پیچ و مهره‌ها در کاربردهای بی‌شماری، از اشیاء خانگی روزمره گرفته تا ماشین آلات صنعتی پیچیده، نقش اساسی دارند. با این حال، اتصالات پیچ و مهره مانند انواع پیچ مغزی بدون چالش و دردسر نیستند. مشکلات اتصال پیچی می‌تواند به دلیل عوامل مختلف باشند. درک و پرداختن به این مسائل برای اطمینان از پایداری، قابلیت اطمینان و طول عمر اتصالات پیچ و مهره ضروری است. به همین دلیل در این مقاله به بررسی مشکلات رایج در اتصالات پیچ و مهره می‌پردازیم.
برخی از مشکلات رایج در اتصالات پیچ و مهره به شرح زیر است:
هنگامی که یک اتصال پیچ شل می‌شود، به این معنی است که نیروی گیره بین دو جزء در حال اتصال به مرور زمان کاهش یافته است. این موضوع ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد:
ارتعاشات می‌تواند به تدریج باعث خارج شدن یا باز شدن پیچ‌ها شود. حرکت و تکان‌های مکرر می‌تواند چسبندگی بین رزوه‌های پیچ و مواد جفت را شل کند و منجر به ضعیف شدن اتصال شود.
اگر پیچ در حین مونتاژ با گشتاور کافی سفت نشده باشد، ممکن است نیروی گیره قوی ایجاد نشود. در این صورت می‌تواند اتصال را مستعد شل شدن در طول زمان، به ویژه تحت بارهای خارجی یا ارتعاش کند.
درگیری رزوه به میزان هم پوشانی بین رزوه‌های پیچ و سوراخ رزوه شده در مواد جفت شده اشاره دارد. اگر پیچ به اندازه کافی وارد نشده باشد یا اگر سوراخ رزوه شده کم عمق باشد، ممکن است تماس کافی بین رزوه‌ها وجود نداشته باشد و در نتیجه اتصال ضعیفی ایجاد می‌شود که به راحتی می‌تواند شل شود.
با گذشت زمان، برخی از مواد ممکن است در اثر عواملی مانند تغییرات دما، خزش یا ته نشین شدن دچار تغییر شکل یا شل شدن شوند. این تغییرات می‌تواند نیروی گیره در اتصال پیچ را کاهش دهد و منجر به شل شدن مفصل شود.
اتصال شل می‌تواند مشکل ساز باشد زیرا بسته به هدف می‌تواند منجر به مشکلات مختلفی شود. به عنوان مثال، در سیستم‌های مکانیکی، استفاده از پیچ آلن شل ممکن است باعث جابجایی یا ناهماهنگی قطعات شود و در نتیجه عملکرد آن‌ها کاهش یابد یا حتی از کار بیفتد. در کاربردهای سازه‌ای، اتصال شل می‌تواند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازد و منجر به خطرات ایمنی شود.
هنگامی که نیروی بیش از حد، استفاده از ابزارهای نادرست در هنگام مونتاژ یا جداسازی قطعات استفاده می‌شود، رزوه‌های موجود در پیچ یا مواد جفت شده می‌توانند از بین بروند. این منجر به از دست دادن چسبندگی می‌شود و اتصال را بی اثر می‌کند. دلایل مختلف از بین رفتن رزوه‌ها عبارتند از:
اعمال نیروی بیش از حد در هنگام مونتاژ یا جداسازی می‌تواند باعث از بین رفتن رزوه‌ها شود. هنگامی که گشتاور بیش از حد اعمال می‌شود، فشار می‌تواند از حد مواد فراتر رود و باعث برش یا تغییر شکل رزوه‌ها شود.
استفاده از ابزارهای نادرست یا نامناسب، مانند آچار یا پیچ گوشتی که به درستی جا نمی‌شود، می‌تواند منجر به از بین رفتن رزوه‌ها شود. هنگامی که ابزار با سر پیچ یا سوراخ رزوه شده مواد جفت مطابقت نداشته باشد، می‌تواند باعث لغزش شود و به رزوه‌ها آسیب برساند.
