بخشی از مقاله
اتصالات موقت
1 ـ پيچ ها
تعريف پيچ : پيچ قطعه استوانه اي است كه بر سطح استوانه آن شياري مارپيچ ايجاد شده است. و از آن براي اتصال قطعات به كمك مهره استفاده مي شود البته برخي اوقات با حديده كردن قطعه بدون كمك مهره نيز مي توان اتصال را عملي كرد. به طور كلي از پيچ براي بستن قطعاتي استفاده مي شود كه بتوان به سهولت از هم جدا كرد. از پيچ همچنين براي ايجاد نيروي طولي زياد در پرسها و گيره ها و براي تبديل حركت دوراني به حركت مستقيم در ماشين تراش و … استفاده مي گردد.
2 ـ معرفي قسمتهاي مختلف پيچ : پيچ شامل دو قسمت اصلي سر و بدنه مي باشد. سرپيچ به اشكال مختلف از قبيل شش گوش ، گرد ، عدسي ، خزينه اي ، استوانه اي و شش گوش و چهارگوش داخلي (آلن) توليد مي شود كه آچارها مي توانند با آن درگير شوند. قسمت بدنه پيچ استوانه أي شكل است و روي سطح جانبي آن دنده كاري شده است. دنده كاري نيز عبارت از ايجاد شيارهايي به صورت مارپيچي است . شيارها به صورت مثلث ، مربع ، ذوذنقه و نيم دايره بر روي سطح جانبي بدنه ايجاد مي شوند.
يك دنده پيچ عبارت است از مسير مارپيچي كه بر روي استوانه پيچ قرار دارد كه اگر استوانه را گسترش دهيم متوجه مي شويم كه يك دنده يا مارپيچ عبارت از وتر مثلث قائم الزاويه اي است با قاعده برابر محيط دايره و ارتفاعي معادل گام است . اين ارتفاع عبارت از فاصله اي است كه در يك دور كامل بر روي سطح جانبي استوانه بوجود مي آيد و گام پيچ ناميده مي شود.
در مثلث قائم الزاويه ي بالا زاويه قاعده و وتر مثلث زاويه مارپيچ ناميده مي شود و تانژانت اين زاويه را شيب مارپيچ مي گويند.
چنانچه جهت صعود مارپيچ روي قسمت مرئي استوانه با محور قائم از چپ به راست باشد پيچ راست گرد است و اگر از راست به چپ باشد پيچ چپ گرد است.
در پيچ راست گرد براي باز كردن مهره لازم است آن را در جهت خلاف عقربه هاي ساعت بچرخانيم . دنده كاري در پيچها ممكن است يك راهه و يا چند راهه باشد پيچي را كه مارپيچهاي آن فقط از تراش يك مارپيچ ساخته شده باشد پيچ يك راهه گويند. در صورتي كه پيچ چند راهه عبارت از پيچي است كه مارپيچ هاي آن از تراش چندين مارپيچ به موازات هم به وجود آمده باشد. در پيچهاي چند راهه چون معمولاً شيب دنده ها زياد است از آنها براي كورس زياد و نيروي كم استفاده مي شود.
مشخصات پيچها ، معمولاً با ابعاد و گام پيچ تعيين مي شوند.
الف) پيچها به كمك ابعادشان كه عبارت از قطر بزرگتر ، قطر كوچكتر ، گام پيچ و طول قسمت دنده كاري است مشخص مي شوند.
ـ قطر بزرگتر عبارت از قطر اصلي و قطر خارجي پيچ است كه مي توان آن را توسط كوليس اندازه گرفت . اين قطر با حرف d نشان داده مي شود.
ـ قطر كوچكتر عبارت از قطر داخلي يا هسته مركزي پيچ مي باشد كه تحت تراش قرار نگرفته است . اين قطر با حرف d1 نشان داده مي شود.
ـ گام پيچ عبارت از مقدار طولي است كه پيچ در يك دور گردش بالا يا پايين مي رود. اين طول مساوي فاصله دو دنده مجاور هم در پيچ يك راهه است و با حرف p نشان داده مي شود.
ـ طول پيچ ، طول قسمت استوانه اي است كه در زير سر پيچ قرار دارد . طول پيچ با قطر آن تناسب دارد.
