اتصالات پیچ و مهره‌ای، از جمله روش‌های رایج و موثرهستند که در صنعت ساخت و ساز و مهندسی به کار می‌روند. که برای اتصال قطعات مختلف به یکدیگر استفاده می‌شوند. این اتصالات به دلیل نصب راحت و قابلیت بازو بسته کردن مجدد و ایمنی بالا در بسیاری از پروژه‌ها به کار می‌روند. پیچ و مهره‌ها با طراحی دقیق و مواد باکیفیت می‌توانند استحکام و دوام سازه‌ها را تضمین کنند.
در این مقاله که با اطلاعات ارزشمند سایت پیچ و مهره مباشرزاده تهیه شده است. به معرفی انواع اتصالات پیچ و مهره‌ای همراه با مزایا و معایب آن‌ها و نکات مهم هنگام خرید پیچ و مهره می‌پردازیم. همچنین، نحوه استفاده از این اتصالات در سازه‌های مختلف و کاربردی‌های آن‌ها در صنایع گوناگون را بررسی می‌کنیم.
پیچ و مهره چیست؟
پیچ و مهره‌ها اتصالات سخت‌افزاری رایجی هستند که در ساخت و ساز، تولید محصولات، خودروسازی و صنایع مختلف برای اتصال ایمن قطعات به یکدیگر استفاده می‌شوند. پیچ‌ها از یک محور رزوه‌دار با سر در یک انتها تشکیل شده‌اند و مهره‌ها قطعات فلزی کوچک با سوراخ رزوه‌دار هستند که برای جفت شدن با پیچ طراحی شده‌اند. با عبور پیچ از سوراخ‌های قطعات مختلف و بسته شدن مهره بر روی آن، قطعات به‌طور محکم به هم متصل می‌شوند. این اتصالات به‌ویژه در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی مانند اتصال پروفیل‌ها با پیچ بسیار پرکاربرد است.
اتصالات پیچ و مهره چیست؟
عدم نیاز به جوشکاری یکی از دلایل اصلی استفاده از اتصالات پیچ و مهره‌ای در کشورهای صنعتی است. این اتصالات به دلیل سرعت بالا در اجرا و سهولت نصب، نسبت به سازه‌هایی که با جوشکاری متصل می‌شوند زمان کمتری برای ساخت نیاز دارند. در پروژه‌های ساختمانی که به دلیل محدودیت تأمین برق امکان استفاده از دستگاه‌های جوش مدرن وجود ندارد. اتصالات پیچ و مهره به عنوان یک راهکار مناسب عمل می‌کنند و به کمک سازندگان می‌آیند.
اتصالات پیچ و مهره‌ای موجب ایجاد یکپارچگی در سیستم‌های سازه‌ای می‌شوند. این اتصالات به‌ویژه در مواردی که نیاز به تأمین بار سنگین است بسیار مؤثرند. در چنین مواردی، بخش‌های مختلف سازه باید به هم متصل شوند تا یک بخش یکپارچه و مقاوم به دست آید. همچنین، در پروژه‌هایی که طول مقاطع استاندارد بیشتر است اتصالات پیچ و مهره برای اتصال بخش‌ها و اعضای مختلف مانند تیرهای ثانویه به تیرهای اصلی یا ستون‌ها ضروری هستند.
اتصالات پیچ و مهره‌ای به طور کلی در موارد زیر استفاده می‌شود:
تامین بار سنگین و دامنه طولانی: برای تأمین بار سنگین و دامنه طولانی، بخش‌های سازه باید به هم متصل شوند تا یک بخش یکپارچه شکل گیرد.
اتصال مقاطع استاندار: برای افزایش طول، مقاطع استاندارد باید به یکدیگر متصل شوند و طراحی مناسب اتصالات ضروری است.
معرفی انواع اتصالات
اتصالات در ساختار فولادی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. این اتصالات شامل اتصالات:
پرچین شده
امروزه اتصالات پرچ شده به طور گسترده منسوخ شده‌اند. اما برای ارزیابی قدرت و توان ساختارهای قدیمی، درک این نوع اتصالات ضروری است. روش اتصال پرچ مشابه با اتصالات پیچ و مهره است. پرچ‌ها از میله فولادی گرد تشکیل می‌شوند که به آن ساق گفته می‌شود و در انتهای آن سر وجود دارد. این پرچ‌ها معمولاً از فولاد ملایم یا فولاد کششی بالا ساخته می‌شوند.
ریوتینگ ( Riveting) یک فرآیند خاص برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر است. در این روش، میخ پرچ‌ها که از سنجاق‌های فلزی شکل‌پذیر هستند. در سوراخ‌های قطعات قرار می‌گیرند و در انتهای میخ پرچ یک سر تشکیل می‌شود تا از جدا شدن قطعات جلوگیری کند. ساق پرچ از طول مناسب برای اتصال قطعات و ایجاد سر دوم در انتهای دیگر تشکیل می‌شود.
میخ پرچ‌ها به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند:
- میخ پرچ داغ: پرچ‌هایی که در شرایط گرم هدایت می‌شوند.
