محاسبه گشتاور پیچ ها

پس از انتخاب صحیح کلاس یا گرید پیچ و مهره اعمال گشتاور مناسب مهمترین فاکتور در یک اتصال به شمار می آید.
اعمال گشتاور زیاد باعث آسیب به اتصال و رزوه های داخلی و خارجی می گردد. اعمال گشتاور ضعیف نیزاستحکام لازم را در اتصال ایجاد نمی کند. محاسبه گشتاور پیچ و مهره‌ و اعمال صحیح آن می تواند ضامن یک اتصال استاندارد باشد.

روش محاسبه گشتاور پیچ

مهمترین عامل در محاسبه گشتاور میزان استحکام تسلیم  (proof load)  پیچ است. مقدار گشتارو وارده بر هر پیچ نباید بیش از 80% استحکام تسلیم آن پیچ باشد.
75% مقدار مناسبی برای این محاسبه است.
کلاس استحکامی پیچ ها را معمولا بر روی آنها حک می‌کنند. مانند 4.6 / 4.8 / 5.6 / 6.8 / 8.8 / 10.9 / 12.9
اگر به هر دلیل گشتاور بیش از حد مجاز به پیچ و مهره وارد شود باید هم پیچ و هم مهره و واشر مربوطه را تعویض کنیم.
به هیچ عنوان نباید مقدار نیروی گشتاورازعدد مشخص شده فراتر رود. پیچ و مهره اور لود شده دیگر قابل مصرف نمی باشد.

فرمول محاسبه گشتاور پیچ ( ترک) T= c D F

T= N/mm or inch pounds or foot pound force ⇒   Torque required
C= µ %  ⇒ Efficient of fraction constant
D = mm  ⇒ Nominal Bolt Diameter
F = N/mm – in/lb ⇒  Bolt tension Desired

در این رابطه ⇓

• C = 0.2 ضریب اصطکاک برای رزوه های فولادی
• C = 0.16 ضریب اصطکاک برای رزوه با پوشش کادمیوم و داکرومات
• C = 0.16 – 0.17 ضریب اصطکاک برای رزوه های روغن کاری شده

نیروی F ( نیروی کلمپ یا clampload  ) برابر با 75%  نیروی استحکام تسلیم گرید یا کلاس پیچ می باشد.

برای آگاهی از میزان استحکام تسلیم پیچ ها میتوان به استانداردهای مربوطه نظیر ISO 898-1 مراجعه نمود.

مثال :

مقدار ترک پیچ   M16 x 80 – 8.8 بدون استفاده از روغن
T = 0.2 x 16 x 68250 = 218400 N/mm ÷ 1000 = 218.4 N/m

ابزار اعمال گشتاور

بعد از محاسبه گشتاور مناسب پیچ، برای اعمال آن نیاز به آچار گشتاور یا ترک متر (Torque Meter) داریم. وسیله ای که میزان نیروی اعمالی را به ما نشان میدهد. بر حسب نیاز از انواع مدل های آن می توانیم استفاده کنیم.

انواع آچار گشتاور

• دستی
  عقربه ای
  دیجیتال
  شاهینی
• الکتریکی(برقی)
• هیدرولیک
• بادی

برای پیچ هایی که بزرگتر ازسایز M16 – (5/8″) هستند، معمولا نیاز به نیروی گشتاوری فراتر از نیروی دست را داریم. از این رو نوع برقی، بادی و یا هیدرولیک را باید استفاده نماییم. برای افزایش سرعت و دقت درکار می توان برای سایز های کوچک از نوع غیر دستی نیز استفاده نمود.

درصورت عدم وجود اطلاعات استحکام روی پیچ چه باید کرد؟

اگر به هر دلیل عدد استحکام پیچ از بین برود نمی توان گشتاور لازم را محاسبه نمود. در این مواقع بهتر است که به کاتالوگ دستگاه مراجعه نماییم. در صورت اضطرار (اگر زنگ زدگی و رسوب گرفتگی وجود نداشته باشد) می توانیم موقع باز کردن پیچ مقدار گشتاور را اندازه بگیریم و از همان عدد برای بستن استفاده کنیم.

نتیجه گیری
قبل از مونتاژ و حتی دمونتاژ اتصالات، اطلاع از مقدار نیروی گشتاور مناسب ضروری است. حتما از ترک متر مناسب برای بستن پیچ استفاده نماییم. اگر از روغن و یا پوشش داکرومات و … استفاده می‌کنیم، باید ضریب اصطکاک را در نظر بگیریم. برای سهولت درکارمی‌توانیم از جدول فوق استفاده کنیم.