معرفي انواع پيچها :
پيچها را از نظر شكل و پروفيل دنده به انواع مختلفي تقسيم مي كنند كه عبارت اند از :
1ـ دنده مثلثي كه بيشتر از انواع ديگر متداول است و داراي مقاومت خوب براي اتصالهاي مكانيكي مي باشد.
2ـ دنده مربع كه براي اتصالات دايم و تحت فشار بكار مي رود.
3ـ دنده ذوزنقه اي كه براي انتقال حركت و نيرو مورد استفاده واقع مي شود.
4ـ دنده اره اي كه شكل دنده هاي آن ذوزنقه قائم الزاويه است و براي انتقال حركت و نيرو در يك جهت بكار مي رود.
5ـ دنده گرد كه براي قطعاتي كه در معرض ضربه قرار مي گيرند مورد استفاده قرار مي گيرد.
انواع فرم و پروفيل دنده هاي پيچها در شكل زير به منظور مقايسه نشان داده شده است. پيچها از نظر شكل و پروفيل دنده ها داراي استانداردهاي مختلفي هستند كه عبارت اند از: پيچهاي بين المللي متري ، پيچهاي اينچي ، پيچهاي لوله اينچي و پيچهاي مخصوص .
الف ـ پيچهاي بين المللي متري: اين رشته براساس دستگاه متري پايه گذ
اري شده است . دنده ها در اين سيستم به شكل مثلث متساوي الاضلاع است كه رأس دنده هاي آن در يك هشتم ارتفاع مثلث در پيچ و يك چهارم ارتفاع در مهره بريده شده اند. همچنين ته شيارهاي آن در يك ششم ارتفاع مثلث در پيچ و يك دوازدهم ارتفاع در مهره گرد شده اند. به اين ترتيب يك فضاي خالي بين پيچ و مهره ايجاد مي شود كه مخزن خوبي براي روغن مي باشد و در بازكردن و بستن پيچ و مهره از اصطكاك خشك جلوگيري مي كند و در نتيجه دوام آن را افزايش مي دهد. در اين دسته ، پيچ را با قطر و گام به ميليمتر مشخص مي كنند . مانند پيچ M20 كه عدد 20 معرف قطر پيچ و حرف M معرف سيستم آن مي باشد . در سيستم متري دو سري پيچ يا رزوه وجود دارد.
1ـ پيچ سري دنده ظريف كه از قطر 1/0 تا 5/5 ميليمتر توليد مي شوند.
2ـ پيچ سري دنده درشت كه از قطر 6 ميليمتر به بالا ساخته مي شوند.
قطر متوسط: براي كنترل سطوح مارپيچي دنده ها و رفع خطاهاي تراش به هنگام پيچ سازي در اين رشته از عاملي به نام قطر متوسط يا قطر مياني يا قطر گام كه با d2 نشان داده مي شود استفاده مي كنند. اين قطر از وسط ارتفاع مثلثهاي دنده ها اندازه گرفته مي شود.
پيچها و مهره ها از نظر ابعاد، استاندارد شده هستند.
ب ـ پيچهاي اينچي : پيچهاي به دو دسته انگليسي ويت ورث و امريكايي سلزر تقسيم مي شوند:
1ـ دسته پيچهاي انگليسي ويت ورث :اين سيستم در انگلستان و برخي ممالك ديگر رايج است. دنده ها در اين دسته به صورت مثلث متساوي الساقين با زاويه رأس 55 درجه است كه رأس دنده ها و ته شيارهاي آن در فاصله ارتفاع از رأس مثلث گرد شده است . قطر بزرگتر پيچ در اين سيستم بر حسب اينچ بيان مي شود و گام آن عبارت از تعداد دنده ها در يك اينچ طول قسمت دنده كاري شده مي باشد. گام پيچ بر حسب ميليمتر نيز از فرمول به دست مي آيد. به عنوان مثال پيچي به قطر 1 اينچ كه داراي 8 دندانه در يك اينچ طول است داراي گامي مساوي ميليمتر مي باشد
2ـ دسته پيچهاي امريكايي سلرز : اين دسته دو دسته متري و ويت ورث قرار دارد. بدين معني كه مشخصات دنده هاي آن از هر دو دسته گرفته شده است. دنده ها در اين دسته يك مثلث متساوي الاضلاع است كه رأس دنده ها و ته شيارهاي آن در ارتفاع مثلثها بريده شده اند. قطر پيچ در اين دسته بر حسب اينچ بيان مي شود و گام آن عبارت از تعداد دنده ها در يك اينچ است و هيچ فضاي خالي بين مهره و پيچ وجود ندارد. گام اين پيچ بر حسب ميليمتر نيز از فرمول p=25/4 تقسيم بر N به دست مي آيد. در اين فرمول N عبارت از تعداد دنده ها در يك اينچ است.
