پیچ چیست؟

پیچ چیست؟ پیچ و مهره یکی از رایج ترین عناصر مورد استفاده در ساخت و ساز و طراحی ماشین آلات می باشد. آنها همه چیز را در کنار هم نگه می دارند. از پیچ در مسواک برقی و لولای در گرفته تا پیچ و مهره های عظیم که ستون ها و سقف های فلزی را در ساختمان ها محکم می کند. با این حال، آیا تا به حال به این فکر کرده اید که آنها واقعاً از کجا آمده اند؟
ما قصد داریم در این مقاله به بررسی پیچ و انواع پیچ بپردازیم، با ما تا انتهای مقاله همراه باشید تا شناخت جامع و کاملی از انواع پیچ کسب کنید و با کاربرد پیچ و ویژگی‌های آن آشنا شوید.

پیچ چیست؟

پیچ استوانه ای فلزی است که دارای دو بخش سر (گل پیچ) و بدنه می باشد که قسمت بدنه پیچ باید دارای رزوه باشد و از پرکاربردترین اتصالات مکانیکی درصنایع مختلف محسوب می شود

پیچ و مهره در زبان انگلیسی با نام Bolt و Screw شناخته می شوند. تفاوت Bolt و Screw در این است که کلمه Bolt برای پیچ هایی به کار می رود که باید با مهره به محکم شوند ولی Screw برای پیچ هایی است که بدون مهر استفاده می شوند مثل پیچ هایی که در اتصالات چوبی، ام دی اف و کناف به کار می رود.

تاریخچه پیچ

تاریخچه صنعت پیچ و مهره به صورت امروزی از سال سال 1905 در کشورآمریکا توسط WR Wilbur شروع شد ولی اولین ماشین برای ساخت پیچ و مهره در سال 1568 میلادی توسط بسون در فرانسه ساخته شد، که بعداً یک گیج یا صفحه برش پیچ را معرفی کرد تا از آن استفاده شود. ماشین های تراش در سال 1641توسط شرکت انگلیسی Hindley of York این دستگاه را بهبود بخشیدند و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

اجزاء پیچ

اجزاء اصلی یک پیچ شامل سرپیچ، ساقه، قطر و رزوه هستند. سرپیچ یا Head که از قسمت های مهم در باز و بسته کردن و از نظر پهنا از سایز اجزای پیچ بزرگتر است. سرپیچ باعث می شود پیچ در فاصله مشخص ثابت شود و بیشتر بسته نشود. سرپیچ ها از سه نوع تخت، گرد و مغزی (آلن) تشکیل می شوند.
در ضمن نوعی پیچ است که فقط از ساقه تشکیل شده و به پیچ متری معروف شده است که قسمت سر پیچ را ندارد و از مهره در دو طرف آن استفاده می شود.

ساقه پیچ (Shank)

از سر پیچ تا انتهای آن را ساقه پیچ می گویند که به شکل های استوانه ای، مخروطی و یا شکل خاص جهت مصارف خاص تولید می شود.

رزوه پیچ (Thread) و انواع آن

رزوه پیچ شیارهایی مارپیچ است بر روی ساقه پیچ که برای محکم کردن پیچ استفاده می شود. رزوه در انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که در زیر نام برده شده است:
درشت
ریز
دندان اره ای
چهار گوش
آمریکایی
حلزونی
8 تایی
12 تایی
16 تایی
همچنین پیچ ها براساس نوع رزوه کاری ممکن است راست گرد یا چپ گرد باشند و به انواع یک راهه، دو راهه و چند راهه تقسیم شوند.
در استاندارد های میلیمتر طول هر رزوه به میلیمتر محاسبه می شود ولی در استاندارد های اینچی تعداد هر رزوه در انیچ مبنای محاسبه رزوه می باشد.

در ادامه بخوانید: همه چیز درباره پیچ اتاقی یا کله قارچی DIN 603

مشخصات پیچ

پیچ ها دارای استاندارد های مختلفی هستند که هرکدام در کشورهای مختلف و یا در صنایع مختلف استفاده می گردد.
در مقاله ای جداگانه تمامی استانداردها و نحوه تبدیل هر کدام به یکدیگر را شرح داده ایم که می توانید در اینجا مطالعه نمایید.