زمانی که پیچ به درستی با رزوه‌های موجود در مواد جفت شده در هنگام مونتاژ هماهنگ نباشد، رزوه متقاطع اتفاق می‌افتد. برای مثال اگر پیچی مانند پیچ سرمته‌ای تحت فشار قرار گیرد یا با زاویه چرخانده شود، می‌تواند به رزوه‌ها آسیب برساند و یکپارچگی اتصال را به خطر بیندازد. رزوه‌های متقاطع می‌تواند منجر به آسیب دیدن رزوه‌ها شود و استحکام و قابلیت اطمینان اتصال را کاهش دهد. در موارد شدید، رزوه‌های متقاطع می‌تواند منجر به جدا شدن رزوه‌ها یا به خطر افتادن اتصالات شود. دلایل مختلف رزوه متقاطع عبارتند از:
اگر پیچ به صورت مستقیم و در مرکز سوراخ رزوه شده وارد نشود، می‌تواند باعث عبور رزوه‌ها از یکدیگر شود.
اگر پیچ به درستی با رزوه‌ها تراز نشده باشد و هنگام شروع اتصال تحت فشار یا زاویه چرخانده شود، می‌تواند منجر به رزوه شدن متقاطع شود.
اعمال گشتاور زیاد یا نیروی سفت شدن بیش از حد می‌تواند باعث آسیب به پیچ، مواد جفت یا هر دو شود. سفت شدن بیش از حد می‌تواند منجر به تغییر شکل رزوه، ترک خوردن یا حتی شکستگی شود و کارایی اتصال را کاهش دهد. سفت شدن بیش از حد می‌تواند منجر به چندین مشکل شود:
اعمال گشتاور بیش از حد می‌تواند باعث تغییر شکل رزوه‌های پیچ یا سوراخ رزوه شده در مواد جفت شود.
نیروی سفت کردن بیش از حد می‌تواند از حد مواد فراتر رود و منجر به ترک خوردن یا شکستن پیچ یا مواد جفت شود. این موضوع می‌تواند منجر به شکست کامل اتصال و آسیب احتمالی به اجزای درگیر شود.
سفت شدن بیش از حد می‌تواند منجر به غلظت بالای تنش در نقاط تماس بین پیچ و مواد جفت شود. این تنش موضعی می‌تواند مواد را ضعیف کند و آن را مستعد خستگی، شکستگی یا سایر خرابی‌های ساختاری کند.
سفت شدن کم
عدم اعمال گشتاور کافی یا سفت نکردن پیچ به اندازه کافی می‌تواند منجر به اتصال ضعیف شود. این موضوع می‌تواند باعث شل شدن مفصل در طول زمان شود و بر پایداری، عملکرد یا یکپارچگی ساختاری اجزای مونتاژ شده تأثیر بگذارد. سفت شدن کم انواع پیچ‌ها مانند پیچ چوب می‌تواند منجر به مشکلات مختلفی شود:
گشتاور ناکافی ممکن است منجر به فقدان نیروی گیره مناسب بین اجزای متصل شود. این موضوع می‌تواند منجر به ایجاد شکاف یا لغزش بین سطوح جفت شونده شود که پایداری و یکپارچگی اتصال را به خطر می‌اندازد.
بدون سفت شدن کافی، ممکن است اتصال به تدریج به دلیل ارتعاشات، بارهای خارجی یا انبساط و انقباض حرارتی شل شود. شل شدن در طول زمان می‌تواند منجر به از دست دادن عملکرد، ناهماهنگی، یا خرابی احتمالی اجزای اتصال شود.
گشتاور ناکافی می‌تواند منجر به کاهش استحکام مفصل، به ویژه در کاربردهای باربری شود. فقدان نیروی گیره مناسب ممکن است باعث شود که اتصال ضعیف‌تر از حد مورد نظر باشد و آن را مستعد شکست مکانیکی یا سایش زودرس کند.
اتصالات پیچ و مهره در معرض رطوبت، محیط‌های خشن یا مواد خورنده ممکن است دچار خوردگی شوند. خوردگی پیچ و مهره مواد جفت را ضعیف می‌کند، استحکام اتصال را به خطر می‌اندازد و به طور بالقوه منجر به شکست می‌شود. هنگامی که در یک اتصال پیچ و مهره، خوردگی رخ می‌دهد، می‌تواند به چندین مشکل منجر شود:
خوردگی می‌تواند باعث خراب شدن مواد پیچ و در نتیجه کاهش استحکام و یکپارچگی مکانیکی شود. این موضوع می‌تواند پیچ و مهره را ضعیف کرده و توانایی آن را برای حفظ اتصال ایمن به خطر بیندازد.
خوردگی می‌تواند شکاف یا سطوح ناهموار بین پیچ و مواد جفت ایجاد کند. این موضوع می‌تواند منجر به از دست دادن نیروی گیره شود و به مرور زمان اتصال شل شود.
گالینگ
گالینگ به پدیده‌ای اطلاق می‌شود که در آن سطوح رزوه‌های پیچ و مواد جفت شونده در حین سفت شدن یا شل شدن به هم محکم می‌شوند یا می چسبند. گالینگ می‌تواند منجر به چندین مشکل شود:
گالینگ می‌تواند باعث آسیب به رزوه‌های پیچ یا سوراخ رزوه شده در مواد جفت شود. سطوح ممکن است خراشیده شوند، آسیب ببینند یا حتی به هم بچسبند که جدا کردن اتصال یا سفت شدن مناسب را دشوار می‌کنند.
گالینگ منجر به افزایش اصطکاک بین سطوح جفت شده و در نتیجه نیاز به گشتاور بیشتری برای سفت کردن یا شل شدن پیچ می‌شود. این موضوع می‌تواند دستیابی به نیروی گیره مورد نظر را چالش برانگیز کند و اگر به درستی مورد توجه قرار نگیرد ممکن است منجر به سفت شدن بیش از حد یا کم سفت شدن پیچ و مهره شود.
افزایش اصطکاک و آسیب ناشی از گالینگ می‌تواند اتصال پیچ را ضعیف کند. این موضوع منجر به از دست دادن نیروی گیره، افزایش حساسیت به ارتعاشات یا کاهش قابلیت اطمینان اتصال می‌شود.
انتخاب نوع یا اندازه اشتباه پیچ برای یک کاربرد خاص می‌تواند منجر به مشکلاتی شود. استفاده از پیچ با استحکام ناکافی، گام نادرست رزوه، یا مواد ناسازگار می‌تواند منجر به اتصال نامطمئن یا ناموفق شود. انتخاب نادرست بست می‌تواند منجر به چندین مشکل شود:
ارتعاشات می‌تواند باعث شود پیچ به تدریج شل شود و نیروی گیره بین اجزا کاهش یابد. از دست دادن نیروی بستن می‌تواند به حرکت نسبی بین قطعات منجر شود و پایداری و عملکرد مجموعه را به خطر بیندازد.
با شل شدن اتصال پیچ، قطعات ممکن است دچار جابجایی یا ناهماهنگی شوند. این ناهماهنگی می‌تواند منجر به کاهش دقت، اختلال در عملکرد یا آسیب احتمالی به سیستم اطراف شود.
شل شدن مکرر ناشی از ارتعاش می‌تواند پیچ و مواد جفت را در معرض بارگذاری چرخه‌ای قرار دهد و منجر به شکست خستگی شود. این موضوع منجر به ترک، شکستگی یا شکست کامل اتصال تحت تنش ارتعاشی مکرر می‌شود.
مشکلات اتصال پیچ چالشی دائمی است که مهندسان و متخصصان در صنایع مختلف با آن مواجه می‌شوند. از سفت شدن بیش از حد و کم سفت شدن گرفته تا خوردگی و شل شدن ارتعاش، این مسائل می‌توانند قابلیت اطمینان و عملکرد مجموعه‌ها را به خطر بیندازند. با این حال، با درک ریشه‌ای این مشکلات و اجرای راه‌حل‌های مناسب می‌توان بر این موانع غلبه کرد و اتصالات پیچی قوی و طولانی مدت را تضمین کرد. با اجرای اقدامات پیشگیرانه، می‌توانیم ساختارها و سیستم‌هایی بسازیم که در برابر نیروهای مختلف مقاومت کنند و به موفقیت و ایمنی پروژه‌های ما کمک کنند.
