رزوه پیچ یکی از مهم ترین اجزای اتصالات صنعتی است که در انواع پیچ و مهره به کار می رود و نقش کلیدی در استحکام و پایداری سازه ها ایفا میکند. رزوه ها به صورت شیارهای مارپیچی روی سطح پیچ و مهره ایجاد شده و با توجه به نوع، زاویه، گام و عمق، قابلیت های متفاوتی ارائه می دهند. در این مطلب، به سوالاتی از قبیل رزوه پیچ چیست پاسخ داده و انواع آن، استانداردهای رزوه پیچ و مهره و نحوه اندازه گیری پارامترهای مختلف آنها را بررسی می کنیم.
رزوه پیچ چیست؟
رزوه در پیچ و مهره به شیارهای مارپیچی گفته می شود که در سطح خارجی پیچ یا سطح داخلی مهره ایجاد شده و باعث اتصال قوی و قابل تنظیم بین این دو می شود. به رزوه های اجرا شده در سطح خارجی پیچ، نرینگی و به رزوه های داخل مهره ها اصطلاحا مادگی گفته می شود.
رزوه ها انواع مختلفی دارند، از جمله رزوه های متریک، اینچی، مخروطی و موازی، که هرکدام ویژگی های خاصی برای کاربردهای مختلف دارند. به طور کلی، رزوه پیچ می تواند راستگرد یا چپگرد باشد و با زاویه، گام و عمق متفاوت طراحی شوند تا استحکام و کارایی اتصال را در شرایط مختلف تضمین کنند. ویژگی های مهم رزوه ها شامل مقاومت در برابر لغزش، تحمل بارهای محوری و شعاعی و سهولت باز و بسته کردن اتصال هستند که در زمان انتخاب پیچ و مهره باید به آن توجه داشت.
ساختار رزوه پیچ و مهره
ساختار یک رزوه شامل ویژگی های متعددی است که به اتصال دقیق و قوی پیچ و مهره کمک می کند و شناخت آنها در زمان انتخاب و خرید پیچ و مهره اهمیت بالایی دارد. از مهم ترین ویژگی های رزوه پیچ مهره می توان به موارد زیر اشاره کرد:
زاویه رزوه Thread Angle
زاویه رزوه به زاویه بین دو طرف دیواره شیارهای مارپیچی گفته میشود و نقش مهمی در مقاومت و نوع اتصال دارد. برای مثال، در رزوه های متریک، زاویه معمولاً ۶۰ درجه است، که به دلیل زاویه تیز، فشار بیشتری را تحمل می کند و در مقابل لغزش نیز مقاومت دارد. این زاویه با نوع رزوه و کاربرد آن رابطه مستقیم دارد و رایج ترین آنها 60، 55 و 45 درجه است.
گام رزوه Thread Pitch
گام رزوه پیچ مهره فاصله بین دو نقطه مشابه در رزوه های مجاور است و به صورت افقی اندازهگیری می شود. گام نشان دهنده فاصله بین هر چرخش رزوه است و تأثیر مستقیم بر استحکام و سرعت بستن یا باز کردن پیچ دارد. رزوه هایی با گام بیشتر (یعنی فاصله بیشتر بین دنده ها) معمولاً سریع تر بسته و باز می شوند ولی استحکام کمتری دارند. در مقابل، رزوه هایی با گام کوتاه برای اتصالات با استحکام بالا مناسب هستند. دقت داشته باشید که گام رزوه یا گام پیچ متفاوت است و نباید این دو را مشابه هم فرض کنید.
عمق رزوه Thread Depth
عمق رزوه به فاصله عمودی بین سطح بالای شیار (قله رزوه) و سطح داخلی شیار (کف رزوه) گفته می شود. عمق رزوه تعیین کننده مقاومت پیچ در برابر فشار و بار است. رزوه هایی با عمق بیشتر مقاومت بهتری در برابر بارهای محوری و شعاعی دارند، اما در مقابل، ممکن است پیچ در مقاطع نازک تر ضعیف تر شود.