انواع سایز پیچ

اندازه گیری طول پیچ از فاصله شروع رزوه‌ها تا انتهای پیچ صورت می‌گیرد. برای پیچ‌های شش‌گوش یا پیچ‌های آلنی، طول از زیر سطح پیچ تا انتهای پیچ اندازه گیری می‌شود؛ اما برای پیچ‌هایی که قسمت بالای سر آن‌ها همسطح است و سطح صافی دارند، مثل پیچ آلنی سر تخت، طول از بالای سر اندازه‌گیری می‌شود.

برای اندازه‌گیری طول پیچ، می‌توان از خط‌کش یا پیچ‌گیج استفاده کرد. حرف L معمولاً به ما طول پیچ را نشان می‌دهد. در مورد شماره‌های روی پیچ‌ها، این اعداد به ترتیب نشان‌دهنده قطر پیچ، گام پیچ و طول پیچ هستند. این اطلاعات می‌توانند بر اساس دو سیستم متفاوت، یعنی متریک و استاندارد اینچ، نمایش داده شوند. در سیستم متریک، به عنوان مثال، Hexbolt M22X3.0X80 DIN933 به این معنی است که یک پیچ شش‌گوش با قطر ۲۲ میلی‌متر، گام ۳ میلی‌متر و طول ۸۰ میلی‌متر (یا ۸ سانتی‌متر) با استاندارد DIN933 در اختیار داریم.

در سیستم استاندارد اینچ، مثالی از یک کد پیچ به‌صورت Hexbolt 1-1.4 20U.C x 3’’ G5 است که در آن به یک پیچ شش‌گوش با قطر ۱.۴ اینچ، گرید ۵، طول پیچ ۳ اینچ با ۲۰ دندانه در اینچ (U.C به معنای دندانه درشت و U.F به معنای دندانه ریز است) اشاره شده است.

گرید پیچ

گرید پیچ نشان دهنده ویژگی هایی همچون مقاومت پیچ در مقابل فشار کشش، مواد اولیه موجود همچون میزان کربن در پیچ و … می باشد. لازم به ذکر است که گرید بندی پیچ ها در استانداردهای مختلف متفاوت است. در دنیا برای معرفی پیچ ها از سه استاندارد DIV، ISO و ASTM استفاده می شود. در ایران استاندارد DIV بیشترین کاربرد را دارد.
انواع پیچ و مهره در گرید های ۳.۶ ، ۴.۶ ، ۴.۸ ، ۵.۶ ، ۵.۸ ، ۶.۸ ، ۸.۸ ، ۹.۸ ، ۱۰.۹ و ۱۲.۹ ساخته می شوند. اما پیچ هایی گرید ۵.۶ (که با نام پیچ آهنی می شناسیم)، گرید ۸.۸ (که با نام پیچ خشکه می شناسیم)، گرید ۱۰.۹ و ۱۲.۹ بیشترین کاربرد را دارند.
عدد سمت چپ اعشار نشان دهنده میزان مقاومت کششی پیچ است و عدد سمت راست از تقسیم استحکام کششی اسمی بر عدد استحکام تسلیم پیچ به دست می آید که می توان گفت: پیچ گرید 10.9 تا 90 درصد در برابر فشار وارد آمده مقاومت کرده و نمی شکند.

انواع استاندارد پیچ

استاندارد DIN

استاندارد DIN یکی ازاستاندارد های مهم در صنعت پیچ و مهره است که توسط موسسه استاندارد Deutsches Institut für Normung که به اختصار آن را DIN می‌نامند، سازمان ملی استاندارد آلمان تدوین شده است.
این استاندارد، عددی به‌همراه نماد است که بیان‌کننده خواصی مانند نوع ترکیب شیمیایی، استحکام و استقامت پیچ‌ومهره‌هاست.
و امروزه با بیش از 3000 استاندارد سازی عنوان ،می توانیم بگوییم موفق به پوشش تمامی زمینه های فناوری شده است.در سال 1975 دولت فدرال آلمان توافقی انجام داد و DIN به عنوان یک “سازمان ملی استاندارد” شناخته شد و این سازمان قطع به یقین منافع آلمان را در استاندارد اروپایی و بین المللی به همراه دارد.

