کشش و گشتاور در پیچ و مهره ها

کشش و گشتاور در پیچ و مهره ها را در این مقاله بررسی خواهیم نمود، با ما همراه باشید.

کشش و گشتاور در پیچ و مهره ها

در میان تمام اتصالاتی که از گذشته تا اکنون اختراع شده اند تعداد کمی از آنها مانند پیچ های مهره خور، پیچ های خودکار و مهره ها برای استفاده قابل اطمینان، ساده و راحت می باشند.

اما برای آنکه این اتصالات وظایف خود را در محل های مختلف بخوبی انجام دهند می بایست بصورت صحیح نصب شده و تا اندازه مناسب محکم شوند. این مسئله در مورد اتصالات دیگر مانند پیچ های ماشین، پیچ های آلن و پیچ های دو سر در کارهای مشخص نیز صادق است.

سفت کردن یک پیچ با اندازه مناسب

یک پیچ یا مهره اگر به اندازه کافی سفت نشده باشد ممکن است شل شده و بیفتد. همچنین باعث لرزش و ایجاد نیروی قیچی کردن بین قطعات متصل شده به یکدیگر می شود و این قطعات تمایل به حرکت و حارج شدن خواهند داشت.

یک مهره شل شده می تواند باعث ایجاد نیروی قیچی کننده بین قطعات اتصال شود

رزوه های یک پیچ بیش از حد سفت شده بطور دائمی در معرض فشار و نازک شدن گلویی قرار دارند و این باعث کمتر شدن میزان درگیری رزوه ها می شود. در صورت سفت کردن بیشتر این پیچ ها احتمالاً خواهند برید. اگر یک مهره بیش از حد سفت شود سبب فشردگی و چسبیدن رزوه های آن می شود، این مسئله باعث تغییر شکل دادن رزوه ها و قفل شدن مهره در محل خود خواهد شد. بیشتر از حد سفت کردن مهره همچنین ممکن است باعث کج شدن و از تنظیم خارج شدن قطعات سوار شده گردد.

بیش از حد سفت کردن پیچ و مهره باعث ایجاد گلویی و نازک شدن پیچ می گردد.

 

بیش از حد سفت کردن مهره سبب تغییر شکل آن خواهد شد

 

شاید برای شما جالب باشد که بدانید یک قطعه فولادی بعد از عملیات حرارتی مانند پیچ گروه 5 یا 8 SAE با اندازه 5/8 اینچ در این حالت کش خواهد آمد. در حقیقت کش آمدن این ماده از محاسن آن محسوب می شود و اینجاست که بحث کشش و گشتاور به میان می آید.

برای اتصال صحیح به یکدیگر باید پیچ و مهره تحت کشش گشتاور صحیحی قرار گیرند.

 

فشار بوجود آمده در یک موتور

مثال

پیچ های سرسیلندر یک موتور را درنظر بگیرید. در زمان انفجار سوخت در موتور اغلب یک نیروی 50000 پوندی (222400 N) سرسیلند موتور را به سمت بالا می راند. اگر پیچ ها در هنگام نصب کردن موتور بصورت مناسب سفت نشده باشند در این زمان دچار کشیدگی می شوند. پس از انفجار این پیچ ها سست شده و به اندازه نرمال خود باز می گردند.

این تنش های متناوب باعث خستگی و شکستن ناخواسته فلز خواهند شد.

چرخه کشش و انقباض پیچ ها

خستگی

اکثر مواد حتی فولادها در اثر تکرار تنش های وارد بر آنها دچار خستگی می شوند. یک تکه سیم را در دست بگیرید و چند بار به آن تنش وارد کنید. پس از چند بار تکرار ملاحظه خواهید کرد که سیم می برد. این فلز دچار خستگی شده است. این مسئله در مورد پیچ ها نیز در هنگام کشش و انقباض صورت می گیرد. اما در صورتیکه پیچ به اندازه صحیح سفت شده باشد در آن کششی ایجاد می شود که این کشش در مقابل کشش ناشی از کار قطعات متصل شده قرار گرفته و با آنها خنثی می شود و بنابراین کششی بصورت متناوب بر آن اعمال نخواهد شد. به لین ترتیب عامل ایجاد خستگی از بین رفته و عمر کاری پیچ بیشتر خواهد شد.

یک سیم در اثر تکرار تنش خواهد برید

 

در اینجا یک نکته قابل ذکر وجود دارد و آن این است که اکثر اتصالات می باید برای انجام کار تحت کشش قرار گیرند ولی کشش آنها می تواند بسیار زیاد باشد.

