آخرین مطالب
امکانات وب
تعريف: اتصال دو قطعه فلز همجنس را در صورتيكه به يكي از روشهاي زير انجام شود، جوشكاري گويند:
الف: در حالت مذاب يا جامد
ب: با استفاده از واسطه (مواد كمكي) يا بدون واسطه
ج: با ايجاد فشار يا بدون استفاده از فشار
در واقع جوشكاري به اتصالي گفته مي شود كه محل اتصال را از قسمتهاي ديگر قطعات نتوان مجزا نمود يا به عبارت ديگر خواص جوش ايجاد شده با قطعات مورد اتصال يكسان يا نزديك به هم باشد.
با توجه به اين كه اغلب سازه ها و يا قسمتهاي مختلف ماشين آلات صنعتي از قطعات ريختگي، آهنگري شده، نورد شده و غيره، با ابعاد، جنس و شكل متفاوت تشكيل شده اند لذا اتصال آنها با يك يا چند روش محدود جوشكاري امكانپذير نيست و ضرورت ايجاب مي كند از فرآيندهاي مختلف، متناسب با موقعيت قطعات استفاده شود. روشهاي مختلف جوشكاري با توجه به انرژي مصرفي از يكديگر تفكيك مي شوند. نمودار 1-3- نمونه اي از فرآيندهاي جوشكاري را با انرژي مورد استفاده آنها نشان مي دهد.
1-1-3- جوشكاري با قوس الكتريكي و الكترود فلزي: در اين روش انرژي لازم از تشكيل قوس الكتريكي كه بين دو قطب صورت مي گيرد به دست مي آيد:
قوس الكتريكي عبارت است از تخلية بار الكتريكي بين دو قطب و يونيزه شدن گاز موجود در منطقة قوس.
قوس الكتريكي در صورتي تشكيل مي گردد كه بين الكترود و قطعه كار (دو قطب جريان الكتريسيته) فاصله اي حدود 3 ميليمتر ايجاد شود.
در اين سيستم جريان الكتريسيته كه معمولاً از برق شهر تأمين مي گردد توسط منبع قدرت يا انرژي (دستگاه جوشكاري) تقويت شده، شدت جريان متناسب با قطر الكترود و شرايط اتصال تنظيم مي شود. ولتاژ جريان نيز توسط دستگاه كاهش مي يابد الكترود كه نقش واسطه را به عهده دارد از دو قسمت سيم و پوشش تشكيل شده است و با توجه به جنس و مشخصات قطعات مورد اتصال انتخاب مي شود.
اين فرآيند در حال حاضر بيشترين كاربرد را در صنايع مختلف ماشين سازي و توليد سازه هاي فولادي برعهده دارد. با استفاده از اين روش جوشكاري مي توان اتصال قطعات مختلف فولادي، انواع چدن، آلياژهاي آلومينيوم و مس را بخوبي انجام داد.
2-1-3- جوشكاري با قوس الكتريكي و حفاظت با پودر (زير پودري): همانطور كه گفته شد در روش قوس الكتريكي و الكترود دستي واسطة اتصال الكترود پوشش دار است. پوشش الكترود وظيفة حفاظت منطقة مذاب (محل تشكيل قوس) را برعهده دارد و در نتيجه از تأثير هوا و عناصر مضر آن در جوش جلوگيري مي كند.
در سيستم زيرپودري از سيم بدون پوشش استفاده مي شود كه به طور متوالي از قرقرة مخصوص رها مي گردد و ضمن تشكيل قوس، نقش واسطه اتصال را نيز برعهده دارد. براي جلوگيري از تأثير عناصر مضر هوا پودر مخصوصي از يك مخزن به محل تشكيل قوس هدايت مي شود و هنگام ايجاد مذاب پودر مذكور نيز ذوب شده، محل اتصال را مانند پوشش الكترود حفاظت مي كند.
از اين فرآيند در جوشكاري قطعات ضخيم فولادي، اتصال درز لوله ها، مونتاژ قطعات ماشين آلات سنگين و غيره استفاده مي شود.
3-1-3- جوشكاري با قوس الكتريكي و حفاظت با گاز: در بعضي از موارد كه از سيم بدون پوشش به عنوان واسطه در جوشكاري استفاده مي شود حفاظت محل اتصال به وسيلة گازهاي بي اثر يا فعال تأمين مي گردد. اين فرآيندها به دو دسته به شرح ذيل تقسيم مي شوند:
الف: جوشكاري (جوشكاري قوس الكتريكي با استفاده از الكترود تنگستن و حفاظت گاز)
در اين روش قوس الكتريكي بين يك الكترود ديرذوب (از جنس تنگستن) و قطعة گاز تشكيل مي گردد. گاز حفاظت كننده كه معمولاً از گازهاي بي اثر (آرگون، هليوم و تركيبات آنها) مي باشد از طريق كپسول مربوط تأمين مي شود و توسط شيلنگ مخصوص به محل تشكيل قوس هدايت مي گردد.
گاز مذكور به علت بي اثر بودن، نقش مخرب در جوش ندارد و از تأثير عناصر مضر هوا در جوش جلوگيري مي كند.
اين روش جوشكاري در اتصال انواع فولاد، آلياژهاي آلومينيوم، مس و غيره با كيفيت مطلوب مورد استفاده قرار مي گيرد. شكل 4-3 فرآيند و متعلقات مربوط به آن را نشان مي دهد.
ب: جوشكاري (جوشكاري قوس الكتريكي با سيم مصرف شدني و حفاظت گاز) در اين روش قوس الكتريكي بين سيم فلزي و قطعه كار تشكيل مي گردد.
جنس سيم مذكور، با جنس قطعات مورد اتصال تناسب دارد و نقش واسطه را در اين روش ايفا مي كند.
از اين روش براي جوشكاري فولاد معمولي، فولاد آلياژي (استنلس استيل)، آلياژهاي آلومينيوم، آلياژهاي مس و غيره مي توان استفاده نمود. ولي برحسب مورد، لازم است گاز حفاظتي و سيم واسطه متناسب با فلز مورد اتصال، انتخاب و روي دستگاه نصب گردد.