ج ـ پيچهاي لوله اينچي :
1ـ دسته ويت ورث پاي گازـ اين نوع دنده كاري براي لوله هايي كه داراي ضخامت كم هستند مورد استفاده قرار مي گيرد. پروفيل اين پيچها پروفيل ويت ورث است كه تناسب قطر گام آنها متفاوت است. بدنه پيچ مخروطي است و شيب آن مي باشد حال آنكه مهره اي كه روي اين بدنه مخروطي سوار مي گردد استوانه اي انتخاب مي شود تا آب بندي كامل فراهم گردد.
2ـ دسته بريگ ـ اين نوع دنده كاري براي لوله هاي آب و انتقال گاز و سيالات مختلف به كار مي رود. دنده ها در اين دسته ، مثلث متساوي الساقين است كه رأس دنده ها و ته شيارها به اندازه شعاعي مساوي P33/0r= گرد شده باشد. گام پيچ مساوي قاعده مثلث است و ارتفاع مثلثها با در نظر گرفتن رأس دنده و ته شيارها بايد مساوي P8/0 باشد . قطر و گام پيچ در اين دسته بر حسب ميليمتر است.
دـ پيچهاي دنده ذوزنقه اي: دنده هاي اين دسته به صورت ذوزنقه متساوي الساقين با زاويه رأس 30 درجه مي باشد. ارتفاع دنده اين دسته در حدود نصف گام پيچ است. دنده كاري اين پيچها بر اساس سيستم بين المللي متري پايه گذاري شده است. اين پيچها اغلب براي تبديل حركت دوراني به خطي در دو جهت مانند پيچهاي ماشين تراش و… به كار مي روند. بازده پيچهاي دنده ذوزنقه اي از پيچهاي دنده مثلثي بهتر است و مقاومت آنها بيشتر است.
ه _ پيچهاي دنده اره اي : پيچهاي دنده اره اي داراي اندازه هاي ميليمتري هستند و زاويه پهلوي دندانه هاي آن 30 درجه است و براي انتقال نيروهاي يك طرفه در ساختمان پرسها مورد استفاده قرار مي گيرند . اين پيچها همچنين در جرثقيلها و جكها به كار مي روند و به علت دشواري ساخت ترجيح داده مي شوند كه به جاي آنها از پيچهاي دنده ذوزنقه اي
استفاده شود.
وـ پيچهاي مخصوص: در اين دسته از پيچها به انواع مختلف دنده ريز، دنده مربعي و دنده گرد مي توان اشاره كرد.
1ـ گروه دنده ريز: اين گروه پيچها از دنده هاي ريز برخوردار مي باشند كه نسبت به دنده هاي نرم و استاندارد داراي گامها و دنده هاي كوچكتر هستند. پيچهاي نوع دنده ريز در موارد زير به كار مي روند:
الف ـ به منظور جلوگيري از شل شدن پيچها .
ب ـ به منظور رنده كردن لوله ها با ضخامت كم .
ج ـ براي ساخت مهره هاي با پهناي كم. البته بايد توجه داشت كه براي يك اتصال خوب نبايد تعداد دنده هاي در گير كمتر از 4 يا 5 دنده باشد.
د ـ پيچهاي دنده ريز زماني كه به صورت چند طبقه يا پله اي توليد مي شوند نيز مورد استفاده قرار مي گيرند. ضمناً بايد در نظر داشت كه قطر هر طبقه پيچ براي بستن مهره و عبور مهره از هر طبقه نبايد بيشتر از باشد.
