آیا میزان گشتاور بستن یک پیچ ثابت است؟ عوامل مؤثر بر گشتاور

در مقاله انتخاب ترکمتر مناسب با توجه به قطر پیچ و گرید پیچ و جنس رزوه بررسی کردیم که چطور میتوان برای یک پیچ با قطر و گرید مشخص میزان گشتاور مورد نیاز برای سفت کردن مناسب آن را از جداول مربوطه استخراج کرد و با ترکمتر به کار گرفت . سوالی که در این مقاله به دنبال بررسی آن هستیم این است که آیا این عدد میزان ثابتی است ، یا شرایط دیگری در آن دخیل است . پاسخ به صورت صریح این است که خیر ! میزان گشتاور تنظیمی با توجه به قطر و گرید پیچ میزان ثابتی نیست و عواملی همچون نوع روانکاری پیچ شرایط خود پیچ مانند نوع و یا کهنه بودن آن نوع رزوه و همچنین استفاده از انواع مختلف واشر همگی در میزان گشتاور مورد نیاز برای بستن پیچ به میزان بهینه موثر هستند. در ادامه به علت و موارد موثر خواهیم پرداخت .

چطور میتواند گشتاور توصیه شد برای یک پیچ با ابعاد و گرید مشخص متفاوت باشد ؟

به عکسی که در زیر آورده شده است توجه کنید . شخصی در حال هل دادن دو چرخ دستی با مقادیر وزن یکسان و یک مدل چرخ دستی است. منتها سطح زیر یک چرخ دستی صاف و کم اصطکاک و سطح دیگر نامسطح و با اصطکاک بالاست . واضح است که شخص برای هل دادن چرخ بر روی سطح ناهموار به نیروی بیشتری نیاز دارد. دقیقا همین مساله را می توان به بستن پیچ نیز تعمیم داد . ممکن است شرایط و سایز دو پیچ کاملا برابر باشند منتها یکی در سطحی با اصطکاک بالای اجزا و یکی با اصطکاک کم بسته شود . بنابراین با اعمالی گشتاوری یکسان، پیچ روی سطح زبر اصطلاحا شل بسته شده و نیروی کشش مناسب در آن ایجاد نمی شود . اگر روانکاری مناسب بر روی پیچ انجام شود میزان گشتاور مورد نیاز برای رسیدن مطلوب کاهش میابد. عملا و به زبان ساده پیچ روغنی و یا گریسکاری شده را راحتتر می توان بست و به میزان سفت شدگی مطلوب رساند.

تاثیر روانکاری بر میزان گشتاور مورد نیاز برای پیچ یکسان

میدانیم هدف از بستن پیچ ایجاد نیروی کشش در پیچ و به تبع آن ایجاد نیروی فشاری بر روی سطوح می باشند . این نیروی فشاری سطوح را به صورت مستحکم بر روی یکدیگر نگه میدارد . برای ایجاد این نیروی کشش ما پیچ را اصطلاحا میبندیم . زمانی که پیچ بسته میشود با استفاده از نیروی پیچشی به صورت غیر مستقیم نیروی کشش در پیچ ایجاد میشود . حال تصور کنید که سطح رزوه ها و گل پیچ و سایز اجزا دارای اصطکاک بالایی باشد . در این حالت نیروی پیچشی که ما بر روی پیچ اعمال  میکنیم غالبا صرف غلبه بر اصطکاک شده و نیروی کشش ایجاد شده در پیچ به میزان کافی نخواهد بود . حال اگر سطوح روانکاری شود پیچ راحتتر به گردش در آمده  و بیشتر گشتاور اعمالی صرف کشش پیچ می شود . بنابر این توجه به نوع روانکاری میزان گشتاور اعمالی بر روی پیچ برای  رسیدن به کشش مطلوب متغیر خواهد بود .

تاثیر روش اتصال و جنس سطوح بر گشتاور ترکمتر مورد نیاز پیچ

علاوه بر نوع روانکاری و سایز و گرید پیچ باید توجه داشت روش اتصال و نوع جنس نیز بر میزان گشتاور تنظیمی اثر میگذارند . واضح است که اگر بخواهیم دو قطعه آلومنیومی را با پیچ بر روی هم ببنیدیم میزان گشتاور متفاوت و کمتر از زمانی است که بخواهیم دو قطعه فولادی را بر روی هم ببندیم . اصولا کاربری قطعات الومنیومی و فولادی متفاوت و نوع اغتشاشات وارده بر روی آن متفاوت خواهد بود .

اینکه از چه نوع واشری بهره میبریم به عنوان مثال فنری یا صاف و یا عاج دار و غیره، نوع و شکل مهره نیز میتواند میزان گشتاور مورد نیاز را تغیر دهد . همه ی این اجزا بر میزان اصطکاک و متعاقبا بر روی گشتاور تغیر ایجاد می کنند .

به صورت خلاصه همانطور که در شکل دیده میشود حتی برای پیچ با سایز و رده مقاومتی یکسان بسته نوع جنس قطعه کار و روش اتصال و انواع مختلف مهره گشتاور های مطلوب متفاوت خواهند بود .