- پرچ‌های کارگاهی: پرچ‌هایی که در کارگاه‌ها استفاده می‌شوند.
- پرچ‌های صحرایی: پرچ‌هایی که در سایت‌ها به کار می‌روند.
- میخ پرچ سرد: این نوع پرچ برای تشکیل سر در دمای اتاق نیاز به فشار زیادی دارد.
معایب اتصالات پرچ شده شامل آلودگی صوتی بالا، نیاز به رنگ‌آمیزی پرچ‌ها با رنگ گرم مانند قرمز، نیاز به مهارت زیاد برای بررسی اتصالات هزینه بالا برای برداشتن پرچ‌های ضعیف نصب‌شده و هزینه نصب بالای این اتصالات است.
اتصال پیچ و مهره
اتصالات پیچ و مهره‌ای یکی از روش‌های رایج در سازه‌های فولادی است. این نوع اتصالات به دلیل انعطاف‌پذیری بالا در مونتاژ و جداسازی قطعات سازه، بسیار مفید هستند و در صورت نیاز به بازرسی یا تعمیرات معمول، امکان جداسازی آسان را فراهم می‌کنند. این اتصالات به‌ویژه برای اجزای تحت تنش، برش یا ترکیب کشش و برش قابل استفاده هستند.
پیچ‌ها سنجاق‌های فلزی هستند که در ابتدای خود سر دارند و در انتهای دیگر آن‌ها رزوه‌ای برای دریافت مهره وجود دارد. به طور کلی، پیچ و مهره برای اتصال قطعات فلزی از طریق عبور پیچ‌ها از سوراخ‌های فلزی استفاده می‌شود و در نهایت مهره‌ها به طور محکم روی پیچ‌ها بسته می‌شوند.
جوش داده شده
اتصالات جوش داده شده یکی از روش‌های پرکاربرد برای اتصال قطعات فلزی در سازه‌ها و صنایع مختلف است. در این روش، دو قطعه فلزی با استفاده از حرارت و فشار به هم متصل می‌شوند. جوشکاری می‌تواند به صورت دستی یا با استفاده از دستگاه‌های خودکار انجام شود و معمولاً در مواردی که نیاز به اتصالات دائمی و مقاوم در برابر بارهای سنگین وجود دارد. مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اتصالات معمولاً در پروژه‌های ساختمانی، کشتی‌سازی، و صنایع سنگین مانند ساخت پل‌ها و مخازن فشار بالا به کار می‌روند.
مزیت اصلی اتصالات جوش داده شده استحکام بالای آن‌ها و عدم نیاز به اتصالات خارجی مانند پیچ و مهره است. جوشکاری باعث ایجاد یک پیوند یکپارچه بین دو قطعه می‌شود که مقاومت بسیار بالایی در برابر تنش‌ها و بارهای مختلف دارد. با این حال جوشکاری نیاز به مهارت بالا و دقت زیادی دارد و در برخی موارد، عیوب جوش می‌تواند منجر به کاهش کیفیت اتصال شود. همچنین، این نوع اتصالات معمولاً نیاز به بازرسی دقیق و آزمایش‌های غیرمخرب دارند تا از صحت و استحکام آن‌ها اطمینان حاصل شود.
پین شده
اتصالات پین شده روشی است که در آن قطعات مختلف با استفاده از پین‌های فلزی به هم متصل می‌شوند. این پین‌ها معمولاً از فلزات مقاوم ساخته شده و در سوراخ‌های تعبیه شده در قطعات قرار می‌گیرند تا آن‌ها را به یکدیگر وصل کنند. این نوع اتصالات معمولاً در مکان‌هایی که نیاز به جداسازی و مونتاژ مجدد قطعات وجود دارد یا در مواردی که قطعات باید حرکت نسبی داشته باشند. مانند درب‌ها، مفصل‌ها و تجهیزات صنعتی، کاربرد دارند. اتصالات پین شده مزیت سادگی و امکان تعمیر و نگهداری آسان را دارند. اما ممکن است در برابر بارهای شدید و لرزش‌ها کمتر مقاوم باشند.
طبقه‌بندی اتصالات پیچ و مهره
اتصالات پیچ و مهره‌ای بر اساس نیروی منتقل شده، نوع نیرو و مکانیزم نیرو به چند دسته تقسیم می‌شوند. از نظر نیروی منتقل شده، این اتصالات به سه نوع تقسیم می‌شوند:
- اتصالات متحدالمرکز
- اتصالات خارج از مرکز
- اتصالات در برابر مقاوت در برابر لحظه
بر اساس نوع نیرو اتصالات پیچ و مهره به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که در انتقال بار از طریق برش به عنوان اتصالات برشی شناخته می‌شوند. این گروه‌ها شامل:
- مفصل لب و لب
- اتصال کشش
- اتصالات ترکیبی برش خورده
در نهایت بر اساس مکانیزم نیرو، اتصالات پیچ و مهره به دو نوع تقسیم می‌شوند:
اتصالات نوع یاتاقانی: در این نوع اتصالات پیچ و مهره‌ها نیروی وارد شده را از طریق تحمل در برابر سوراخ‌ها منتقل می‌کنند.