2ـ گروههاي پيچ دنده مربعي : از پيچهاي دنده مربعي در ساخت جكها و پرسها استفاده مي شود . بازده اين پيچها بهتر از پيچهاي دنده ذوزنقه اي است و تعمل انتقال نيروي آن بيشتر مي باشد. ( مقاومت رزوه هاي آن از دنده ذوزنقه اي كمتر است) تهيه اين نوع پيچها با ماشين كار نسبتاً مشكل است و لقي اي كه در اثر تماس پيچ و مهره ايجاد مي شود قابل تنظيم نيست و به همين جهت نيز استاندارد نشده اند.
3 ـ گروه پيچهاي دنده گرد: دنده هاي اين دسته از دو قوس دايره كه در زاويه تماس 15 درجه با هم مماس هستند تشكيل مي شود. از مشخصات اين دنده ها مقاومت بسيار زياد آنها به علت نداشتن رئوس نوك تيز مي باشد . پيچ دنده گرد در ساخت لوكوموتيوهاي راه آهن و جكهاي جرثقيلهاي سقفي به كار برده مي شود.
زـ دسته بندي بر اساس شكل سر پيچ ـ پيچها بر حسب شكل سر و قسمت آچار خور به چند دسته تقسيم مي شوند:
1 ـ پيچهاي دو سر: اين نوع پيچها ، در دو انتهاي خود دنده شده اند و در مواقعي كه امكان استفاده از مهره نباشد مورد استفاده قرار مي گيرند . ( مانند اتصال سر سيلندر به سيلندر) . براي بستن اين نوع پيچها بايد قسمتي از آنها را به صورتهاي چهارگوش ، آلن يا جاي پيچ گوشتي توليد نمود.
2 ـ پيچ با سر شش گوش : رايج ترين پيچها ، پيچهاي سر شش گوش مي باشند.
3 ـ پيچهاي با سر چهار گوش : اين نوع پيچها بيشتر براي اتصالاتي كه باز نمي شوند به كار مي رود .
4 ـ پيچهاي سر استوانه اي يا شش گوش داخلي (آلن) : اين نوع پيچها بيشتر در قسمتهايي از قطعات كه سر پيچ يا گل سر پيچ نبايد از سطح كار بيرون باشد مورد استفاده قرار مي گيرد.
5 ـ پيچهاي سر چكشي : اين نوع پيچها به صورت فشاري يا با نيروي زياد در كارها جا زده مي شوند و سپس مهره روي آنها بسته مي شود.
6 ـ پيچهاي سر چاكدار ( سر استوانه اي ، نيمگرد و سر خزينه ) : در قسمت سر اين نوع پيچها شكافي در امتداد قطر سر پيچ براي داخل كردن سر پيچ گوشتي ايجاد شده است.
پيچهاي حركتي : پيچهاي حركتي پيچهايي هستند كه حركت دوراني آنها به كمك مهره به حركت خطي تبديل مي شود. پيچ پرسها و گيره ها و همچنين پيچ حركت ماشينهاي ابزار و … از اين نوع مي باشند . در مواردي كه زاويه گام پيچ بيشتر از 20 درجه باشد مي توان حركت خطي مهره ها را به كمك پيچ به حركت دوراني نيز تبديل نمود. از اين پيچها در مته هاي كوچك منبت كاري و يا پيچ گوشتي هاي خودكار استفاده مي شود.