چنانچه از اين سيستم به منظور جوشكاري فولادي معمولي (ساختماني) استفاده شود به جاي گاز بي اثر مي توان از گازهاي فعال مانند استفاده نمود و براي تشكيل قوس و استفاده از واسطه قرقرة سيم مسوار را روي دستگاه سوار كرد.
4-1-3- جوشكاريهاي مقاومتي: در فرآيندهاي مقاومتي، حرارت لازم جوشكاري از طريق مقاومت الكتريكي تأمين مي گردد. با توجه به كاربرد وسيع اين فرآيند در صنايع مختلف بخصوص ماشين سازي تنوع زيادي در روشهاي آن ابداع گرديده كه ذيلاً به بعضي از آنها اشاره مي شود.
الف – نقطة جوش: از اين روش براي اتصال ورقهاي فلزي استفاده مي شود. جوشكاري به اين طريق صورت مي گيرد كه، ورقهاي مورد اتصال بين دو الكترود مسي قرار مي گيرد و عبور جريان الكتريسته در محل تماس الكترودها با ورقها، ايجاد حرارت مي كند.
نقطه جوش با روشهاي مختلف از قبيل دستي، سقفي، ستوني و غيره اجرا ميگردد. يكي از كاربردهاي وسيع نقطه جوش مونتاژ بدنة اتومبيل مي باشد.
ب – درز جوش: چنانچه هدف، آب بندي ظروف يا مخازن مختلف باشد فقط از طريق ايجاد نقطه جوشهاي به هم پيوسته امكان پذير است. براي دستيابي به اين روش به جاي دو الكترود ميله اي مي توان از دو قرقرة مسي استفاده نمود كه ضمن چرخش، به طور متوالي ورقها را جوشكاري كرده و يك اتصال پيوسته را ايجاد مي نمايد. از اين روش براي جوشكاري درز مخازن مانند باك اتومبيل، منبع اگزوز، بدنة آبگرمكن و غيره استفاده مي شود. در شكل 7-3 تجهيزات قرقرة جوش و نمونه اي از اتصالات مربوط به آن را مشاهده مي كنيد.
ج – جوشكاري سر به سر: براي اتصال مقاطع پروفيلها (لوله، تسمه، قوطي و …) از جوشكاري سر به سر استفاده مي شود. براي اجراي جوشكاري، قطعات كار توسط گيره هاي دستگاه گرفته مي شود و تماس مقاطع پروفيلها با يكديگر، عبور جريان الكتريسته حرارت لازم را ايجاد مي كند.
5-1-3- جوشكاري القايي: در اين فرآيند حرارت لازم جوشكاري از طريق القاي جريان الكتريسته تأمين مي گردد. همانطور كه مي دانيد اگر روي يك ميلة ساده چند دور سيم بپيچانيم و دو سر آن را به دو قطب جريان مستقيم وصل كنيم يك جريان القايي ضعيف ايجاد كرده ايم. از اين عمل يك آهنرباي ساده نيز توليد مي شود.
انرژي لازم جوشكاري از سيستم القايي نيز تقريباً به همين صورت ولي با قدرت زيادتر به دست مي آيد. يكي از كاربردهاي اين جوشكاري استفاده در اتصال درز لوله ها هنگام توليد لوله هاي درزدار مي باشد.
6-1-3- جوشكاري با شعله گاز (اكسي استيلن): در جوشكاري با شعلة گاز حرارت لازم از طريق انرژي شيميايي (سوختن و فعل و انفعال بين دو گاز) تأمين مي گردد.
در اين شيوة جوشكاري، لبة قطعات مورد اتصال را به وسيلة شعله اي كه از اشتعال دو گاز (يكي گاز قابل اشتعال و سوختن و ديگري گاز غير قابل سوختن) بدست مي آيد حرارت مي دهند تا به حال مذاب درآيد. سپس با استفاده از واسطه يا بدون استفاده از واسطه (با ذوب كردن لبه هاي اضافي قطعات) اتصال صورت ميگيرد.
گاز قابل اشتعال معمولاً استيلن است و براي دميدن و افزايش حرارت، گاز اكسيژن به كار برده مي شود. از جوشكاري اكسي استيلن در اتصال انواع فلزات (فولاد، چدن، آلياژهاي آلومينيوم، آلياژهاي مس و غيره) مي توان استفاده كرد.
7-1-3- جوشكاري ترميت: در فرآيند ترميت نيز از تبديل انرژي شيميايي به حرارتي براي تأمين گرماي لازم جوشكاري استفاده مي شود. اما در اين روش مانند جوشكاري با شعله گاز از سوختن و فعل و انفعال گازها استفاده نمي شود بلكه حرارت لازم از فعل و انفعال شيميايي بين دو پودر فلزي بدست مي آيد.
بطور مثال براي جوشكاري فولاد معمولي از پودر اكسيد آهن و پودر آلومينيوم استفاده مي شود. فعل و انفعال اين اتصال طبق رابطة زير مي باشد:
چنانكه مشاهده مي شود در اين فعل و انفعال، اكسيد آهن احيا شده، آهن خالص به عنوان واسطة اتصال درز قطعات را پر مي كند و اكسيد آلومينيوم حاصل روي سطح جوش را گرفته، عمل حفاظت كنندگي را انجام مي دهد. از اين فعل و انفعال حدود 18500 كالري گرما حاصل مي شود كه براي اتصال قطعات ضخيم فولاد كافي است. يكي از كاربردهاي وسيع اين فرآيند جوشكاري در اتصال ريلهاي راه آهن است.
8-1-3- جوشكاري آهنگري: اين فرآيند يكي از قديمترين روشهاي اتصال دو قطعه محسوب مي شود.
براي جوشكاري با اين روش، قطعات را معمولاً داخل كوره هاي زغالي به قدري حرارت مي دهند تا حالت خميري به خود بگيرند سپس آنها را از كوره خارج كرده، با استفاد از پتك، محلهاي گداخته را به روي سندان در هم مي كوبند. عمل كوبيدن قطعات با پتكهاي دستي و يا چكشهاي بادي و هيدروليكي صورت ميگيرد.
اين روش جوشكاري تقريباً متروك شده است.