اتصالات نوع اصطکاکی: در این نوع، نیرو از طریق کشش پیچ و مهره‌ها و اصطکاک بین صفحات منتقل می‌شود.
بررسی اتصالات پیچ و مهره در سازه‌های ساختمانی
سازه‌های فولادی از اتصال صحیح بخش‌های استاندارد به هم ساخته می‌شوند. اتصالات بخش‌های حیاتی این سازه‌ها هستند و هر یک از اجزای آن به طور جداگانه طراحی می‌شوند. تفاوت زیادی بین رفتار واقعی و تجزیه و تحلیل ساختار فولادی وجود دارد. بنابراین تجزیه و تحلیل و طراحی اتصالات پیچیده است.
زمانی که یک عضو ساختاری تحت اضافه بار از کار می‌افتد، معمولاً ترجیح داده می‌شود که عضو منفرد آسیب ببیند نه اتصالات، که این امر بر عملکرد سایر اعضای ساختاری تأثیر می‌گذارد. هزینه سازه فولادی عمدتاً از بخش‌های اتصالات تشکیل شده است. به همین دلیل طراحی صحیح اتصالات برای ایمنی و صرفه‌جویی اقتصادی سازه بسیار اهمیت دارد. در این مقاله به بررسی اتصالات پیچ و مهره در سازه‌های ساختمانی خواهیم پرداخت.
مزایا و معایب انواع اتصالات پیچ و مهره
اتصالات پیچ و مهره‌ای به دلیل مزایای خاص خود در سازه‌های مختلف کاربرد زیادی دارند.
مزایای اتصالات پیچ و مهره:
- روند نصب سازه را می‌توان سریع‌تر انجام داد.
- نیاز به مهارت و دانش بالایی ندارد.
- اتصالات شامل نویز نمی‌شوند.
- سازه بلافاصله پس از اتصال پیچ و مهره قابل استفاده است.
- امکان جایگزینی اجزای سازه‌ای در صورت نیاز وجود دارد.
- فضای کار کمتری نیاز است.
معایب اتصالات پیچ و مهره:
- هزینه قطعات در برخی موارد بسیار زیاد است.
- به دلیل کاهش سطح در ریشه و غلظت تنش، مقاومت کششی این نوع اتصال کاهش می‌یابد.
- اگر پیچ و مهره در معرض لرزش یا ضربه قرار گیرد شل می‌شود.
زمان خرید پیچ و مهره باید به چه نکاتی توجه داشته باشیم ؟
برای خرید پیچ و مهره مناسب برای پروژه باید چندین نکات مهم را در نظر بگیرید:
الزامات پروژه: ظرفیت باربری، شرایط محیطی (دما، رطوبت، خوردگی) و سازگاری مواد بسیار مورد توجه است.
جنس پیچ و مهره: انتخاب جنس مناسب مانند فولاد، برنج یا آلومینیوم با توجه به استحکام و مقاومت در برابر خوردگی یکی از نکات مهم است.
اندازه و طول پیچ: مشخص کردن اندازه و طول مناسب برای خرید پیچ بسیار حاضر اهمیت است.
نوع رزوه: اطمینان از سازگاری رزوه‌ها با محل پیچ باعث می‌شود در خرید پیچ توجه کنید.
استحکام: انتخاب پیچ و مهره با استحکام کافی برای تحمل بارهای مورد نظریک از نکاتی است که باید به آن توجه کرد.
شرایط محیطی: انتخاب مواد مقاوم در برابر رطوبت، مواد شیمیایی یا دمای بالا حاضر اهمیت است.
ویژگی‌های تخصصی: ویژگی‌های خاص مانند مکانیسم‌های قفل یا مقاومت در برابر دمای بالا یکی از نکات مهم است که باید به آن توجه کنید.
با توجه به این نکات، می‌توانید پیچ و مهره مناسب را برای پروژه خود انتخاب کرده و اتصال ایمن و مطمئن داشته باشی تا از سازه خود مطمئن شوید.
جمع‌بندی
اتصالات پیچ و مهره‌ای یکی از روش‌های رایج و موثر برای اتصال قطعات در صنعت ساخت و ساز است. این اتصالات به دلیل نصب سریع، امکان جداسازی آسان و ایمنی بالا، در بسیاری از پروژه‌ها استفاده می‌شوند. انواع مختلف اتصالات پیچ و مهره‌ای شامل اتصالات متحدالمرکز، خارج از مرکز، جوش داده شده و پین شده هستند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند.
مزایای اتصالات پیچ و مهره‌ای شامل سرعت نصب، سهولت جایگزینی قطعات و کاهش نیاز به فضای کار است اما معایبی مانند هزینه بالا و کاهش مقاوت کششی در صورت لرزش یا ضربه نیز دارند. هنگام خرید پیچ و مهره باید به عواملی مانند جنس، اندازه، نوع رزوه، استحکام و شرایط محیطی توجه کنید تا اتصال ایمن و مطمئن برای پروژه خود انتخاب کنید.