قطر خارجی رزوه
قطر خارجی رزوه بزرگترین قطر بین دو قله رزوه است که از سطح بالای شیارها اندازهگیری میشود. این قطر نشان دهنده اندازه کلی پیچ یا مهره است و معمولاً برای تعیین اندازه پیچ استفاده می شود. قطر خارجی باید دقیقا با قطر داخلی مهره مطابقت داشته باشد تا اتصال به طور کامل و ایمن برقرار شود.
به نقل از سایت accu
قطر خارجی رزوه، به بزرگترین قطر یک استوانه رزوه ای اشاره دارد که به عنوان نوک (قله) رزوه نیز شناخته میشود.
قطر داخلی رزوه
قطر داخلی رزوه یا قطر جزئی، کوچک ترین قطر بین دو کف رزوه است. این قطر نشان دهنده حداقل اندازه داخلی شیارهای رزوه و ضخامت موثر پیچ است. قطر داخلی بر استحکام پیچ در برابر شکست تأثیر میگذارد. پیچ های با قطر داخلی بیشتر معمولاً مقاوم تر هستند.
قله و کف رزوه
قله رزوه به نوک یا بالاترین نقطه شیار مارپیچی گفته می شود، در حالی که کف رزوه پایینترین نقطه شیار است. این نقاط در تعیین عمق و اندازه کلی رزوه نقش دارند. کیفیت و صافی قله و کف نیز در استحکام و دوام اتصال اهمیت دارد. قله های تیز می توانند باعث ایجاد آسیب در طول زمان شوند، اما قله های گرد و صاف تر اتصال مقاوم تری ایجاد می کنند.
ارتفاع رزوه
ارتفاع رزوه به فاصله بین قله و کف رزوه گفته می شود و معیاری برای اندازهگیری میزان برآمدگی شیارها است. ارتفاع رزوه بر استحکام و کارایی پیچ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، رزوه های بلندتر برای تحمل فشار بیشتر مناسب هستند و رزوه های کوتاه اغلب در کاربردهای سبک تر استفاده می شوند.
انواع رزوه پیچ
رزوه پیچ و مهره براساس ویژگی های مختلف آن در گروه های متعددی دسته بندی می شوند و بر همین اساس کاربردشان نیز با هم فرق دارد. از جمله دسته بندی های ارائه شده برای رزوه پیچ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
رزوه نرینگی یا رزوه خارجی
رزوه نرینگی External Thread یا رزوه خارجی رزوهای است که به صورت شیارهای مارپیچی روی سطح خارجی پیچ ایجاد می شود. این نوع رزوه امکان اتصال پیچ به مهره یا هر قطعه ای با رزوه مادگی را فراهم میکند. رزوه های نرینگی در ساختار خود نیاز به دقت بالا دارند تا با مهره های متناظر به خوبی درگیر شوند و اتصال محکمی ایجاد کنند. این رزوه ها معمولاً با استفاده از فرایندهای تراشکاری، نورد و یا سنگزنی ایجاد می شوند.
رزوه مادگی یا رزوه داخلی
رزوه مادگی Internal Thread به شیارهای مارپیچی داخلی در مهره ها یا قطعاتی گفته می شود که پیچ به آن متصل می شود. این رزوه ها در داخل مهره ایجاد شده و با رزوه نرینگی پیچ هماهنگ می شوند تا اتصال ثابتی را فراهم آورند. رزوه های مادگی برای استفاده در قطعاتی که نیاز به جداسازی مکرر دارند، بسیار مناسباند. معمولاً برای ایجاد این نوع رزوه از ابزارهایی مانند قلاویز استفاده میشود.