9-1-3- جوشكاري اصطكاكي: اساس جوشكاري با اين فرآيند بر اصل تبديل انرژي مكانيكي (جنبشي) به انرژي گرمايي استوار است. در اين روش، قطعات كار را در گيره هاي دستگاه جوش اصطكاكي ثابت كرده، محل مورد اتصال قطعات را به هم نزديك مي كنند سپس با ايجاد حركت دوراني سريع موجب مالش و اصطكاك دو قطعه در محل تماس مي شوند از اين عمل گرماي زيادي حاصل مي گردد. دستگاه به صورت خودكار پس از مدت زمان معين تنظيم شده، متوقف مي گردد و ترمز آني ايجاد مي كند؛ در اين لحظه قطعات گداخته در محل اتصال داخل يكديگر فشرده مي شوند و جوش مي خورند.
از اين فرآيند معمولاً در اتصال مقاطع پروفيلها به يكديگر، همچنين اتصال يك سطح گرد بر روي صفحه مسطح و غيره استفاده مي شود.
10-1-3- فرآيندهاي جوشكاري با استفاده از انرژي تشعشعي: انرژي تعشعشي به روشهاي گوناگون براي جوشكاري به گرما تبديل مي شود.
الف – جوشكاري ليزر: همانطور كه مي دانيد از ليزر در پزشكي و صنعت به مقدار زياد استفاده مي شود. در جوشكاري و برشكاري قطعات فلزي، ليزر كاربرد فراواني دارد؛ در اين روش كنترل جوشكاري توسط سيستمهاي كامپيوتري و اجراي كار با استفاده از رباطها صورت مي گيرد.
ب – جوشكاري الكترون بيم: انرژي حرارتي اين فرآيند توسط پرتاب الكترون در خلأ تأمين مي گردد. اين روش جوشكاري به عنوان فرآيندهاي پيشرفته محسوب مي شود. الكترون بيم در اتصال انواع فلزات و غير فلزات كاربرد داشته، جوشكاري قطعات را با كيفيت مطلوب انجام مي دهد.
ج – جوشكاري اُلتراسونيك: در روش اُلتراسونيك انرژي حرارتي از طريق امواج مافوق صوت تأمين مي گردد. اين فرآيند نيز از روشهاي مدرن جوشكاري است. در صنايع حمل و نقل هوايي (هواپيماسازي، هلي كوپترسازي)، صنايع نظامي و غيره كاربرد دارد.
2-3- لحيم كاري
لحيم كاري يكي ديگر از اتصالات حرارتي است و با جوشكاري تفاوت دارد. به طوري كه اگر دو فلز همنام را با واسطه اي از جنس خودشان به هم متصل كنيم عمل را جوشكاري گويند، مثلاً اتصال فولاد به فولاد با سيم يا الكترود فولادي جوش فولاد مي نامند.
چنانچه دو قطعه فلز همنام و يا غيرهمنام را با واسطه اي از جنس ديگر به هم متصل كنيم، اين اتصال را «لحيم كاري» گويند. مثلاً اتصال فولاد به الماس با سيم برنج را لحيم برنج و اتصال مس به آلومينيوم را با سيم نقره، لحيم نقره مي نامند.
در لحيم كاري هر گاه نقطة ذوب واسطه كمتر از 450 درجة سانتيگراد باشد آن اتصال را لحيم كاري نرم و در صورتي كه نقطة ذوب واسطه بيشتر از 450 درجه سانتيگراد باشد آن را لحيم كاري سخت مي نامند. با توجه به اينكه تفاوت محسوسي بين اين دو روش لحيم كاري وجود دارد ذيلاً هر روش به طور مختصر توضيح داده مي شود.
1-2-3- لحيم كاري نرم: اين روش لحيم كاري از قديم وجود داشته است، بخصوص در مصر قديم قطعات زرگري و زيورآلات زيادي كه بيانگر اين اتصال هستند يافت مي شود. همچنين قطعات لحيم شده با سرب و قلع نيز زياد ديده شده است.
در لحيم كاري نرم سه مكانيزم زير بايد صورت پذيرد:
الف- تماس: هنگامي كه درجه حرارت قطعه كار به حد معيني رسيد واسطة اتصال تأثير خود را به جاي گذاشته، با سطح قطعه تماس پيدا مي كند.
ب – سيلان: در اين مرحله لحيم مذاب در محل اتصال سيلان يافته، سعي در پر كردن فضاي خالي بين قطعات مي نمايد.
ج – الياژ شدن: مرحلة نهايي كار است. در اين مرحله لحيم مذاب در محل اتصال به صورت لاية نازكي نفوذ كرده، فضاي خالي بين قطعات را كاملاً پر ميكند.
در لحيم كاري نرم معمولاً از آلياژهاي قلع و سرب با درصدهاي متفاوت به عنوان واسطه (پركننده) استفاده مي شود. متداول ترين آلياژهاي مورد استفاده داراي 35% قلع و 65% سرب مي باشد.
حرارت لازم در لحيم كاري نرم توسط هويه تأمين مي شود. جنس هويه ها معمولاً از مس است و در شكلهاي مختلف ساخته مي شوند. بعضي از آنها حرارت لازم را از شعلة چراغهاي پريموس يا گاز تأمين مي كند و برخي ديگر، با جريان الكتريسته گرم مي شوند.
2-2-3- لحيم كاري سخت: لحيم كاري سخت تا حدودي شبيه به جوشكاي است با اين تفاوت كه دماي ذوب مادة پركننده معمولاً بالاي 45 درجه سانتيگراد و پايين تر از دماي ذوب قطعات پايه مي باشد. فرق ديگر لحيم كاري سخت در اين است كه فلزات پايه ذوب نمي شوند بلكه در حد نقطه ذوب فلز پركننده گرم ميشوند ولي فلز پركننده كاملاً ذوب مي گردد.
لحيم كاري سخت نسبت به جوشكاري داراي چند امتياز به شرح زير مي باشد:
الف: هر فلزي را مي توان با نوعي لحيم سخت به فلز ديگر اتصال داد.
ب: در لحيم كاري به گرماي كمتري نسبت به جوشكاري نياز است از اين رو مي توان سريعتر و با هزينة كمتر اتصال را ايجاد كرد.
ج: به علت كم بودن حرارت، تغيير شكلهاي ناخواستة حرارتي مانند تاب برداشتن، پيچيدگي و غيره كاهش مي يابد.