 

سفت کردن صحیح باعث خنثی شدن تنش تحت کار پیچ و پیش بار آن می شود.

 

تمام فلزات دارای خاصیتی هستند که محدوده الاستیسیته آنها را نشان می دهد و اغلب تحت عنوان حد الاستیک مورد بحث قرار می گیرد. وقتی یک پیچ مهره خور در یک فاصله زمانی تحت کشش بیش از حدی قرار می گیرد (بیش از حد الاستیک آن) مقداری از این کشش بصورت دائمی در پیچ باقی خواهد ماند به این معنی که پس از برداشتن کشش پیچ هیچگاه به اندازه طبیعی خود باز نخواهد گشت و نسبت به اندازه اولیه خود بلندتر خواهد ماند.

این کشش بیش از حد باعث تغییراتی در داخل پیچ می شود که به آن شرایط پلاستیک می گویند.

این تغییرات باعث می شوند ماده پیچ تنش کششی اولیه خود را از دست داده و سریع تر دچار خستگی و خرابی گردد.

چگونگی از بین رفتن تنش کششی وقتی که پیچ تحت کشش بیش از حد قرار می گیرد.

در شکل بالا چگونگی کم شدن تنش کششی اصلی یک پیچ پس از اعمال کشش بیش از حد الاستیک آن نشان داده شده است.

 

میزان کشندگی

با انجام آزمایش و محاسبات میزان صحیح کشندگی برای بسیاری از اتصالات معین شده است. البته اندازه گیری مستقیم میزان کشندگی غیر ممکن است و مدت ها پیش روشی برای تعیین کشندگی با عنوان کشش بدست آمده است.

کشش صرفاً یک اندازه گیری سفتی یا کشیدن مستقیم است که با واحد پوند مشخص می شود. اندازه گیری کشش نیز مانند کشندگی مشکل است و قبلاً وسیله ای برای اندازه گیری آن با عنوان گشتاور ساخته شده است.

 

گشتاور یا چرخش تحت نیرو

گشتاور

به زبان ساده نتیجه حاصل از چرخش را گشتاور می گویند. از آنجائیکه گردش نیاز به نیروی گردان دارد، گشتاور در جهت گردش حاصل از نیرو بدست می آید. به عبارتی یک پیچ مهره خور یا اتصالات دیگر وقتی به اندازه معینی گشتاور دارندکه برای انجام صحیح وظیفه شان تحت کشش صحیحی قرار گرفته اند.

گشتاور با اندازه گیری میزان چرخش یک قطعه با نیروی اعمال شده جهت چرخش آن نسبت به نقطه ابتدایی مشخص می شود. نیروی چرخش با واحدهای معمولی وزن مانند پوند، انس، گرم یا کیلوگرم و فاصله با واحدهای طول مانند اینچ، فوت، سانتیمتر یا متر نشان داده می شوند. اندازه گیری گشتاور بوسیله این دو واحد مشخص می شود یعنی فاصله جابجایی * نیرو = گشتاور. در شکل زیر فرمول ابتدایی محاسبه گشتاور که یک نوع اندازه گیری کار نیز می باشد در مثالی نشان داده شده است.

چگونگی اندازه گیری گشتاور

 

گشتاور با نام واحدهای بکار رفته برای اندازه گیری آن توصیف می شود، بطور مثال اگر نیرو با پوند واصله با فوت اندازه گیری شود، گشتاور حاصل با پوند – فوت (یا فوت – پوند) مشخص می شود. در سیستم متریک نیوتون (N)  واحد اندازه گیری نیرو است و شامل وزن و شتاب جاذبه می شود.

 

کشندگی در یک پیچ نمونه

(فاکتور جاذبه) 9/81 * (Kg) وزن = نیوتون

بدین ترتیب گشتاور روشی ساده برای مشخص کردن کشش یا کشندگی می باشد.

مهندسین با انجام آزمایشات و محاسبات خود در یافته اند که گشتاور مناسب برای بکار گیری در اتصالات به چه میزان است. اگر گشتاور مناسب در یک پیچ سرسیلندر 5/8 اینچ اعمال شده باشد به اندازه “0/015 (0/38 mm) (شکل 30-3) تحت کشندگی قرار خواهد داشت.

 

ما مفتخریم  که تمامی تست های کشش و گشتاور را در آزمایشگاه تخصصی پیشگامان پیچ پارس انجام می دهیم و محصولی با کیفیت به مشتریان خود ارائه خواهیم داد.