گروه صنعتی پیچ و مهره پرشین بولت

مهره چیست !؟

مهره یا Nut قطعه ای با یک سوراخ رزوه دار (Internal Thread) است که با رزوه های خارجی (External Thread) سایر اجزا (بخصوص پیچها) درگیر شده و برای اتصال و تنظیم قطعات نسبت به یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرد، بشرطیکه رزوه هایشان منطبق بر یکدیگر باشند.

انواع مهره قفل شونده یا خود قفل شونده (Lock Nut) کدامند !؟

گاها یک سیستم تحت ارتعاش زیاد و نیروهای ناگهانی قرار میگیرد که باعث بازشدن تدریجی مهره های عادی میشوند، یا در اتصال قطعات نرم ممکن است فشار مهره باعث تغییر شکل سطح یا ساییدگی آنها شود و در چنین شرایطی مهره های قفل شونده یا Lock Nut راهکار مناسبی هستند.

برای محکم شدن اتصال این مهره ها نیازی به فشرده شدن آنها روی قطعات نیست و با روشهای مختلف اتصال محکم و مقاومی را نسبت به ارتعاش و ضربه های ناگهانی ایجاد میکنند که انواع آن در طبقه بندی های مربوطه (در همین مقاله) بررسی میشود.

انواع مهره چهارگوش (Square Nut)

در برشکاری با اره، ماشین فرز و … ساخت قطعات مربعی و مستطیلی به مراتب آسانتر از قطعات گرد و شش گوش است! و به همین علت در گذشته مهره های مربعی یا Square کاربرد بسیار زیادی داشتند، اما به مرور زمان و گسترش تجهیزات فورج (آهنگری) دیگر محدودیت چندانی برای شکلدهی دایره، مربع یا شش گوش وجود نداشت و تا حد زیادی مهره های Hex (شش گوش) از محبوبیت آنها کاستند.

البته مهره های مربعی بعنوان بازماندگان عصر چوب هنوز هم مزایایی دارند! اتصالشان با آچار مناسب و بدون لغزش است و سطح نشیمنگاهی بزرگی دارند که نیروی اصطکاک را افزایش داده و از احتمال لق شدگی اتصال میکاهد.

انواع مهره شش گوش (Hex Nut)

انواع مهره های شش گوش یا Hexagonal (باختصار Hex) آنقدر پرکاربرد هستند که در جنسها و ابعاد مختلف عرضه میشوند! معمولی، نازک، کوچک، بزرگ، آلیاژی، غیر آلیاژی و … مهر تاییدی بر قابلیت بالای مهره های شش گوش است.

اما آیا به واقع شکل مهره در این حد تاثیرگذار است؟

احتمال لغزش آچار هنگام تماس با مهره ی چهارگوش کمتر از مهره ی شش گوش میباشد (۱-۰ بنفع چهارگوش)، اما از سوی دیگر اپراتورباید آچار را برای هر بار جدایش و تماس ۹۰ درجه بچرخاند که این عدد در مهره های شش گوش تنها ۶۰ درجه است.

بسیاری از تولیدکنندگان پیچ ادعا میکنند که پیچهای Hex بهینه ترین شکل از نظر فضای مورد نیاز، انرژی مصرف شده و لغزش آچار هستند و به این نکته توجه داشته باشید که مهره ها فاقد درایو هستند (بر خلاف پیچ) و سی درجه چرخش اضافه، بخصوص در فضاهای تنگ و نامناسب پارامتر مهمی است، همچنین استفاده از ۶ ضلع بجای چهار ضلع سبب میشود که سایش و آسیب مهره کاهش یابد و برآیند این پارامترها سبب شده که مهره های Hex گوی رقابت را از سایر انواع Nut بربایند.

مهره شش گوش سنگین ( Heavy Hex Nut)

همانطور که خاطرنشان کردیم، مهره های شش گوش در انواع مختلفی عرضه میشوند که یکی از آنها Heavy Hex Nut ها هستند که بازای یک سوراخ رزوه شده با قطر یکسان، قطر خارجی و ضخامت بیشتری نسبت به مهره های Hex معمولی دارند!