در لحيم كاري سخت علاوه بر سيم پركننده از مواد گدازآور (روانساز) نيز استفاده مي شود. اين مواد كه به نامهاي مختلف براكس، تنه كار و غيره معروف هستند متناسب با آلياژ سيم پركننده و فلزات پايه انتخاب مي شوند.
نقش روانسازها در لحيم كاري حايز اهميت است. سه نقش مهم آنها به شرح زير مي باشد:
الف: اكسيد زُدايي و جذب اكسيدهاي موجود در محل اتصال.
ب: جلوگيري از اكسيد مجدد هنگام گرم شدن قطعات و لحيم كاري.
ج: ايجاد سيلان و چسبندگي مواد پركننده در محل اتصال.
حرارت لحيم كاري سخت با مشعل گازي براي ايجاد گرماست و لذا مي توان براي اجراي لحيم كاري سخت از شعلة اكسي استيلن استفاده نمود.
در شكل 23-3 نمونه اي از طراحيهاي مناسب و نامناسب لحيم سخت نشان داده شده است.
چسبانيدن – اتصال با چسب
تعريف: چسبانيدن، اتصال دادن اجسام و قطعات كار با چسب است. در بسياري موارد مي توان قطعات را به كمك چسب به هم متصل كرد. در سالهاي اخير اتصال با چسب به آن درجه از اطمينان و پيشرفت رسيده است كه كاربرد آن در زمينههاي بسياري حتي در صنايع حساسي نظير اتومبيل و هواپيما نيز توسعه يافته است.
مواد مورد استفاده در چسبها و انواع چسبها: ساختمان چسبها از انواع مواد مختلف حيواني، گياهي و شيميايي تشكيل مي شود. چسبها را مي توان به صورتهاي قطره اي، دانه اي، ساچمه اي، نواري يا به صورت لايه اي به شكلهاي مايع، خميري، ژله اي و جامد بكار برد. سخت شدن چسبها مي تواند با استفاده از عوامل مختلفي از قبيل گرما، رطوبت، فعال كننده ها و كاتاليزورها صورت پذيرد.
متداول ترين چسبها عبارت اند از:
1- چسبهاي رزين اپوكسي: از متداول ترين و قديمي ترين و متنوع ترين چسبها به شمار مي روند. اين چسبها قوي بوده، خواص استحكام كششي و برشي خوبي دارند. گرما عامل اصلي سخت شدن آنها مي باشد.
2- چسبهاي آكريليك: قادرند انواع مواد نظير پلاستيكها، فلزات،سراميكها و مواد مركب را به هم بچسبانند. غالباً اين چسبها در دماي اتاق قادر به سخت شدن هستند.
3- چسبهاي سراميكي: اين چسبها براي قطعاتي كه لازم است در دماي بالاتر از 290 درجه سانتيگراد كار كنند استفاده مي شوند. اين چسبها از لعاب چيني (فريت)، اكسيد آهن و گرد فولاد ضد زنگ ساخته مي شود و براي اتصال قطعات فولادي ضد زنگ مناسب است.
4- چسبهاي اورتان: اين چسبها عموماً در مواردي كه دماي كار زير 65 درجه سانتيگراد باشد و قطعات بتوانند تغيير طولهاي زياد را تحمل كنند به كار مي روند.
5- چسبهاي كائوچو: اين چسبها از محلولها سادة كائوچو در يك حلال شيميايي به دست مي آيد. چسبهاي كائوچو با نامهاي نئوپرن براي چسباندن لاستيك و استيرن بوتادين براي چسباندن چرمها مورد استفاده قرار مي گيرد.
6- چسبهاي سريشم: اين چسبها از محلول ژلاتين حيواني (پوست، استخوان) به دست مي آيند و به صورت پودر خشك در دسترس است.
3-3-3- كاربرد چسبها: معمولاً اتصالهاي چسبي را به انواع سطح پيوسته و هسته به سطح تقسيم بندي مي كنند. در اتصال سطح پيوسته، دو سطح به هم چسبيدني، نسبتاً وسيع و هم اندازه و هم شكل هستند. در صورتي كه در اتصال هسته به سطح، يكي از سطحهاي چسبيدني در مقايسه با سطح ديگر بسيار كوچكتر است (نظير اتصالات لانه زنبوري يا لايه موج دار يك ورقه).
4-3-3- عمل آوري چسبها به هنگام كاربر: چسبها تا زماني كه عمل نيايند حالت خنثي دارند، برخي از متداول ترين روشهاي عمل آوري چسب چنين است:
1- عمل آوري بدون هوا: در اين حالت عمل آوري با محروم سازي چسب از اكسيژن صورت مي گيرد و زمان لازم براي گرفتن چسب بين 5/0 تا 24 ساعت است.
2- عمل آوري با گرم كردن: در بعضي مواقع چسب را بايد گرم كرد و زمان لازم از چند دقيقه تا چند ساعت است كه به اندازه قطعات بستگي دارد.
3- عمل آوري با اثر متقابل: در برخي از چسبها كه از چند ماده تشكيل ميشود، پس از مخلوط كردن مواد، چسب خود را مي گيرد.
4- عمل آوري با تبخير حلال: براي عمل آوري برخي از چسبها از حلال استفاده مي شود و بيشتر براي عايق بندي فلزات بكار مي رود.
5- عمل آوري با واكنش سطحي: پاره اي از چسبها در مقابل سطوح از خود واكنش سطحي نشان مي دهند كه باعث بهتر چسبيده شدن آنها مي گردد.
6- عمل آوري با مواد حساس به نور فرابنفش: اين چسبها در اثر تابيدن نور به آنها تقريباً بلافاصله خود را مي گيرند.
5-3-3- ويژگيهاي اتصالهاي چسبي
1- كم هزينه بودن ايجاد اتصال و تلرانس كمتر قطعات به هم متصل شونده.
2- جذب لرزشها و تكانها.
3- جذب نيروهاي حاصل از اختلاف ضرايب انبساط مواد مختلف به هم چسبيدني.
4- نشت بندي بهتر در مقابل فشار يا ورود رطوبت يا ديگر مواد ناخواسته.
4-3- پرچكاري
پرچكاري يكي از اتصالات متداول مي باشد كه براي اتصال ورقها، پروفيلها، قطعات نيم ساخته و غيره مورد استفاده قرار مي گيرد.