گشتاور مورد نیاز پیچ کارکرده در مقابل پیچ نو

نکته ی اساسی در کاربرد جداول گشتاور استاندارد پیچ ها این است که آنها بر اساس پیچ نو با رزوه سالم و بدون خوردگی و فرسودگی محاسبه و استاندارد شده اند. پیچی که برای یکبار به کار گرفته می شود ممکن است دچار خوردگی و فرسودگی آسیب به رزوه ها و یا کشش بیش از حد شده باشد . پیچ ها که غالبا از جنس فولاد آلیاژی می باشند وقتی دچار کشش در ناحیه بیشتر از حد الاستیک شوند دچار تغیرات خواص فیزیکی و دچار پیش تنیدگی می شوند ، در این صورت هرگز جدول استاندارد برای این پیچ ها کارآمد نخواهند بود . واضح است که آسیب های ظاهری نیز مانند خوردگی و فرسودگی میتوانند به محاسبات میزان کشش پیچ با توجه گشتاور وارده خلل ایجاد کرده و جدول استاندارد عملا غیر کارا کنند .

اهمیت بستن پیچ درگشتاور مناسب

تصور رایج این است که پیچ هرچه بیشتر سفت شود ، بهتر است ! اما این موضوع صحیح نیست . پیچ با سفت شدگی بیشتر از استاندارد، دارای کشش بیشتر از میزان نیاز شده و در زمان کاربرد ممکن است باعث آسیب به قطعات ، مشکلاتی در رزوه و مهره ویا شکست پیچ شود .

پیچی که کمتر از استاندراد سفت شده باشد در زمان کاربرد تحت تاثیر عوامل خارجی مانند لغزش و کشش و فشار میتواند شل و یا کاملا باز شود . از جهتی نیز اتصال ضعیف و شل  پیچ مشکلاتی مانند عدم نیروی کلمپ کافی برای نگه داشتن قطعات ، نشت روغن و عدم کارکرد صحیح قطعه را بهمراه دارد .

بستن پیچ با گشتاور استاندارد و مناسب از مسایل بسیار مورد اهمیت در همه صنایع است .بعنوان مثال قطعات الکترونیکی بسیار حساس امروزی در صنایع هوش مصنوعی، دستگاه های الکترونیکی خود پرداز و کامپیوتر خودرو ، اگر پیچ ها با گشتاور استاندراد بسته نشود روی عملکرد قطعه تاثیر نامطلوب می گذارند.

ترکمتر یکی از ابزار های بسیار ایده آل برای بستن پیچ با گشتاور دقیق و صحیح هستند. که در عموم صنایع کاربردی هستند .

ابزار مناسب بستن پیچ در گشتاور مناسب

برای بستن پیچ در گشتاور مناسب ابزار های بسیار متنوعی در صنعت ایجاد شده اند . بسته به کاربرد ابزار های دستی و بادی و برقی وشارژی در صنعت برای بستن پیچ در گشتاور مناسب یا به اصطلاح ترک زدن توسعه یافته اند . در این نوشته تمرکز ما بیشتر بر ابزار های دستی است که انواع ترکمتر هستند .

ترکمتر های تقه ای و ترکمتر دیجتال  و ساعتی برای بستن پیچ ها در گشتاور مناسب که طبق استاندارد باشند عمل میکنند . ترکمتر تقه ای یا کلیک در زمان رسیدن به گشتاور مطلوب سیگنال مکانیکی از خود نشان میدهند . در صورتی که ترکمتر های ساعتی و دیجیتال گشتاور اعمالی بر روی پیچ را به صورت لحظه ای نشان داده و در زمان رسیدن به گشتاور مطلوب می توانند سیگنال هایی مانند بوق و یا چراغ و حتی لرزش داشته باشد . نکته های کاربردی برای استفاده از ترکمتر کالیبراسیون دوره ای و نکهداری مناسب آن است .

بعد از مراجعه به جدول استاندارد گشتاور پیچ ها توجه به چه نکاتی ضروری است .

با توجه به نکاتی که در بالا اشاره شد با توجه به سایز و گرید پیچ میتوان از جداول استاندارد گشتاور مناسب مربوطه را استخراج کرد . منتها قبل اعمال گشتاور باید این نکات را مورد توجه قرار داد .

• وضعیت و کیفیت پیچ و رزوه های آن اینکه آیا قبلا استفاده شده است یا خیر .
• نوع و میزان روانکاری و یا اینکه پیچ به صورت خشک مورد استفاده قرار می گیرد .
• نوع واشر و مهره
• جنس قطعات در حال سفت شدن
• دستور العمل توصیه شده توسط سازنده
• استفاده از ابزار کالیبره

جداول استاندارد گشتاور در مقابل شرایط واقعی

در جمعبندی باید گفت برای دستیابی به یک مرجع عمومی برای دستیابی به گشتاور مطلوب برای یک پیچ باید سایز پیچ و گرید آن را مورد توجه قرار داد . اما در شرایط واقعی کاربرد باید به وضعیت روانکاری سطوح، جنس قطعه ،روش اتصال و وضعیت پیچ را مورد نظر قرار داد . حتی برای پیچ‌هایی با اندازه و گرید یکسان، در صورت متفاوت بودن شرایط سفت کردن، ممکن است مناسب‌ترین مقدار گشتاور نیز متفاوت باشد.

بنابر این جداول استاندارد به عنوان یه مرجع مهم باید در نظر گرفته شوند اما نه بعنوان پاسخ قطعی برای گشتاور مناسب که در هر شرایطی میتوان به کار برد.

اصولا طراحان  قطعات صنعتی، شرایط ویژه کاربردی پیچ را بررسی و گشتاور دقیق را محاسبه میکنند و به صورت دستور العمل برای مونتاژ ارایه می کنند. این مقدار بر هر جدول استانداردی مقدم است و باید آن را به کار گرفت .

همچنین باید از ترکمتر سالم و به‌درستی کالیبره‌شده استفاده شود تا هم کیفیت سفت کردن پیچ و هم ایمنی در حین کار تضمین شود.