رزوه مخروطی (Tapered Thread)
رزوه مخروطی، رزوهای است که به صورت مارپیچی بر روی سطح مخروطی پیچیده می شود و معمولاً در اتصالاتی بهکار میرود که نیاز به آب بندی خودکار دارند. این نوع رزوه که با استانداردهای NPT و BSPT طراحی می شوند، اتصال فشرده تر و مقاوم تری را در برابر نشتی ایجاد میکند و بیشتر در صنایع نفت و گاز و برای اتصالات لوله ها استفاده می شود.
رزوه موازی (Parallel Thread)
رزوه موازی نوعی رزوه است که بر روی سطح استوانهای ایجاد می شود و قطر آن در طول شیار ثابت باقی می ماند. این رزوه برخلاف رزوه مخروطی، هیچ تغییری در قطر خود ندارد و برای اتصالاتی که نیاز به چسبندگی بیشتر و قابلیت جداسازی مکرر دارند، مناسب است.
رزوه راستگرد (Right-Hand Thread)
رزوه راستگرد به رزوه هایی گفته می شود که برای باز و بسته شدن باید پیچ یا مهره را در جهت عقربه های ساعت چرخاند. این نوع رزوه بیشترین استفاده را در صنعت دارد و استاندارد اصلی برای اکثر اتصالات رزوه دار بهشمار میرود. رزوههای راستگرد به دلیل سهولت استفاده و سازگاری بیشتر با ابزارها، در قطعات مختلف صنعتی، خانگی و وسایل نقلیه به کار میروند.
رزوه چپگرد (Left-Hand Thread)
رزوه چپگرد نوعی رزوه است که برای باز و بسته شدن آن باید پیچ را برخلاف عقربه های ساعت چرخاند. این نوع رزوه در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر باز شدن ناخواسته وجود دارد، مانند قطعات دوار یا قطعاتی با فشار معکوس مانند پمپ و توربین ها استفاده می شود. برای تشخیص راست گرد یا چپ گرد بودن رزوه ها می توانید مانند تصویر زیر از قانون دست راست استفاده کنید.
رزوه متریک
رزوه متریک استانداردی از رزوه است که بر اساس واحدهای متریک طراحی می شود و از قطر و گام میلی متر استفاده میکند. این نوع رزوه به دلیل دقت و هماهنگی بالا، در بیشتر کشورهای جهان پذیرفته شده و استاندارد رایج در صنایع مختلف به شمار میرود. رزوههای متریک معمولاً با علامت M و اعدادی برای مشخص کردن قطر و گام شناسایی میشوند.
رزوه اینچی
رزوه اینچی نوعی رزوه است که براساس واحدهای اینچی طراحی شده و معمولاً در آمریکا و کشورهای دارای سیستم اندازهگیری اینچ بهکار می رود. این رزوه ها با توجه به واحد اینچ، مشخصات گام و زاویه دنده مخصوص خود را دارند.
انواع رزوه از نظر شکل هندسی
رزوهها از نظر شکل هندسی به چند دسته مختلف تقسیم میشوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شدهاند و عبارتند از:
رزوه مثلثی Triangular Thread
رزوه مثلثی، که به عنوان رزوه استاندارد متریک و اینچی نیز شناخته میشود، یکی از رایج ترین انواع رزوه است که به شکل مثلث با زاویه ۶۰ درجه در مقطع خود طراحی شده است. این نوع رزوه به دلیل سطح تماس بالا میان پیچ و مهره، اتصال بسیار قوی و پایداری را ایجاد میکند و از مقاومت بالایی در برابر بارهای محوری برخوردار است.
رزوه مربعی Square Thread
رزوه مربعی در مقطع خود به شکل مربع طراحی شده است و به دلیل سطح تماس صاف و عمودی میان دیوارههای پیچ و مهره، برای انتقال نیروهای سنگین به صورت مستقیم و بدون اصطکاک اضافی بسیار مناسب است. رزوه های مربعی بیشتر در کاربردهایی بهکار می روند که نیاز به انتقال نیرو بدون لغزش و با راندمان بالا وجود دارد، مانند جکهای مکانیکی، پیچهای فرمان، و ابزارهایی که نیاز به دقت بالا دارند. رزوه مربعی در مقایسه با رزوه مثلثی استحکام کمتری در برابر بارهای محوری دارد، اما برای انتقال نیروهای جانبی مناسب تر است.
رزوه ACME
رزوه ACME سطح مقطع شبیه به یک ذوزنقه با زاویه ۲۹ درجه دارد و یک جایگزین بهینه برای رزوه مربعی محسوب میشود. این نوع رزوه نیروهای محوری و جانبی را به خوبی تحمل کرده و برای سیستم های حمل و نقل و بارهای سنگین و محرک گزینه مناسبی به شمار می رود.
رزوه Buttress
رزوه Buttress، سطح مقطع ذوزنقه ای نامتقارن دارد و برای انتقال نیرو در یک جهت طراحی شده و در جایی که فشار عمدتاً در یک جهت است، کاربرد دارد. زاویه رزوه در این نوع معمولاً به گونهای است که یک طرف آن تقریباً عمودی و طرف دیگر زاویهدار است. به همین دلیل باعث می شود تا نیروی فشار به صورت بهینه منتقل شود و مقاومت بالایی در برابر بارهای سنگین داشته باشد.
استانداردهای رزوه پیچ
در صنعت پیچ و مهره، استانداردهای مختلفی برای رزوه ها تدوین شده است تا سازگاری و دقت در اتصالات را تضمین کند. این استانداردها بر اساس نیازهای صنعتی و منطقه ای متفاوتی ایجاد شده اند و هرکدام ویژگی ها و مشخصات منحصر به فردی دارند. از استانداردهای رزوه BSP، NPT، M، و UNF است که عبارتند از:
استاندارد بریتانیایی BSP
استاندارد BSP، که به اختصار به آن British Standard Pipe یا رزوه لوله بریتانیایی گفته میشود، یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین استانداردهای رزوه است که برای اتصالات لوله ها استفاده میشود. زاویه رزوه در این استاندارد 55 درجه بوده و این استاندارد بیشتر در بریتانیا، اروپا، آسیا و استرالیا به کار می رود. براساس این استاندارد، رزوه ها در دو نوع مخروطی و موازی ایجاد شده و به ترتیب به آنها استانداردهای BSPT و BSPP گفته می شود.
R1.8, R1.4, R1.2, R3.8, R3.4 از جمله رنج های رایج رزوه در این استاندارد BSPT به شمار می روند. در استاندارد BSPP رنج های G 1/8، G 1/4 ، G 1/2، G 3/8، G ¾ بیشترین کاربرد را دارند.