در اين روش وسيلة اتصال دهنده، ميخ پرچ است. ميخ پرچ به شكلهاي مختلف موجود مي باشد.
جدول 3-3 مشخصات پرچهاي مختلف فولادي را نشان مي دهد.
پرچكاري در موارد زير مورد استفاده قرار مي گيرد:
الف: مختلف بودن جنس قطعات و تعدد آنها (اتصال سه يا چهار قطعه به يكديگر).
ب: عدم امكان استفاده از حرارت (به طور مثال نازك بودن قطعات).
ج: امكان تأثير نامطلوب حرارت در قطعات (به طور مثال پيچيدگي – تاب برداشتن).
د: نياز به انعطاف پذيري در اتصال (مانند: پلها، شاسي اتومبيل و غيره).
پرچكاري در صنايع مختلف مانند اتومبيل سازي، كشتي سازي، صنايع هوايي، ساخت مخازن تحت فشار، ديگهاي بخار، اسكلتهاي فلزي، پل سازي و غيره مورد استفاده قرار مي گيرد.
ميخ پرچ معمولاً تا قطر 25 ميليمتر كاربرد زيادي دارد. اجراي پرچكاري با قطرهاي زياد به روش سرد امكان پذير نيست چنانچه قطر پرچ تا حدود 8 ميليمتر باشد به صورت سرد انجام مي شود ولي اتصال با ميخ پرچهاي بالاي 8 ميليمتر در حالت گرم صورت مي گيرد.
اجراي پرچكاري با ابزار دستي مانند قالب پرچ و چكش صورت مي گيرد. در كارهاي سري مانند مونتاژ شاسي اتومبيل همچنين در اجراي پرچكاري گرم از دستگاه هاي هيدروليكي و پنوماتيكي استفاده مي شود. در شكل 29-3 نمونه اي از اين تجهيزات نشان داده شده است.
براي پرچكاري علاوه بر پرچهاي چكشي، برحسب مورد و متناسب با شرايط اتصال از پرچهاي ديگري نيز استفاده مي شود كه متداولترين آنها عبارت اند از پرچ لوله اي، پرچ ميخي، پرچ پين دار و پرچ ترقه اي.
از پرچ لوله اي براي مواد غير فلزي مانند چرم و فلزات سبك استفاده مي شود.
پرچ ميخي در اتصال ورقهاي فلزي، مونتاژ بدنة اتوبوسها و غيره به كار مي رود.
پرچ پين دار نيز براي اتصالات ضعيف قابل استفاده است و از پرچ ترقه اي در مواردي استفاده مي شود.
پيچ ها:
تعريف پيچ: پيچ قطعه استوانه اي است كه بر سطح استوانه آن شياري مار پيچ ايجاد شده است و از آن براي اتصال قطعات به كمك مهره استفاده مي شود. البته برخي اوقات با حديده كرده قطعه، بدون كمك مهره نيز مي توان اتصال را عملي كرد. از پيچ، همچنين براي ايجاد نيروي طولي زياد در پرسها و گيره ها و براي تبديل حركت دوراني به حركت مستقيم در ماشين تراش و … استفاده مي گردد.
معرفي قسمتهاي مختلف پيچ: پيچ شامل دو قسمت اصلي سر و بدنه ميباشد. سر پيچ به اشكال مختلفي از قبيل شش گوش، چهارگوش، گرد، عدسي، خزينه اي، استوانه اي و شش گوش يا چهار گوش داخلي (آلن) توليد مي شود كه آچارها مي توانند با آن درگير شوند. قسمت دنده كاري نيز عبارت از ايجاد شيارهايي به صورت مار پيچي است. شيارها به صورت مثلث، مربع، ذوزنقه و نيم دايره بر روي سطح جانبي بدنه پيچ ايجاد مي شوند.
مشخصات پيچها، معمولاً با ابعاد و گام پيچ تعيين مي شوند:
الف – پيچها به كمك ابعادشان كه عبارت از قطر بزرگتر، قطر كوچكتر، گام پيچ و طول قسمت دنده كاري است مشخص مي شوند.
– قطر بزرگتر عبارت از قطر اصلي و قطر خارجي پيچ است كه مي توان آن را توسط كوليس اندازه گرفت. اين قطر با حرف d نشان داده مي شود.
– قطر كوچكتر عبارت از قطر داخلي يا هسته مركزي پيچ مي باشد كه تحت تراش قرار نگرفته است. اين قطر با حرف نشان داده مي شود.
– گام پيچ عبارت از مقدار طولي است كه پيچ در يك دور گردش بالا يا پايين مي رود.
– طول پيچ، طولِ قسمت استوانه اي است كه در زير سر پيچ قرار دارد.
معرفي انواع پيچها: پيچها را از نظر شكل و پروفيل دنده به انواع مختلفي تقسيم مي كنند كه عبارت اند از:
1- دندة مثلثي كه بيشتر از انواع ديگر متداول است و داراي مقاومت خوب براي اتصالهاي مكانيكي مي باشد.
2- دنده مربع كه براي اتصالات دايم و تحت فشار بكار مي رود.
3- دنده ذوزنقه اي كه براي انتقال حركت و نيرو مورد استفاده واقع مي شود.
4- دنده ارّهاي كه شكل دنده هاي آن ذوزنقه قائمالزاويه است و براي انتقال حركت و نيرو در يك جهت بكار مي رود.
5- دنده گرد كه براي قطعاتي كه در معرض ضربه قرار مي گيرند مورد استفاده قرار مي گيرد.
انواع فرم و پروفيل دنده هاي پيچها در شكل زير به منظور مقايسه نشان داده شده است. پيچها از نظر شكل و پروفيل دنده ها داراي استاندارهاي مختلفي هستند كه عبارت اند از: پيچهاي بين المللي – متري، پيچهاي اينچي، پيچهاي لوله اينچي و پيچهاي مخصوص.
الف – پيچهاي بين المللي متري: اين رشته بر اساس دستگاه متري پايهگذاري شده است. دنده ها در اين سيستم به شكل مثلث متساوي الاضلاع است كه رأس دنده هاي آن در ارتفاع مثلث در پيچ و ارتفاع در مهره بريده شدهاند. همچنين ته شيارهاي آن در ارتفاع مثلث در پيچ و ارتفاع در مهره گرد شده اند. در اين دسته، پيچ را با قطر و گام به ميليمتر مشخص مي كنند. مانند پيچ 20 كه عدد 20 معرف قطر پيچ و حرف معرف سيستم آن مي باشد. در سيستم متري دو سري پيچ يارزوه وجود دارد.
