استاندارد موضوعی در مورد پیچ و مهره

استانداردهای موضوعی از قدیمی‌ترین استانداردهای موجود در جهان هستند و همه دسته بندی‌ها را شامل می‌شوند. امروزه استاندارد DIN، ISO و UTS به عنوان معیارهای غالب میان صنایع بی‌شماری پدید آمده‌اند که باعث ایجاد عرصه‌ای بالقوه برای جلوگیری از انتخاب اشتباه می‌شوند. این مقاله، گذشته و سیر تحول و آینده این استانداردهای مهم را که اغلب در هنگام خرید پیچ و مهره نادیده گرفته می‌شوند را بررسی می‌کند.

ممکن است غیرمنطقی به نظر برسد که موردی مانند پیچ و مهره با چند کارکرد محدود، دامنه وسیعی از استانداردها را ایجاد کند. بطور کلی، یک پیچ دارای دو کارکرد اصلی است: حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل کند و قطعات را به صورت یکپارچه نگه دارد و از باز شدن یا کشیده شدن قطعات گیره‌دار مانند اتصال‌دهنده‌های رشته‌ای جلوگیری کند.

تاریخچه استاندارد در مورد پیچ و مهره

استانداردسازی پیچ و مهره از اوایل قرن 19 برای تسهیل سازگاری بین تولیدکنندگان و کاربران مختلف تحول یافته است. در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، مهندسان دریافتند که اطمینان از قابلیت تعویض قابل اطمینان پیچ و مهره اقدامی چند منظوره و چالش برانگیز است که به بیش از استانداردسازی قطر اصلی و زمینه کاری برای کاربری‌های خاص نیاز دارد. در این دوره بود که تجزیه و تحلیل‌های پیچیده‌تر مشخص کرد که متغیرهایی مهم مانند قطر و سطح چقدر می‌توانند مهم باشند.

موضوعات متریک اکثرا در سال 1898 توسط کنگره بین المللی برای استانداردسازی پیچ تنظیم شدند، اما استانداردهای موضوعی متریک جداگانه در فرانسه، آلمان و ژاپن مورد استفاده قرار گرفتند و سوئیس‌ها مجموعه‌ای از قوانین را برای ساعت‌های مچی در نظر گرفتند. روند استانداردسازی هنوز ادامه دارد و استانداردهای موضوعی متریک و تجربی هنوز هم به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. قوانین استاندارد معمولا توسط کدهای کلمات کوتاه شناسایی می‌شوند، که شامل پیشوند تعاریف استاندارد موضوعی جداگانه نیز می‌شوند.

استانداردهای اضافی، محصول هندسه‌های مورد نظر برای پیچ‌ها و مهره‌ها بر اساس استانداردهای موضوعی شناسایی می‌شوند تا نیازهای ویژه برنامه‌ها را به طور خاص برآورده سازند و سازگاری با ابزارها و آچارهای سفت کننده را تسهیل کنند. به گفته هندریک هوببرتز، از AFS (Advanced Fastening Solutions GmbH)، یک شرکت اسپین آف از دانشگاه سیگن آلمان، استانداردهای مختلفی با گذشت زمان تکامل یافته‌اند. این امر به دلیل نیاز به رعایت مواردی از قبیل جابجایی آسان، ظرفیت بارگیری و سرعت محکم یا زمان سفت شدن است که باعث بالاتر رفتن سرعت انجام کار می‌شود.

وی می‌گوید: در مورد اتصالات برقی و اتصال دهنده‌های پیچشی، انواع زیادی از استانداردهای موضوعی وجود دارند، اگر چه فقط تعداد محدودی از استاندارد‌ها به طور معمول برای محکم کردن پیچ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین موضوعات استاندارد ISO و UTS است که عمدتا در مهندسی مکانیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. هوببرتز می‌گوید: همچنین استانداردهایی برای پیچ‌های مخصوص بهره‌برداری و پیچ‌های پیچشی وجود دارد که به طور فزاینده در مهندسی مکانیک با فلزات و پلاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همچنین استاندارد‌هایی برای پیچ و مهره‌های مورد استفاده در پروفیل‌های ویژه وجود دارند. برای اتصالات مورد استفاده در صنایع برقی، استاندارد‌های اسپیندل نورد و رشته ذوزنقه‌ای وجود دارند. هوببرتز می‌گوید: نکته منفی در بسیاری از استانداردها این است که آنها باعث پیچیدگی زیادی می‌شوند. اما روند صعودی این است که استانداردها جایگزینی آسان و هزینه کم برای تولید را تسهیل می‌کنند، که در واقع منشا استانداردسازی است.

اکثر قوانین مثلثی بر اساس یک مثلث متساوی الساقین ساخته شده‌اند و به شکل حرف V شناخته می‌شوند. برای اتصالات V شکل 60 درجه، مثلث‌های ایزوله‌ای به طور خاص تحت عنوان متساوی الاضلاع شناخته می‌شوند. این مثلث استاندارد در موضوعات مختلف مقیاس پذیر است. متداول‌ترین فرم برای اتصال، فرم 60 درجه‌ای است که در موضوعات ISO متریک و UN وجود دارد. سایر استانداردهای موضوعی گاهی اوقات برای کاربردهای خاص مانند فناوری پزشکی، در مهندسی هواپیمایی یا فضانوردی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به دلیل حفظ مقاومت در تولید، اتصال‌دهنده‌های پیچی به صورت کاملا تیز ساخته نمی‌شوند. به این ترتیب قطر ریشه برای جلوگیری از خرابی ناشی از خستگی باید از شعاع کاملا مشخص ریشه برای ظرفیت بارگذاری بالا تحت بارهای ارتعاشی استفاده کند.