پيچهاي حركتي معمولا داراي دنده هاي ذوزنقه اي ، گرد و اره اي مي باشند كه در اين ميان پيچهاي دنده ذوزنقه اي بيشترين مصرف را دارد . پيچهاي دنده اره اي در مواردي كه نيروها در يك جهت اعمال مي شوند( مانند پيچ محور پرسها ، جكها و جرثقيلها ) به كار مي رود. در حالي كه پيچهاي دنده گرد بيشتر در دستگاههاي با اصطكاك بالا و شرايطي كه در معرض زخمي شدن ، گرد و غبار قرار داشته باشند م
جنس پيچها : جنس پيچها به نوع استفاده و كاربرد آنها بستگي دارد . براي اتصالات مكانيكي از جنس فولاد و در صورتي كه در محيط مرطوب باشد از جنس فولاد آبكاري شده استفاده مي شود. ضمناً در قطعات الكتريكي از جنس مس و يا برنج استفاده مي گردد و چون در اين قطعات نياز به استحكام زياد نمي باشد ، مشخصات جنس پيچهاي فولادي با دو عدد تعيين مي شود كه معمولاً روي پيچ حك مي گردد. اولين عدد، با ضريب 100 مي باشد و مشخص كننده مقدار حد استحكام كششي آن بر حسب نيوتن آن بر حسب نيوتن بر ميليمتر مربع است. ضمناً از حاصل ضرب اولين و دومين عدد روي پيچ با ضريب 10 مقدار حد ارتجاعي پيچ بر حسب نيوتن بر ميليمتر مربع بدست مي آيد . به عنوان مثال پيچي كه با عدد 9ـ12 نشان داده شده است داراي مشخصات زير مي باشد:
نيوتن بر ميليمتر مربع 1200= 100 × 12 = حد استحكام كشي
نيوتن بر ميليمتر مربع 1080 = 10 × 9 × 12 = حد ارتجاعي
پيچها از نظر حد استحكام كششي و حد ارتجاعي در گروه هاي مختلفي توليد مي كنند كه در زير نمونه هايي از آنها را شرح مي دهيم:
6ـ6 8ـ5 8ـ4 6ـ4 6ـ3
9ـ12 9ـ10 8 ـ8 9ـ6 8ـ6
مهره ها
تعريف مهره: مهره استوانه ا ي كه سطح داخلي آن دنده كاري شده است و سطح خارجي آن نيز شكل منشوري چند ضلعي دارد.
معرفي قسمت هاي مختلف مهره: مهره ها با ابعادشا
ن كه عبارت از قطر بزرگتر ، قطر كوچكتر ، گام دنده و طول قسمت دنده كاري شده كه همان ارتفاع مهره است مشخص مي شوند.
قطر بزرگتر ، قطر قسمتي از مهره است كه تحت تراش قرار نگرفته است و با حرف d1 نشان داده مي شود .
قطر كوچكتر ، قطر اصلي مهره است كه مي توان آن را با كوليس اندازه گرفت. اين قطر با حرف d1 مشخص مي شود . گام مهره ، مقدار طولي است كه مهره در يك دور گردش بالا يا پايين مي رود اين طول مساوي فاصله دو دنده مجاور هم است.
ارتفاع مهره ، طول قسمت دنده كاري شدة مهره مي باشد كه با پيچ در تماس است.
انواع مهره ها : مهره ها بسته به كاربردشان ، در انواع مختلف توليد شده اند كه عبارت اند از :
1 ـ مهره سر شش گوش : اين نوع مهره ها رايج ترين نوع مهره هستند و قطر ته دنده آنها معادل قطر سر دنده پيچ مي باشد.
2 ـ مهره چهار گوش : مهره هاي چهار گوش براي اتصال قطعاتي كه احتياج به باز شدن ندارند يا زماني كه نشيمنگاه مهره چهارگوش است بكار مي روند .
3 ـ مهره گرد لب بريده : اين نوع مهره ها از طرفين به صورت مسطح در گير كردن آچار توليد شده اند.
4 ـ مهره گرد سوراخدار : اين نوع مهره ها داراي سوراخهايي در اطراف خود مي باشند
5 ـ مهره گرد شيار دار : كه داراي شيارهايي در سطح جانبي به منظور باز و بسته شدن مهره مي باشند.
6 ـ مهره خروسك يا دم خروسي : براي مواردي به كار مي رود كه باز كردن مهره به دفعات زياد بايد صورت گيرد اين مهره ها داراي قطري كوچكتر از 20 ميليمتر هستند و با دست باز و بسته مي شوند و زوج كوپل پيچشي كه به آنها وارد مي شود محدود است.
7 ـ مهره كلاهك : كه امكان ايجاد اتصالهاي آب بند (جذب ) را فراهم مي آورد.
8 ـ مهره تاجي شيار دار : كه امكان استفاده از خار يا مهار را به دست مي دهد.
9 ـ مهره تاجي با حلقه فيبري (واشردار ) : كه امكان نشست خوب بر روي يك سطح فلز كاري شده و در نتيجه اصطكاك زياد را به وجود مي آورد و از باز شدن پيچ جلوگيري مي كند