1- پيچ سري دنده ظريف كه از قطر 1/0 تا 5/5 ميليمتر توليد مي شوند.
2- پيچ سري دنده درشت كه از قطر 6 ميليمتر به بالا ساخته مي شوند.
ب- پيچهاي اينچي: پيچهاي اينچي به دو دسته انگليسي ويتورث و امريكايي سلرز تقسيم مي شوند:
1- دسته پيچهاي انگليسي ويتورث: اين سيستم در انگلستان و برخي ممالك ديگر رايج است. دنده ها در اين دسته به صورت مثلث متساوي الساقين با زاويه رأس 55 درجه است كه رأس دنده ها و ته شيارهاي آن در فاصله ارتفاع از رأس مثلث گرد شده است.
2- دسته پيچهاي امريكايي سلرز: اين دسته بين دو دستة متري و ويتورث قرار دارد. بدين معني كه مشخصات دنده هاي آن از هر دو دسته گرفته شده است. دنده ها در اين دسته يك مثلث متساوي الاضلاع است كه رأس دنده ها و ته شيارهاي آن در ارتفاع مثلثها بريده شده اند.
ج- پيچهاي لوله اي اينچي:
1- دسته ويتورث پاي گاز – اين نوع دنده كاري براي لوله هايي كه داراي ضخامت كم هستند مورد استفاده قرار مي گيرد. بدنة پيچ مخروطي است و شيب آن مي باشد حال آنكه مهره اي كه روي اين بدنة مخروطي سوار مي گردد استوانه اي انتخاب مي شود تا آب بندي كامل فراهم گردد.
2- دسته بريگ – اين نوع دنده كاري براي لوله هاي آب و انتقال گاز و سيالات مختلف به كار مي رود. دنده ها در اين دسته، مثلث متساوي الساقين است كه رأس دنده ها و ته شيارها به اندازة شعاعي مساوي گرد شده باشد.
د- پيچهاي دنده ذوزنقه اي: دنده هاي اين دسته به صورت ذوزنقه متساوي الساقين با زاويه رأس 30 درجه مي باشد. دنده كاري اين پيچها بر اساس سيستم بينالمللي متري پايه گذاري شده است. اين پيچها اغلب براي تبديل حركت دوراني به خطي در دو جهت مانند پيچهاي ماشين تراش و … به كار مي روند.
هـ – پيچهاي دنده اره اي: پيچهاي دنده اره اي داراي اندازه هاي ميليمتري هستند و زاوية پهلوي دندانه هاي آن 30 درجه است و براي انتقال نيروهاي يك طرفه در ساختمان پرسها مورد استفاده قرار مي گيرند. اين پيچها همچنين در جرثقيلها و جكها به كار مي روند.
و – پيچهاي مخصوص: در اين دسته از پيچها به انواع مختلف دنده ريز، دنده مربعي و دنده گرد مي توان اشاره كرد.
1- گروه دنده ريز: اين گروه پيچها از دنده هاي ريز برخوردار مي باشند كه نسبت به دنده هاي نرم و استاندارد داراي گامها و دنده هاي كوچكتر هستند. پيچهاي نوع دنده ريز در موارد زير به كار مي روند:
الف – به منظور جلوگيري از شل شدن پيچها.
ب – به منظور رنده كردن لوله ها با ضخامت كم.
ج – براي ساخت مهره هاي با پهناي كم. البته بايد توجه داشت كه براي يك اتصال خوب نبايد تعداد دنده هاي درگير كمتر از 4 يا 5 دنده باشد.
د – پيچهاي دنده ريز زماني كه به صورت چند طبقه يا پله اي توليد مي شوند نيز مورد استفاده قرار مي گيرند. ضمناً بايد در نظر داشت كه قطر هر قطعه پيچ براي بستن مهره و عبور مهره از هر طبقه نبايد بيشتر از (يك سوم گام) باشد.
2- گروه پيچهاي دنده مربعي: از پيچهاي دنده مربعي در ساخت جكها و پرسها استفاده مي شود. بازده اين پيچها بهتر از پيچهاي دنده ذوزنقه اي است و تعمّل انتقال نيروي آن بيشتر مي باشد.
3- گروه پيچهاي دنده گرد: دنده هاي اين دسته از دو قوس دايره كه در زاويه تماس 15 درجه با هم مماس هستند تشكيل مي شود. از مشخصات اين دندهها مقاومت بسيار زياد آنها به علت نداشتن رئوس نوك تيز مي باشد. پيچ دنده گرد در ساخت لوكوموتيوهاي راه آهن و جكهاي جرثقيلهاي سقفي به كار برده ميشود.
ز – دسته بندي بر اسسا شكل سرپيچ – پيچها برحسب شكل سر و قسمت آچار خور به چند دسته تقسيم مي شوند:
1- پيچهاي دوسر: اين نوع پيچها، در دو انتهاي خود دنده شده اند و در مواقعي كه امكان استفاده از مهره نباشد مورد استفاده قرار مي گيرند.
2- پيچ با سر شش گوش: رايج ترين پيچها، پيچهاي سرشش گوش ميباشند.
3- پيچهاي با سر چهارگوش: اين نوع پيچها بيشتر براي اتصالاتي كه باز نمي شوند به كار مي رود.
4- پيچهاي سراستوانه اي يا شش گوش داخلي (آلن): اين نوع پيچها بيشتر در قسمتهايي از قطعات كه سر پيچ يا گل سر پيچ نبايد از سطح كار بيرون باشد مورد استفاده قرار مي گيرد.
5- پيچهاي سرچكشي: اين نوع پيچها به صورت فشاري يا با نيروي زياد در كارها جا زده مي شوند و سپس مهره روي آنها بسته مي شود.
6- پيچهاي سرچاكدار (سر استوانه اي، نيمگرد و سرخزينه): در قسمت سر اين نوع پيچها شكافي در امتداد قطر سر پيچ براي داخل كردن سر پيچ گوشتي ايجاد شده است.
پيچهاي حركتي: پيچهاي حركتي پيچهايي هستند كه حركت دوراني آنها به كمك مهره به حركت خطي تبديل مي شود. پيچ پرسها و گيره ها و همچنين پيچ حركت ماشينهاي ابزار و … از اين نوع مي باشند.
پيچهاي حركتي معمولاً داراي دنده هاي ذوزنقه اي، گرد و ارهّاي مي باشند كه در اين ميان پيچهاي دنده ذوزنقه اي بيشترين مصرف را دارد.
جنس پيچها: جنس پيچها به نوع استفاده و كاربرد آنها بستگي دارد. براي اتصالات مكانيكي از جنس فولاد و در صورتي كه در محيط مرطوب باشد از جنس فولاد آبكاري شده استفاده مي شود. ضمناً در قطعات الكتريكي از جنس مس و يا برنج استفاده مي گردد.
مهره ها
تعريف مهره: مهره استوانه اي است كه سطح داخلي آن دنده كاري شده است و سطح خارجي آن نيز شكل منشوري چند ضلعي دارد.
معرفي قسمتهاي مختلف مهره: مهره ها با ابعادشان كه عبارت از قطر بزرگتر، قطر كوچكتر، گام دنده و طول قسمت دنده كاري شده كه همان ارتفاع مهره است مشخص مي شوند.
قطر بزرگتر، قطر قسمتي از مهره است كه تحت تراش قرار نگرفته است.
قطر كوچكتر، قطر اصلي مهره است.
گام مهره، مقدار طولي است كه مهره در يك دور گردش بالا يا پايين مي رود.
ارتفاع مهره، طول قسمت دنده كاري شدة مهره مي باشد.
انواع مهره ها: مهره ها بسته به كاربردشان، در انواع مختلف توليد شده اند كه عبارت اند از:
1- مهره سرشش گوش: اين نوع مهره ها رايج ترين نوع مهره هستند.
2- مهره چهارگوش: مهره هاي چهارگوش براي اتصال قطعاتي كه احتياج به باز شدن ندارند، بكار مي روند.
3- مهره گرد لب بريده: اين نوع مهره ها از طرفين به صورت مسطح درگير كردن آچار توليد شده اند.
4- مهره گرد سوراخدار: اين نوع مهره ها داراي سوراخهايي در اطراف خود مي باشند.
5- مهره گرد شياردار: كه داراي شيارهايي در سطح جانبي مي باشد.
6- مهره خروسك يا دم خروسي: براي مواردي به كار مي رود كه بازكردن مهره به دفعات زياد بايد صورت گيرد.
7- مهره كلاهك: كه امكان ايجاد اتصالهاي آب بند (جذب) را فراهم مي آورد.
8- مهره تاجي شياردار: كه امكان استفاده از خار يا مهار را به دست ميدهد.
9- مهره تاجي با حلقه فيبري (واشردار): كه امكان نشست خوب بر روي يك سطح فلزكاري شده و در نتيجه اصطكاك زياد را به وجود مي آورد.
جنس مهره ها: مهره ها از نظر جنس نيز داراي انواع فولادي، فولاد آبكاري شده، مسي و برنجي هستند. نوع فولادي آبكاري شده براي مواقعي كه محيط مرطوب است مورد استفاده قرار مي گيرد و انواع مسي و برنجي در مواقعي كه احتياج به نيروهاي زياد نمي باشد به كار مي رود. در قطعات الكتريكي نيز از پيچهاي مسي و برنجي استفاده مي شود.
جنس مهره هاي فولادي كه متداول ترين نوع مهره ها در مكانيك است با يك عدد مشخص مي شود كه معمولاً بر روي مهره حك مي گردد. اين عدد با ضريب 100 مشخص كنندة مقدار حد استحكام كششي آن بر حسب نيوتن بر ميليمتر مربع مي باشد.
ضامنها
اگرچه از نظر تئوري مهره ها غيرقابل برگشت هستند ولي تحت تأثير نيروهاي ديناميكي، ضربه ها و لرزشها ممكن است باز شوند. وظيفه ضامنها ايجاد اصطكاك بيشتر و يا اعمال نيروهاي مخالف در جهت باز شدن مهره است. ضامنها داراي انواع متعددي هستند كه بسته به محل مورد استفاده و درصد اطمينان در مقابل باز شدن به كار مي روند.
الف – ضامنهاي با اطمينان نسبي
1- مهره و ضد مهره: از يك مهرة اضافي است كه همگام با مهرة اول است و بر روي آن بسته مي شود تا نيروي اصطكاكي مستقل از پيشروي محوري پيچ ايجاد كند.
2- مهره و ضد مهره مخروطي: كه ضد مهره آن مخروطي است و در طول خود شكاف دارد.
3- مهره و ضد مهره با گامهاي متفاوت: اين نوع مهره ها بر روي دو پيچ با قطر و گام متفاوت بسته مي شوند.
4- مهره اي كه داراي شكاف عرضي است: به طوري كه با پيچ مي توانيم دو لبه آن را به هم نزديك كنيم تا دنده هاي مهره روي پيچ فشرده شود.
ب – ضامنهاي با اطمينان مطلق:
1- استفاده از خار اطمينان: در مواقعي كه مي خواهيم به محكم بودن اتصال اطمينان داشته باشيم از ضامن خاري استفاده مي كنيم.
خار در روي پيچ و مهره ممكن است به صورت عرضي يا طولي قرار گيرد در اين صورت سوراخها يا شيارهاي پيچ و مهره بايد عرضي يا طولي باشند.
2- استفاده از مهره هاي مخصوص: در اين حالت مهره در بدنة خود داراي پيچ كوچكي است. پس از پيچاندن مهره به اندازة لازم پيچ كوچك بر روي دندههاي پيچ اصلي ثابت مي شود.
پولكها (واشرها)
چون نيروي اصطكاكي مهره بر روي پيچ كم است با اضافه كردن يك جسم فنري به نام پولك (واشر) بين مهره و قطعة اتصال، مقدار اصطكاك را افزايش ميدهند. در اثر محكم كردن مهره اين پولكها فشرده شده، عكس العمل شديدي در زير مهره ايجاد مي كنند كه سبب فشرده شدن دنده هاي مهره به پيچ مي شود. ضمناً از باز شدن مهره نيز جلوگيري مي نمايد. پولكها به اشكال مختلف فنري (موجي و محدّب)، ستاره اي، عدسي و بالاخره تخت معمولي ساخته شده اند.
خارها
خارها براي ايجاد اتصال موقت بين مهره ها و قطعاتي كه روي آنها قرار ميگيرند ساخته مي شوند و انتقال حركت و نيروي گردشي را از يك قطعه به قطعه ديگر امكان پذير مي سازند و در حقيقت وظيفه به همراه بري را به عهده دارند.
انواع خارها: خارها داراي انواعي به شرح زير مي باشند:
1- انگشتي: اين خار، جزء وسايلي است كه ضمن برقراري اتصال و انتقال نيرو، حركت شعاعي قطعات نسبت به يكديگر را نيز امكان پذير مي سازد. از اين وسايل براي اتصال مفاصل، محور قرقره ها، پيستون با دسته پيستون و غيره استفاده ميكنند.
2- خار استوانه اي: اين خارها در داخل شيار مربوط با كمي سفتي جا زده مي شوند و فقط از بالا داراي لقي مي باشند.
3- خار مخروطي: اين خارها، قطعات مختلفي را كه بايد به هم متصل شوند به ميزان زيادي ثابت نگه مي دارند. اين نوع اتصالات معمولاً در مقابل تكان خوردن پايدار نيستند و لذا بايد آنها را اطمينان بخش كرد.
4- خار فنري: خارهاي فنري را در دو نوع داخلي و خارجي مي سازند و به دليل سطح تماس زيادي كه اين خارهاي فنري با شيار مربوط به خود دارند، ميتوانند نيروهاي محوري نسبتاً زيادي را تحمل كنند.
جنس خارها: جنس خارها از فولاد سخت با استحكام 50 تا 60 كيلوگرم بر ميليمتر مربع است و آن را با علامت 50 تا 60 نشان مي دهند. حروف مخفف كلمه انگليسي فولاد و اعداد 50 تا 60 مقدار استحكام فولاد را مشخص مي كنند.
پينها
پينها جزء وسايل اتصال دهندة موقت مي باشند كه علاوه بر وظيفة اتصال، ممكن است يكي ديگر از وظايف انطباق، محكم كردن و يا بريده شدن در مقابل نيروهاي اضافي را بر عهده داشته باشند. پينها را از نظر شكل به چهار گروه استوانهاي، مخروطي، شياردار و فنري تقسيم مي كنند.
1- پين استوانه اي: اين پينها داراي شكل استوانه اي هستند و آنها را با قطرهاي 5/0 تا 50 ميليمتر و طولهاي 2 تا 200 ميليمتر استاندارد كرده اند. سوراخ مربوط به اين پينها بايد پس از مته كاري برقو زده شود و براي جا زدن آنها لازم است سطح پايين را به قشري از روغن و يا پودر تالك آغشته كرد و با ضربات ملايم چكش آنها را در محل مربوط قرار داد.
2- پين مخروطي: اين پينها داراي نسبت مخروطي مي باشند. پينهاي مخروطي را در سه شكل ساده، پيچ دار و يا مهره دار مي سازند. در اتصال قطعاتي كه خروج پين از آنها بسادگي امكان پذير نباشد از پينهاي پيچ دار و يا مهره دار استفاده مي كنند.
3- پين شياردار: بر روي سطح جانبي اين پينها سه شيار طولي با روش غلتك كاري ايجاد ميكنند. ايجاد شيار با روش غلتك كاري باعث به وجود آمدن برجستگيهايي در سطح آن گرديده، در هنگام جا زدن باعث محكم شدن پين در داخل سوراخ مربوط مي شود.
4- پين فنري: اين پينها كه ارتجاعي نيز ناميده مي شوند از ورقهاي فولادي لوله شده ساخته مي شوند و داراي شكلهاي مختلفي هستند كه به علت خاصيت فنري در موقع كار گذاشتن جمع مي شوند و پس از سوار كردن به سطح داخلي سوراخها فشار مي آورند و اتصال مطمئني برقرار مي كنند.
8-4 گوه ها
گوه ها قطعات شيب داري هستند كه در داخل شيار محور و قطعة سوار شونده قرار گرفته و آنها را از طرف مقابل به يكديگر مي فشارند.
1- گوه دماغه دار: اين گواه در مواقعي مورد استفاده قرار مي گيرد كه كار گذاشتن گوه تنها از يك طرف اتصال امكان پذير باشد. دماغة گوه محلي است براي وارد كردن نيروي جازدن و درآوردن گوه. براي آن كه دماغه اين گوه ها در اثر گردش باعث ايجاد سانحه نگردد لازم است در روي آن ها بوش محافظ قرار دهند.
2- گوه جاسازي شده: اين گوه ها روي محور و در داخل جاي خار بسته اي قرار مي گيرند و سپس قطعة سوار شونده كه داراي جاي خار خاص اين نوع گوه نيز مي باشد، روي خار رانده مي شود.
3- گوه رانشي ساده: از اين گوه ها زماني استفاده مي شود كه در دو طرف قطعه سوار شونده براي جا زدن و خارج كردن گوه جاي كافي وجود داشته باشد. از آنجايي كه جاي اين نوع گوه روي محور را مي توان بسهولت و با هزينه كم تر از جاي گوه جاسازي شده ايجاد كرد لذا موارد استفاده اين نوع گوه ها مناسبتر و اقتصادي تر مي باشد.
4- گوه تخت: در مواردي كه نيروي انتقالي كمتر باشد، به جاي ايجاد شيار در روي محور، قسمتي از آن كه زير گوه قرار مي گيرد تخت كرده،گوه را بين اين قسمت و شيار موجود در داخل قطعة سوار شونده جا مي زنند.
5- گوه قوس دار: اگر نيروي انتقالي باز هم كمتر از حالت گوة تخت باشد براي اتصال و انتقال حركت مي توان از گوه هايي كه در يك طرف و در امتداد طول گوه قوسي متناسب با قوس محور ايجاد شده است، استفاده كرد. تعداد نيروي قابل انتقال با اين گوه ها متناسب با نيروي اصطكاكي است كه در فصل مشترك بين گوه و سطح محور به وجود مي آيد.
تز gl/l (655)...
ما را در سایت تز gl/l (655) دنبال میکنید
برچسب: نویسنده: بازدید: 112