نیروی گشتاور پیچ چیست و نحوه محاسبه آن؟
هنگام سفت کردن پیچ ها و مهره ها، مهم است که مقدار صحیح گشتاور را اعمال کنید تا مطمئن شوید که آنها به طور ایمن سفت شده اند و به مرور زمان شل نمی شوند. در این مقاله ابتدا توضیح میدهیم نیروی گشتاور چیست و چطور میزان نیروی گشتاور برای سفت کردن پیچ و مهره را تشخیص دهیم؟ پس با ما همراه باشید
گشتاور چیست؟
نیروی گشتاور، نیروییست که میزان پیچش مورد نیاز برای چرخاندن یک جسم را مشخص میکند. در مورد پیچ و مهره، از گشتاور برای ایجاد کشش در پیچ یا مهره استفاده می شود که به نوبه خود اتصال بین دو قسمت را محکم می کند. نیروی گشتاور مناسب و به اندازه، اتصالی با دوام و ایمن را فراهم میکند. اگر نیروی گشتاوری که بر اتصالات اعمال میکنیم کمتر از مقدار مشخص شده باشد، اتصال محکمی نخواهیم داشت و با کوچکترین نیرو و فشار پیچ یا مهره باز خواهد شد. از سوی دیگر اگر مقدار گشتاور اعمال شده بیش از حد تعیین شده باشد، آنگاه رزوههای پیچ آسیب دیده و پیچ به اصطلاح هرز میشود.
میزان نیروی گشتاور مورد نیاز برای پیچ و مهره ها با استفاده از یک فرمول به صورت دقیق به دست میآید. اما مهندسان نیوری گشتاور برای هر گرید پیچ و با هر اندازه ای را محاسبه کرده اند که در جدول زیر مشاهده میکنیم:
مطالعه بیشتر: دلایل شل شدن پیچ و مهره
نحوه تعیین مشخصات نیروی گشتاور
راه های مختلفی برای تعیین مشخصات گشتاور صحیح برای سفت کردن پیچ ها و مهره ها وجود دارد. مانند بررسی دفترچه راهنمای سازنده یامحسابه نیروی گشتاور پیچ و مهره با فرمول که در ادامه مطلب به آن اشاره کرده ایم:
به دفترچه راهنمای سازنده مراجعه کنید
دقیق ترین راه برای تعیین مشخصات گشتاور، مراجعه به دفترچه راهنمای سازنده است. همانطور که در ابتدای مطلب در جدول آمده است. در صورتی که سازنده این راهنما را به شما ارائه نداده بود از او درخواست کنید که دفترچه راهنمای مربوط به گشتاور پیچ و مهره را ارائه کند. دفترچه راهنما مقادیر گشتاور خاصی را برای هر پیچ یا مهره با در نظر گرفتن عواملی مانند مواد، اندازه و روانکاری ارائه می دهد.
نحوه محسابه نیروی گشتاور پیچ و مهره با فرمول
فرمول تعیین میزان گشتاور پیچ و مهره به صورت زیر است:
T = K * D * F
جایی که:
T = نیروی گشتاور (به واحدهایی مانند نیوتن متر یا پوند فوت)
K = ضریب اصطکاک بین سطوح چفت شده
D = قطر پیچ (به میلی متر یا اینچ)
F = نیروی محوری اعمال شده به پیچ (بر حسب نیوتن یا پوند)
حالا اجازه دهید هر بخش از فرمول را با جزئیات بیشتری توضیح دهم:
نیروی گشتاور یا : T نیروی چرخشی حول یک محور است. در زمینه اتصال دهنده هایی مانند پیچ و مهره، از نیروی گشتاور برای سفت کردن آنها تا یک سطح خاص استفاده میشود.
ضریب اصطکاک : Kاین مقدار نیروی اصطکاک بین سطح پیچ و مهره و سطح کار را نشان می دهد. فاکتورهایی مانند زبری سطح، روانکاری و تناسب رزوه را در نظر می گیرد. ضریب اصطکاک را می توان به صورت تجربی یا بر اساس استانداردهای صنعت تخمین زد.
قطر پیچ D : قطر پیچ اندازه گیری شده در قسمت رزوه دار آن است. بسته به سیستم اندازه گیری استاندارد ، معمولاً در واحدهای میلی متر یا اینچ بیان می شود.
نیروی محوریF : این مقدار نشان دهنده بار کششی است که به پیچ وارد می شود. معمولاً بر اساس سطح مورد نظر کشش در اتصال و تعداد پیچهای مورد استفاده محاسبه میشود.
با ضرب این مقادیر در کنار هم طبق فرمول، می توانید نیروی گشتاور پیچ یا مهره در هنگام نصب را تعیین کنید. به خاطر داشته باشید که این فرمول به صورت تخمینی است و ممکن است عوامل دیگری مانند متریال ساخت پیچ، طول درگیری رزوه و شرایط محیط کار هم تاثیر گذار باشند.
دو پارامتر دیگر که در تعیین نیروی گشتاور تاثیر دارند
جنس و اندازه پیچ یا مهره را در نظر بگیرید:
به طور کلی پیچ و مهره های بزرگتر به گشتاور بیشتری نسبت به پیچ و مهره های کوچکتر نیاز دارند. متریال ساخت پیچ یا مهره نیز بر میزان گشتاور مورد نیاز تأثیر میگذارد برای مثال مواد سختتر به گشتاور بیشتری نیاز دارند.
تاثیر نوع دنده پیچ :
پیچ ها به دو شکل دنده ریز و دنده درشت تولید میشوند که پیچ دنده درشت نیاز به گشتاور کمتری نسبت به دنده ریز ها دارند. پیچ های دنده ریز به دلیل تعداد رزوه بیشتر در هر اینچ به نیروی گشتاوری نیاز دارند تا به همان اندازه پیچ های دنده درشت سفت شوند.
روغن کاری را در نظر بگیرید:
استفاده از روغن یا روان کننده می تواند مقدار گشتاور مورد نیاز برای رسیدن به همان کشش در پیچ یا مهره را کاهش دهد. هنگام تعیین مشخصات گشتاور، مهم است که نوع و مقدار روغن کاری مورد استفاده را در نظر بگیرید.