رزوه استاندارد و تاریخچه پیچ
در این مقاله به تاریخچه رزوه استاندارد نگاهی می اندازیم. درنگاه اول پیچ و مهره قطعه ساده ای به نظرمی رسد که قطعات را به یکدیگر متصل می کند. اما اگر کمی عمیق تر بنگریم متوجه اهمیت این قطعه ظاهراً بی ارزش خواهیم شد. بدون پیچ و مهره ماشینها و ابزارها به یگدیگر متصل نخواهند شد. پیچ یکی از قطعات رایج و پرکاربرد در ساخت سازه ها و ماشینها می باشد. پیچها قطعات را به یکدیگر متصل می کنند از دسته یک عینک گرفته تا ستونهای عظیم ساختمانها و سازه ها.
آیا تا به حال به منشا اختراع رزوه دقت کرده اید؟
تاریخچه ابداع رزوه استاندارد
تاریخچه ابداع رزوه به بیش از 400 سال قبل از میلاد مسیح برمی گردد. با این حال بیشترین پیشرفت در ابداع پیچ در 150 سال گذشته اتفاق افتاده است. درخصوص تاریخ ابداع اولین پیچ و مهره بین کارشناسان اختلاف نظر وجود دارد. فردریک گریوز در مقالات خود قدمت استفاده از پیچ و مهره رزوه دار به عنوان یک اتصال را اوایل قرن پانزدهم میلادی ذکر کرده است. اساس اظهارات وی بر مستندات باستانی بدست آمده در این خصوص است.
به رغم این اظهارات، گریوز براین نکته اذعان دارد که قدمت استفاده از پیچ و مهره بدون رزه به روم باستان بر می گردد. یعنی زمانیکه رومی ها از پیچ به عنوان پین برای پاشنه درب هایشان استفاده می کردند. آنها همچنین از نوعی پیچ کنگره دار و گوه به عنوان قفل درب بهره می جستند. وی همچنین عقیده دارد که اولین پیچ رزوه دار توسط رومی ها ساخته شده است. از جنس برنز و یا حتی نقره، زوه ها به روش سوهان کاری ایجاد می شدند. همچنین از طناب پشمی که به دور تنه درخت پیچیده می شد به جای پیچ رزوه دار استفاده می کردند.
قدمت استفاده از پیچ
براساس تحقیقات بیل اکلز قدمت پیچ رزوه دار به زمانهای دورتری بر می گردد. ارشمیدس ( 278-212 BC) قبل از میلاد مسیح، اصول پیچ رزوه دار را ابداع نمود . وی از آن برای انتقال آب بهره گرفت. با این حال نشانه هایی دال بر استفاده از پیچ رزوه دار به عنوان پمپ در مصر و قبل از زمان ارشمیدس وجود دارد.
مصری ها برای آبیاری زمینها و همچنین پمپ کردن آب جمع شده در کف کشتی از پیچ رزوه دار استفاده می کردند. برخی بر این باورند که قدمت استفاده از پیچ رزوه دار به 400 سال قبل از مسیح برمی گردد. یعنی به زمان آرشی تاس ( Archytas ) که اغلب وی را بنیان گزار علم مکانیک می دانند.
آرسی تاس معاصر افلاطون بود. از این به بعد راه طولانی جهت تولید رزوه استاندارد در پیش داریم.
این تاریخچه را می توان به دو بخش تقسیم نمود:
- بخش اول رزوه هایی که قدمت آنها به 400 سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد.
یعنی زمانیکه از رزوه به عنوان پیچ حلزونی انتقال آب و نیزه فشرده کردن انگور برای شراب سازی استفاده می شد. - بخش دوم پیچ و مهره باهم به عنوان یک اتصال که قدمت آن به حدود 400 سال پیش بر می گردد.
استفاده از پیچ و مهره در صنعت چاپ
اندکی پس از قرن پانزدهم جان گوتنبرگ از پیچ رزوه دار برای چاپ کمک گرفت. استفاده از پیچ رزوه دار در ساعت و زره نیز باعث گسترش آن شد. طبق اظهارات گریوز در یادداشتهای لئوناردو داوینچی چندین طرح از دستگاه های تولید رزوه به چشم می خورد.
انقلاب صنعتی و تاثیر آن بر رزوه استاندارد
تمامی محققان در این زمینه اتفاق نظر دارند که انقلاب صنعتی به گسترش و تکامل پیچ و مهره سرعت بخشید. انقلاب صنعتی پیچ و مهره را به عنوان یک قطعه مهم در دنیای مهندسی و ساختمان مطرح نمود. ویلبر در کتاب تاریخچه صنعت پیچ و مهره در امریکا که در سال 1905 منتشر نموده اذعان می دارد که اولین دستگاه تولید پیچ نیم رزوه و تمام رزوه توسط بیسون در فرانسه و در سال 1568 ساخته شده است.