مهره های شش گوش بزرگ (یا سنگین) برای پیچهایی با قطر بیشتر از ۴۰ میلیمتر یا پیچهایی که تحت نیروی زیادی هستند مورد استفاده قرار میگیرد، همچنین سطح نشیمنگاه بزرگترش احتمال لق شدگی اتصال را کاهش خواهد داد.

مهره شش گوش باریک (Jam Hex Nut)

بصورت کلی برای طبقه بندی انواع مهره ، نمونه های باریکتری نیز وجود دارند که با کلمه ی Jam نشان داده میشوند و در همین راستا  Jam Hex Nuts ، مهره های شش گوش باریک هستند.

بدیهی است که یک مهره ی ظریف در مواردیکه طول رزوه کم است انتخابی کاملا هوشمندانه محسوب میشود اما یکی از کاربردهای مهم مهره های باریک، موقعیت دهی و اتصال قطعات میان مهره هاست!

در مواردیکه ممکن است یک مهره برای نگهداری قطعات کافی نباشد، از دو مهره برای مقید کردن هر سمت قطعه کار استفاده میشود که در این حالت مهره های Jam Hex در تماس با قطعه کار قرار گرفته و مهره های معمولی یا heavy Hex آنها را از پشت مقید میکنند.

انواع مهره ماشین (Machine Nut)

اشتباه نکنید! هنوز هم کارمان با مهره های شش گوش (Hex) به پایان نرسیده است.

انواع مهره های ماشین (Machine Nuts) میتوانند Hex یا Square باشند و در اتصال با پیچهای ماشین (Machine Screws) قرار بگیرند، البته این مهره های ظریف کوچکترین انواع مهره های شش گوش یا چهارگوش محسوب میشوند.

در تصویر زیر نمونه ی مربعی مهره های ماشین نمایش داده میشوند:

انواع مهره واشردار (Flange Nut)

پیچهای واشردار یا فلنج دار را بخاطر دارید؟ واشرها بعنوان قطعات مستقل برای افزایش مساحت اعمال نیرو استفاده میشوند تا از فرو رفتن یا تغییر شکل قطعه کار جلوگیری شود! جنس نرمتر آنها هم مانع از ساییدگی سطوح پیچ و قطعه کار میشود.

و اما در مهره های واشردار، یک سمت مهره صفحه ای پهن قرار گرفته که با روش آهنگری بوجود آمده است (نمیتوانید واشر را جوشکاری کنید و آن را مهره ی فلنج دار بدانید!) و از جنس خود قطعه کار است.

این مهره ها در مواردی که تعداد اتصالات زیاد است سرعت مونتاژ را شدیدا افزایش میدهند، همچنین از گم شدن و جاماندن واشر در تجهیزات حساس مانند موتور و مکانیزمهای انتقال قدرت جلوگیری میکند! که در نواحی تنگ و تاریک تجهیزات مزیت بسیار مهمی محسوب میشود.

انواع مهره کوپلینگ یا اتصال (Coupling Nut)

انواع مهره های کوپلینگ برای چسباندن دو قطعه ی رزوه شده به یکدیگر استفاده میشوند، پس طول آنها بلندتر است تا از هر دو سو امکان ورود و درگیری قطعات وجود داشته باشد.

(البته بعضی منابع این کوپلینگها را در گروه انواع مهره یا Nut قلمداد نمیکنند، بلکه از عنوان Fitting برای آنها استفاده میشود)

مهره های بالدار (Wing Nut)

توضیح چندانی در خصوص این مهره ها وجود ندارد! آنها برای باز و بسته شدن توسط دست و بدون ابزارهای جانبی طراحی شده اند، لذا نیازمند گشتاور زیاد و ماده خام آلیاژی نیستند! و در مواردی مانند میزهای قابل تنظیم (میز کیبورد، کتابخانه و …)، پایه های قابل تنظیم (دوربین، میکروفون، استند تبلیغاتی)، کلمپهای دستی و … استفاده میشوند.

نکته ی آخر آنکه به آنها مهره های خروسکی یا خروسی نیز گفته میشود! 

