مهره‌ای با جنس مناسب برای کاربرد مورد نظر انتخاب کنید. مواد متداول عبارتند از فولاد (فولاد کربن، فولاد ضد زنگ)، برنج، آلومینیوم و تیتانیوم. عواملی مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه را در نظر بگیرید.
  • تعیین و مشخص کردن اندازه و طول پیچ: باید مشخص کنید که به چه نوع پیچ‌هایی با اندازه و طول مشخص نیاز دارید.
  • انتخاب نوع پپچ موردنظر: اطمینان حاصل کنید که پیچ‌ها و مهره‌ها دارای رزوه‌های سازگار هستند تا از تناسب مناسب اطمینان حاصل کنید.
  • شناسایی الزامات استحکام: پیچ و مهره‌ها را با استحکام کافی برای تحمل بارها و تنش‌های مورد انتظار انتخاب کنید. پیچ‌ها معمولاً بر اساس استحکام آنها درجه بندی می‌شوند. هنگام انتخاب پیچ و مهره، عواملی مانند مقاومت کششی، استحکام تسلیم و مقاومت برشی را در نظر بگیرید.
  • ارزیابی عوامل محیطی: شرایط محیطی را در نظر بگیرید که در آن اتصال دهنده‌ها استفاده می‌شوند (به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض رطوبت، مواد شیمیایی و دمای بالا). مواد و پوشش‌هایی را انتخاب کنید که مقاومت مناسبی در برابر خوردگی برای محیط خاص ایجاد کنند.
  • در نظر گرفتن ویژگی‌های تخصصی پیچ و مهره‌ها: بسته به کاربرد، ممکن است به ویژگی‌های خاصی مانند مکانیسم‌های قفل، مقاومت در برابر دستکاری یا مقاومت در برابر دمای بالا نیاز داشته باشید. پیچ و مهره‌هایی را با ویژگی‌های لازم انتخاب کنید تا نیازهای خاص پروژه خود را برآورده کنید.
  تفاوت آهن و فولاد چیست؟

با انجام این مراحل و در نظر گرفتن فاکتورهای مربوطه، می‌توانید پیچ و مهره مناسب پروژه خود را انتخاب کنید و اتصال ایمن و مطمئن را تضمین کنید.

مزایای اسکلت های فولادی

اسکلت‌های فولادی کیفیت بسیار بالایی دارند؛ زیرا از دستگاه های جوشکاری مدرن و استاندارد برای تولید آن ها استفاده شده است.

  • سرعت ساخت بالایی دارند.
  • از نظر اقتصادی به صرفه تر هستند.
  • نصب آسان و بدون مزاحمت
  • اتصالات بهتر و مقاوم تر اعضا به یکدیگر به دلیل دقت بالا حین ساخت

مشکلات اتصالات سازه های فولادی

امروزه به دلیل عدم شناخت کافی از رفتار اتصالات پیچ و مهره ای آسیب های زیادی در طراحی و اجرای سازه ها به وجود می آید از همین رو باید رفتارها و خطراتی که از این روش به وجود می آید را شناسایی کرد و تمهیداتی برای آن ها اندیشید. این خرابی ها عبارت اند از:

  • خرابی در بال ستونها
  • خرابی در تیرها
  • خرابی در چشمه اتصال
  • خرابی در ورق برشی جان
  • خرابی در جوش

سخن پایانی

در این مقاله در مورد اتصالات پیچ و مهره و انواع این محصولات اطلاعاتی را در اختیار شما گذاشتیم. حالا با وجود شناخت انواع پیچ و مهره از نظر شکل ظاهری، جنس و نوع به راحتی می‌توانید بهترین محصول را انتخاب کنید. در نظر گرفتن جنس پیچ و مهره، در نظر گرفتن شرایط محیطی، طول ، سایز و حتی در نظر گرفتن ویژگی‌های خصوصی این محصول می‌تواند به شما کمک کند که بهترین انتخاب را داشته باشید. برای خرید پیچ و مهره فولادی یا حتی سایر مقاطع فولادی می‌توانید آهن رسان را انتخاب کنید. آهن رسان امکان خرید اعتباری آهن آلات با چک را برای شما فراهم کرده تا بتوانید خرید بهتری داشته باشید.

سوالات متداول

  1. پیچ و مهره چیست؟

پیچ و مهره‌ها در اصل اتصال دهنده‌های سخت‌افزاری هستند که برای اتصالات مقاطع فولادی و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شوند.

  1. از نظر جنس چند نوع پیج و مهره وجود دارد؟

فولادی، مس، برنج، پلاستیکی و… از انواع پیچ و مهره بر اساس جنس هستند.

  1. منظور از گرید یا کلاس پیچ چیست؟

مقدار تنشی که یک پیچ می‌تواند تحمل کند به عنوان گرید یا کلاس پیچ شناخته می‌شود.

  1. مشکلات اتصالات سازه‌های فولادی چیست؟
  • خرابی در بال ستونها
  • خرابی در تیرها
  • خرابی در چشمه اتصال
  • خرابی در ورق برشی جان
  • خرابی در جوش

۵. در زمان انتخاب پیچ و مهره باید به چه نکاتی توجه داشت؟

انتخاب پیچ و مهره مناسب برای پروژه شما مستلزم در نظر گرفتن چندین فاکتور مانند جنس، اندازه، نوع رزوه، استحکام و شرایط محیطی است

اشتراک گذاری مقاله
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *