مشکلات و مسایل رایج در اتصالات پیچی

[vc_row][vc_column][vc_column_text]مشکلات اتصالات پیچی به دو زمان تقسیم می شود، هنگام سفت کردن و پس از سفت کردن پیچ ها، با ما همراه باشید.

مشکلات ایجاد شده به هنگام سفت کردن پیچ ها

• شکستن پیچ به هنگام سفت کردن

گاهی اوقات پیچ ها به هنگام سفت کردن آنها توسط آچار می شکنند. این وضعیت وقتی به وجود می آید که نیروی بستن پیچ (گشتاور اعمالی) بیش از حد باشد. همچنین در صورتی که رزوه ها کاملا روغنی باشد نیز، به دلیل کاهش اصطکاک ممکن است قسمت اعظم گشتاور تبدیل به تنش طولی و شکستن پیچ شود.

• کنده شدن رزوه ها (هرز شدن پیچ)

در این حالت، تمام رزوه های پیچ یا مهره که با هم درگیر شده اند، بریده می شوند و از بدنه اصلی پیچ یا مهره جدا می شوند. در این عیب، بدنه پیچ نمی شکند. ولی در اثر کنده شدن رزوه ها، پیچ از مهره جدا می شود. یا اصلا اتصال قابل قبولی بین آنها به وجود نمی آید. وقتی که پیچ یا مهره از یک ماده ضعیفتر (.مثلاً یکی از فولاد و دیگری از آلومینیوم.) ساخته شده باشد و یا هنگامی که طول درگیری پیچ با مهره کوتاه باشد، ممکن است این مشکل به وجود آید.

• تغییر شکل پلاستیکی قطعات متصله

گاهی اوقات به هنگام ایجاد یک اتصال پیچی ممکن است قطعات متصله دچار تغییر شکل پلاستیکی، کمانش و یا له شدگی بشوند. این مشکل موقعی به وجود می آید که استحکام فشاری قطعات پایین باشد. یا فرم قطعات به گونه ای باشد که در آنها کمانش ایجاد شود. یا نیروی اعمالی به پیچ ها و قطعات بیش از حد مقاومت آنها باشد.

• محکم نشدن کافی قطعات

وقتی گشتاور کافی به هنگام سفت کردن پیچ اعمال نشود، نیروی کششی طولی کافی در آن به وجود نمی آید. به حد کافی برای نگهداشتن اتصال نخواهد رسید. اگر به عللی پیچ و مهره به هم بچسبند و یا اگر رزوه ها به اندازه کافی روانکاری نشده باشند. (و در نتیجه اصطکاک بین آنها بیشتر از حد مورد انتظار باشد.) نیز ممکن است قطعات پیچی به اندازه کافی محکم نشوند. این یکی از جدی ترین مشکلاتی است که می تواند به هنگام کارکرد اتصال پیچی دردسرهای زیادی ایجاد کند. مثلاً ممکن است به تدریج قطعات متصله از هم فاصله بگیرند. قطعات نسبت به هم بلغزند، پیچ ها شل شوند و شکست ناشی از خستگی در پیچ ها به وجود آید.

مشکلات ایجاد شده پس از محکم کردن اتصال پیچی

• شکست استاتیکی پیچ

یکی دیگر از مشکلات اتصالات پیچی شکست استاتیکی است. این نوع شکست به صورت ناگهانی و در اثر یک ضربه یا تکان شدید ممکن است به وجود آید. این ضربات در عملکرد عادی وجود ندارد، بلکه مثلاً در تصادفات یا دیگر اتفاقات غیر منتظره باعث شکستن پیچ ها می شود.

• شکستن حاصل از خستگی

خستگی (Fatigue) در اثر اعمال بارهای تکراری در قطعات اتفاق می افتد. در حالی که مقدار بار اعمالی کمتر از استحکام کششی قطعات می باشد. بنابراین این عیب دفعتاً اتفاق نمی افتد. بلکه بارهای تکراری (که میزان آن بیشتر از یک حد خاصی باشد) به تدریج باعث ایجاد شکست در قطعه می گردد. در مورد پیچ ها هم شکست ناشی از خستگی طولی و خستگی خمشی، هر دو اتفاق می افتند. این عیب نیز جزو مشکلات جدی در اتصالات پیچی محسوب می شود.

• شکست با تأخیر حاصل از ترد بودن پیچ

در این مورد نیز پیچ دفعتاً دچار شکست می شود. ولی پس از مدت زمانی خاص که اتصال محکم شده و سیستم به کار گرفته شود. گاهی اوقات در یک اتصال پیچی پس از محکم شدن، وقتی بلااستفاده در یک محل قرار گیرد نیز چنین شکستی در بعضی پیچ های آن به وجود می آید. مدت زمان قبل از شکستن پیچ ممکن است از چند ساعت تا چند سال متغیر باشد. این عیب هنگامی اتفاق می افتد که در اتصال، از پیچ هایی سخت با استحکام مثلاً بالاتر از 1300 N/mm² استفاده شده و پیچ ها به خوبی محکم شده باشند.