انواع مهره سربسته (Cap Nut)

یک سمت این مهره توسط سطحی گرد و گنبدی بسته شده است و با اتصال به انتهای میله ها و لوله های رزوه شده علاوه بر بهبود ظاهر کار، از برخورد آن با سایر اشیا یا اعضای بدن جلوگیری میکند.

مهره سربسته بلند (Acorn Nut)

این مهره همان مهره ی Cap است اما سرپوش بلندتری دارد که شباهت به میوه ی بلوط دارد و طول بیشتری از رزوه را میپوشاند.

در زیر یک مهره ی Acorn بسیار بلند را مشاهده میکنید که Very Long Acorn Nut نامیده میشود.

انواع مهره شیاردار (Slotted Nut)

این مهره ها در یک سمت خود تعدادی شیار دارند که برای عبور پین در نظر گرفته شده اند، پس روی پیچها و قطعاتی استفاده میشوند که سوراخ پین داشته باشند.

این پین برای اتصال قویتر مهره و پیچ (یا هر قطعه با رزوه ی خارجی) بکار میرود، لذا در برابر ارتعاش و ضربه مقاومت بیشتری از خود نشان میدهد و نصب کردن و جدا کردن مهره هم مانند سایر مهره های قفل شونده دشوار نیست! بسادگی مهره بسته شده و در موقعیت مناسب با پین محکم میشود.

نکته ی دیگر نوع پین بکار رفته در این مهره هاست که متناسب با سوراخ میتواند از نوع پینهای ساده، کاترپین و مخروطی باشد.

مهره Castel Nut) Castellated)

انواع مهره های Castellated یا اختصارا Castel از نظر عملکرد مشابه مهره های Slotted هستند، اما شکل شیارهایشان متفاوت است.

البته بسیاری از تولیدکنندگان و منابع  هیچگونه تفاوتی برای آنها قائل نیستند و به تمامی مهره های شیاردار (با هر شکل شیار) Slotted یا Castel میگویند.

در تصویر زیر یک مهره ی شیاردار متصل شده با کاترپین مشاهده میشود.

مهره قفل شونده با حلقه نایلونی (Nylon Insert Lock Nut)

نام مهره قفل شونده با حلقه نایلونی در زبان انگلیسی Nylon Insert lock nut است که برای پیشگیری از اشتباه کمی ترجمه اش را تغییر داده ایم، همچنین اختصارا با آن Nylock گفته میشود.

در یک سمت رزوه های این مهره، حلقه ای از جنس نایلون قرار گرفته که قطرش کمی کوچکتر از پیچ است و ورود و خروج پیچ را دشوار میکند! بعبارت ساده این نیروی اضافی مانند یک چسب قوی یا قفل، ورود و خروج پیچ را دشوار خواهد کرد.

زمانی که تماس میان پیچ و حلقه ی پلیمری آغاز شود، بستن و باز کردن مهره دشوار خواهد بود و این اتصال محکم برای سیستمهای تحت ارتعاش و ضربه بعنوان یک مزیت استفاده میشود.

با توجه به حساسیت پلیمرهای نایلونی، استفاده از این مهره برای دماهای بالا امکان پذیر نیست، همچنین تعداد دفعات بکارگیری این مهره محدود است و بر اساس جنس و ضخامت پلیمر تعیین میشود.

مهره ی باریک قفل شونده با حلقه ی نایلونی (Nylon Insert Jam Lock Nut)

این مهره ها از هر نظر مشابه مهره های قفل شونده با حلقه ی نایلونی هستند اما ضخامت کمتری دارند.

نکته: به کلمه ی jam در نامگذاری آن دقت نمایید و مروری بر مهره های باریک شش گوش داشته باشید.

مهره قفل شونده با اجزای نایلونی (Nylon Pellet Nut)

بسیاری از تفاوت این مهره با مهره های حلقه دار اطلاعی ندارند، با آنکه ساز و کاری متفاوت دارند.

در مهره های Nylon Pellet از تکه های کوچک نایلونی در قسمتهای مختلف رزوه استفاده میشود و میزان قفل شوندگی کمتر از Nylock است.

معمولا یکبار مصرف هستند و در هر بار استفاده ی مجدد از مقاومت آن کاسته خواهد شد.