ابداع بیسون ابزاری برای ایجاد رزوه بود که روی دستگاه تراش بسته می شد. در سال 1641 یک شرکت انگلیس به نام هیندلی این ابزار را کامل نمود. این دستگاه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت.
تولید پیچ در دوره انقلاب صنعتی
در موزه ابزارآلات ایالات متحده می توان قسمتی از این تاریخچه را مشاهده نمود. مهره های به کار رفته در خودروهای ساخت اوایل قرن هجدهم تخت تر و چهار گوش تر از مهره هایی هستند که در سالهای بعد از آن ساخته شده اند. مهره هایی که پس از این تاریخ ساخته شده اند دارای پخ بوده و شکل آچارخور آنها شبیه به آچارخور پیچ مربوطه ساخته شده است. مارک زنی پیچ ها در این دوره کار پر زحمت و زمانبری بود.
در ابتدا رزوه پیچها بصورت دستی ایجاد می شد. با افزایش تقاضا سرعت بخشیدن به تولید احساس شد. در سال 1760 در بریتانیا برادران وییاست کارخانه ای برای تولید پیچ و مهره راه اندازی کردند. با این وجود این نقطه عطف منجر به چالشی دیگر شد. هر کارخانه با سلیقه خود نوعی رزوه تولید می کرد. به زودی بازار پر شد از رزوه های مختلف که در کارخانجات گوناگون تولید شده بودند. این چالش خودرو سازان را به دردسر انداخت.
ابداع رزوه 55 درجه انگلیسی
در سال 1841 جوزف ویت ورث ( Joseph Whitworth) تلاش کرد تا راه کاری برای این معضل پیدا کند. پس از سالها تلاش و جمع آوری نمونه رزوه های تولیدی کارخانجات مختلف در سراسر بریتانیا وی پیشنهاد یکسان سازی رزوه های تولیدی در بریتانیا به منظور تولید رزوه استاندارد را مطرح نمود. طبق این یکسان سازی این امکان وجود داشت که پیچی را که در انگلستان ساخته شده با مهره ای مونتاژ نمود که در گلاسکو ساخته شده است. طرح وی ایجاد رزوه با زاویه 55 درجه بود. گام رزوه ها برحسب واحد اینچ بود و بسته به قطر پیچ تعداد گام در هر اینچ تغییر می کرد.
ابداع رزوه 60 درجه امریکایی
امریکایی ها نیز در پی یکسان سازی رزوه های تولیدی خود بودند. با این وجود در ابتدا شروع به استفاده از رزوه های 55 درجه ویت ورث نمودند.
درسال 1864 ویلیام سلرز ( William Sellers ) تولید رزوه 60 درجه و با گامهای مختلف برای هر قطر را مطرح نمود. این طرح نهایتاً به ابداع رزوه های امریکایی انجامید. گامهای سری ریز (Fine) و گامهای سری درشت (Coarse). یکی از برتری های رزوه های امریکایی نسبت به رزوه های بریتانیایی تاج و بن تخت رزوه بود. این امر تولید رزوه ها را آسانتر می کرد. با این حال اثبات شده بود که رزوه های انگلیسی با تاج و بن گرد عملکرد بهتری در قطعات متحرک داشتند. در آزمایش خستگی نیز رزوه 55 درجه نمره بهتری می گرفت.
جنگ جهانی اول و معضلات فقدان رزوه استاندارد
درطی جنگ جهانی اول عدم یکسان بودن رزوه پیچها در کشور های مختلف مانع بزرگی در پشتیبانی جنگ و خرید پیچ و مهره بشمار می رفت. در جنگ جهانی دوم این موضوع به معضل بزرگی برای متفقین تبدیل شده بود. در سال 1948 بریتانیا، امریکا، و کانادا بر سر استفاده از رزوه های متحد الشکل به توافق رسیدند.
در تمامی کشورهایی که از واحد اینچ استفاده می کردند این طرح اجرا شد. این رزوه های یکسان سازی شده شبیه رزوه های متریکی بود که پیشتر در آلمان با عنوان (DIN) رواج یافته بود. ویژگی برتر رزوه 60 درجه سلرز با ویژگی برتر رزوه 55 درجه (یعنی تاج و بن گرد) ترکیت شدند. زاویه بن بزرگتر رزوه های متحدالشکل باعث برتری آنها نسبت به رزوه های متریک DIN گردید. همین امر بعدها باعث ایجاد استاندارد ایزو ISO گردید که امروزه در سراسر دنیا استفاده می گردد. رزوه استاندارد بسیاری از مشکلات مونتاژ را از بین برد. رزوه استاندارد هم در سیستم متریک و هم در سیستم اینجی دارای زاویه 60 درجه می باشد.