• شکست ناشی از تنش خوردگی

این نوع شکست تقریباً شبیه شکست با تأخیر است و هنگامی اتفاق می افتد که اتصال پیچی همزمان در معرض تنش کششی و محیط خورنده قرار گیرد. در چنین شرایطی، حتی اگر نیرویی به اتصال پیچی وارد نشود نیز ممکن است در اثر خوردگی، ترک در قطعات به وجود آید و تنش موجود در پیچ به گسترش ترک منجر گردد.

• فاصله گرفتن قطعات اتصال از هم

وقتی بار خارجی وارده به اتصال، بیشتر از حد تحمل پیچ ها باشد، قطعات ممکن است از هم فاصله بگیرد. در اثر این پدیده احتمالاً نشتی در سیستم به وجود می آید. همچنین ادامه این وضع می تواند باعث شکست خستگی در پیچ ها شود. بنابراین خیلی مهم است که در طراحی اتصالات پیچی، قطعات و پیچ ها به گونه ای محاسبه شوند که چنین وضعیتی به وجود نیاد.

• لغزش قطعات نسبت به هم

وقتی بارهای برشی بزرگی به اتصال پیچی وارد شود، ممکن است قطعات محکم شده توسط پیچ، نسبت به هم بلغزند. این پدیده وقتی به وجود می آید که بار برشی وارده بیشتر از نیروی  اصطکاک بین قطعات متصله باشد.

وقتی قطعات نسبت به هم بلغزند، ممکن است پیچ ها به سرعت شل شوند، سایش بین قطعات به وجود آید و در اثر ادامه و تکرار این لغزشها، شکست ناشی از خستگی خمشی در پیچ ها ایجاد گردد. این عیب نیز از عیوب جدی و آسیب رسان در اتصالات پیچی محسوب می شود و به هنگام طراحی، باید دقت نمود تا لغزش بین قطعات به وجود نیاید.

• شل شدن پیچ ها (کاهش در تنش طولی آنها)

گاهی اوقات نیروی کششی که به هنگام سفت کردن پیچ ها در آنها به وجود می آید، کاهش می یابد و به تدریج باعث شل شدن آنها می شود. این عیب ممکن است مثلا در اثر لغزش بین قطعات متصله، سایش بین قطعات و یا تغییر شکل پلاستیکی اتفاق بیفتد.

نیروی کششی اولیه ایجاد شده در پیچ، مهم ترین عامل مؤثر درعملکرد مطلوب اتصال پیچی می باشد. کاهش این نیرو به هر علتی، باعث شل شدن پیچ می گردد و قابلیت اطمینان سیستم را دچار اختلال می کند.

شل شدن پیچ ها را می توان به دو گروه تقسیم بندی کرد: شل شدن گردشی سریع و شل شدن غیر گردشی آهسته.

شل شدن پیچ ها باعث فاصله گرفتن قطعات، ایجاد لغزش بین آنها، به وجود آمدن تکان و ضربه در سیستم، کاهش استحکام اتصال، ارتعاش، شکست های ناشی از خستگی و نشتی خواهد شد.

شل شدن پیچ ها جدی ترین مشکل در اتصالات پیچی می باشد.

ویژگی ها و علل پیدایش مشکلات

همانطور که در بخش های قبلی ذکر شد، مشکلات در اتصالات پیچی را می توان به دو گروه تقسیم بندی کرد:

مشکلاتی که هنگام سفت کردن پیچ ها به وجود می آیند و مشکلاتی که پس از سفت کردن پیچ ها (هنگام کار سیستم) اتفاق می افتند. اگر به هنگام سفت کردن پیچ، مشکلی به وجود بیاید، در همان موقع شناسایی می شود. می توان احتمالاً آن را با اطمینان خاطر برطرف کرد. ولی در مورد مشکلاتی که پس از سفت کردن پیچ ها اتفاق می افتند. دردسرها و هزینه های زیادی به مشتری و استفاده کننده از سیستم تحمیل خواهد شد. برای جلوگیری از بروز اینگونه مشکلات اولاً باید اتصال پیچی را به درستی طراحی کرد و ثانیاً باید عملیات مونتاژ و سفت کردن پیچ ها و مهره ها با دقت و وسواس ریاد انجام داد.

علل پیداش مشکلات به هنگام سفت کردن پیچ ها، مثلاً می تواند اعمال گشتاور بیش از حد به پیچ ها و یا اشتباه در تخمین میزان اصطکاک موجود بین رزوه ها باشد.

علل پیدایش مشکلات پس از سفت کردن پیچ ها، معمولاً عدم بررسی صحیح شرایط اولیه و یا اشتباه در محاسبات و طراحی می باشد.

مشخصات قطعات پیچی باید به گونه ای باشد که هیچ یک از مشکلات ذکر شده اتفاق نیفتد.

برای آشنایی بیشتر مقاله (طراحی اجزاء (۱) – پیچ و مهره ها)

منابع پیشگامان پیچ پارس :

نویسنده : ساکائی توموتسوگو

مترجم : دکتر مقصودی[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]