مهره با رزوه های قفل کننده یا استوور (Prevailing Torque Lock Nut)

در این نوع از مهره های قفل شونده دیگر خبری از تکه های پلیمری نیست! بلکه ناحیه ی بالایی رزوه ها با تماس پیچ دچار اعوجاج شده و تغییر شکل میدهند تا اتصال بسیار محکمی ایجاد شود، این ناحیه میتواند خود رزوه های ناحیه ی فوقانی یا یک حلقه ی فلزی (بجای نایلونی) باشد.

در اکثر فروشگاه های بین المللی به این مهره Stover میگویند اما در مقالات علمی همان Prevailing Torque نامیده میشوند و در فارسی بنام استوور یا مهره قفلی معمولی شناخته میشود.

قفل شوندگی و استحکام مهره در برابر ارتعاش و ضربه از تمامی انواع مهره های نایلونی بیشتر است اما استفاده ی مجدد از آنها امکان پذیر نیست یا بصورت خیلی محدود است، همچنین اگر مهره را در مسیری طولانی روی رزوه حرکت دهیم احتمال از دست دادن قابلیت قفل شوندگی وجود دارد، پس لازم است طول رزوه با دقت انتخاب شده باشد.

با توجه به تمام فلزی بودن این مهره استفاده از آن در دماهای بالا محدودیتی ندارد.

تصویر زیر یک مهره ی استوور را بعد از تغییر شکل رزوه نمایش میدهد:

در زیر نیز یک مهره ی Stover قبل و بعد از استفاده نشان داده میشود:

انواع مهره کی (K-Lock or Kep)

انواع مهره K از مکانیزم دیگری برای قفل شوندگی استفاده میکنند که برای قطعه کار نرم مناسب نیست.

در این مهره ها یک واشر فنری در جهت تماس با قطعه کار وجود دارد که با افزایش فشار لبه هایش باز شده و روی مهره فشار مضاعف وارد میکنند (با نیروی فنری) تا اتصال محکمتری شکل بگیرد.

در زیر یک مهره K بسته شده را مشاهده میکنید:

مهره های چشمی یا Eye Nut

برای قطعات و تجهیزات سنگینی که لازم است توسط جرثقیل بالا بروند یا توسط لیفتراک و سایر ماشین آلات کشیده شوند لازم است از یک قلاب استفاده شود.

اگر روی قلاب یک سوراخ رزوه دار وجود داشته باشد از انواع مهره ی چشمی یا Eye nut محسوب میشود.

انواع مهره تی یا T شکل (Tee Nut)

در یک سمت مهره های تی (Tee Nut یا T Nut) سه الی چهار تیغه ی تیز قرار گرفته که با کمک آنها وارد قطعاتی همچون پلاستیک، چوب، کامپوزیت، الیاف مصنوعی و … میشوند تا روی آنها سوراخی با رزوه های تمیز و دقیق بوجود بیاورند.

اگر از نمای جانبی به این مهره ها نگاه کنید، شبیه حرف T هستند. (Tee به هر چیزی که شبیه T باشد گفته میشود)

مهره های شیار تی (T-Slotted Nuts)

شیارهای T ابزاری استاندارد برای موقعیت دهی قطعات در راستای محوری هستند که برای نگهداری زیرسری فرز، ابزارگیر، قالبهای پرس، گیره ها و … استفاده میشوند.

این مهره ها برای قرار گیری در میان  شیار T بهینه سازی شده اند، تا قطعات روی آنها نصب شده و در راستای محوری قابل جابجایی و تنظیم باشند.

گاها به علت اسامی مشابه، به این مهره ها هم T Nut میگویند و لازم است در سفارش آنلاین یا تلفنی حتما به تصویر آن توجه کرده باشید تا از اشتباه احتمالی پیشگیری شود.

انواع مهره هایی که مهره نیستند!

متاسفانه بعضی منابع هر قطعه ای که سوراخ رزوه دار داشته باشد بعنوان مهره طبقه بندی میکنند!  دستگیره ی در، چرخهای غلتکی، گیره های رزوه دار، پایه ی صندلی و … قطعاتی هستند که دارای یک یا چند سوراخ رزوه هستند اما قطعا مهره محسوب نمیشوند و از درج آنها خودداری کرده ایم.