استاندارد ASTM

یک استاندارد آمریکایی است و برای پیچ‌ ومهره‌هایی با رزوه اینچی و متریک تدوین شده است و بر خواص مکانیکی و شیمیایی پیچ و مهره‌ها مانند سختی، دمای ذوب، استحکام و سایر موارد تاکید دارد.
این استاندارد که قدیمی ترین استاندارد است توسط جامعه مهندسین آمریکا در سال 1898 تدوین شده است که اقلام زیادی از محصولات صنعتی را شامل می شود. استاندارد ASTM پیچ و مهره های گوناگون با اندازه و گرید متنوع برای کاربرد در سازه های فلزی را مشخص می کند

روشهای تولید پیچ

فرآیند تولید پیچ از آماده سازی مفتول آن شروع می شود که مفتول باید برای تولید پیچ به سایز استانداردی برسد. برای همین منظور ابتدا مفتول را با اسید مخصوص شستشو می دهند و برای جایگذاری در دستگاه کشش فرآیند فسفاته را روی آن انجام می دهند. سپس مفتول مورد کشش قرار می گیرد. بعد از این مرحله فرآیند آنیل روی مفتول صورت می گیرد که به وسیله گرما خاصیت مفتول که در مرحله کشش دچار افت شده بود را بازگردانی می کند.
بعد از مرحله آماده سازی و سایز زدن مفتول نوبت برش و فورج کردن پیچ ها می رسد که در این مرحله ابتدا گل پیچ ( سرپیچ) به وسیله ضربه و فشار به اشکال مختلف مانند شش گوش تغییر می کند. و سپس پیچ جهت رزوه کردن آماده می شود.
بعد از مرحله رزوه زنی پیچ ها جهت عملیات حرارتی فرستاده می شوند. در مرحله پایانی بسته به نوع پوشش، هر پیچ به قسمت آبکاری فرستاده می شود.

انواع پیچ

پیچ شش گوش
پيچ آلن
پيچ استحکام بالا HV
پیچ TC Bolt
پیچ اتاقی
پیچ نوک مته
پیچ خودکاری
پیچ ماشینی
پیچ بکسی واشردار
پیچ کناف و MDF
پیچ دو سو
پیچ آلن سرتخت
پیچ لگ
پیچ متری
پیچ بالابر و آسانسور
استاد بولت
یو بولت
جی بولت
هنگر بولت
انکر بولت
تی بولت
پیچ پروانه ای
پیچ بال پروانه ای

مزایای استفاده از پیچ

استفاده از پیچ برای اتصال قطعات دارای مزایای زیادی است، از جمله مقاومت در برابر زنگ زدگی و همچنین مزایایی مانند قابلیت تغییر در اتصالات از جمله آنها می باشد. در زیر به برخی از مزایای استفاده از پیچ در این زمینه اشاره می‌کنیم:
پوشش ضد زنگ: برخی از پیچ‌ها دارای پوشش ضد زنگ مانند گالوانیزه و داکرومات که ترکیبی از روی و آلومینیوم است، هستند که به آن‌ها کمک می‌کند در برابر عوامل خارجی نظیر رطوبت، اکسیداسیون مقاومت نمایند و در محیط هایی مانند رطوبت دریا مقاومت نشان دهند. که این خود باعث می شود پیچ ها در صنعت ساختمان، کشتی سازی، ماشین سازی و غیره بتوان استفاده کرد.
محکم شدن پیچ و قابلیت باز و بست کردن پیچ این امکان را می دهد که شما بتوانید قطعات را با دقت بالاتری به همدیگر متصل کنید و اصلاح و تعویض قطعات و اتصالات به راحتی انجام می پذیرد.
همچنین با استفاده از پیچ‌ها، می‌توان قابلیت محکم شدن اتصال را تنظیم کرد. با فشار دادن پیچ، میزان فشار و کشش در اتصال تنظیم می‌شود، این قابلیت اجازه می‌دهد تا قطعات در حالت محکم و استحکام بالا باقی بمانند.
مقاومت در برابر نیروهای جانبی و ارتعاشات مانند زلزله و ارتعاشات مکانیکی دیگر را می توان از قابلیت اتصالات پیچ‌ و مهره دانست.
با توجه به این مزایا، استفاده از پیچ در صنایع مختلف مانند ساخت و ساز، تعمیرات و صنایع چوبی به عنوان روشی قابل اعتماد برای ایجاد اتصالات محکم توصیه می‌شود.

منبع