BSPT & BSPP Size & Pitch | Dash Size | BSPT Male Thread OD (mm) | BSPT Male Thread OD (inch) | BSPP Male Thread OD (mm) | BSPP Male Thread OD (inch) | BSPT Female Thread ID (mm) | BSPT Female Thread ID (inch) |
1/8 – 28 | -2 | 9.5 | 0.37 | 9.6 | 0.38 | 8.4 | 0.33 |
1/4 – 19 | -4 | 12.8 | 0.5 | 13 | 0.51 | 11.2 | 0.44 |
3/8 – 19 | -6 | 16.3 | 0.64 | 16.5 | 0.65 | 14.7 | 0.58 |
1/2 – 14 | -8 | 20.4 | 0.8 | 20.8 | 0.82 | 18.3 | 0.72 |
5/8 – 14 | -10 | 22.5 | 0.89 | 22.8 | 0.89 | 20.6 | 0.81 |
3/4 – 14 | -12 | 26 | 1.02 | 26.3 | 1.04 | 23.9 | 0.94 |
1 – 11 | -16 | 32.6 | 1.28 | 33.1 | 1.3 | 29.7 | 1.17 |
1 1/4 – 11 | -20 | 41.1 | 1.62 | 41.8 | 1.64 | 38.6 | 1.52 |
1 1/2 – 11 | -24 | 47.8 | 1.88 | 48.5 | 1.91 | 44.3 | 1.74 |
2 – 11 | -32 | 58.6 | 2.31 | 59.5 | 2.34 | 55.4 | 2.18 |
2 1/2 – 11 | -40 | 74.1 | 2.92 | 75.1 | 2.95 | 71.9 | 2.83 |
3 – 11 | -48 | 86.6 | 3.41 | 87.9 | 3.46 | 84.6 | 3.33 |
استاندارد آمریکایی NPT
استاندارد NPT که مخفف National Pipe Thread است، یکی از مهمترین استانداردهای رزوه در آمریکا می باشد و برای اتصالات لوله های فشار بالا و صنایع نفت و گاز استفاده میشود. این رزوه ها مخروطی هستند و در هنگام اتصال به طور خودکار آب بندی میشوند، بنابراین نیازی به نوار آب بندی یا درزگیر اضافی نیست.
زاویه رزوه NPT ۶۰ درجه است، که مقاومت بیشتری در برابر فشار و نشتی ایجاد میکند. این استاندارد رزوه بیشتر در آمریکا و برخی کشورهای دیگر با سیستم اینچی استفاده میشود.
Thread | Item No. | Cable Range Ø (mm) | Outer Diameter C1 (mm) | Thread Length C2 (mm) | Spanner Size A&F (mm) |
NPT1/4" | BCNPT1/4-6.5 | 3-6.5 | 13.2 | 7 | 15/15 |
NPT3/8" | BCNPT3/8-8 | 4-8 | 17.1 | 8 | 19/19 |
NPT1/2" | BCNPT1/2-12 | 6-12 | 21.3 | 8 | 23/22 |
NPT3/4" | BCNPT3/4-18 | 13-18 | 26.6 | 9 | 30/30 |
NPT1" | BCNPT1-25 | 18-25 | 33.4 | 10 | 40/40 |
NPT1 1/4" | BCNPT1 1/4-33 | 25-33 | 42.1 | 11 | 50/50 |
NPT1 1/2" | BCNPT1 1/2-38 | 32-38 | 48.2 | 12 | 55/57 |
NPT2" | BCNPT2-44 | 37-44 | 60.3 | 14 | 65/65 |
استاندارد ایزومتریک M
رزوه ایزومتریک M، بر اساس استاندارد ISO طراحی شده و یکی از رایج ترین استانداردهای جهانی برای رزوه های پیچ و مهره است. زاویه رزوه در این استاندارد 60 درجه بوده و بر اساس سیستم متریک تنظیم می شوند.
این رزوهها با نماد M همراه با قطر و گام رزوه مشخص میشوند، بهطور مثال M10×1.5 نشان دهنده قطر ۱۰ میلی متر و گام ۱.۵ میلیمتر است.
استاندارد آمریکا، بریتانیا، و کانادا UNF
استاندارد UNF، مخفف Unified Fine Thread است و یکی از استانداردهای اصلی برای رزوههای پیچ در آمریکا، بریتانیا و کانادا محسوب می شود. این استاندارد بر اساس سیستم اینچی تنظیم شده و دارای رزوه های ظریفی است که برای اتصالات با استحکام بالا و مقاومت در برابر شل شدن طراحی شده اند.
زاویه رزوه UNF ۶۰ درجه است و به دلیل گام های کوتاهتر و تعداد بیشتر دنده در هر اینچ، برای کاربردهایی مناسب است که نیاز به استحکام بالایی دارند. به عنوان مثال این استاندارد برای رزوه های مورد استفاده در صنایع خودروسازی و هوافضا و ماشین آلات حساس کاربرد دارد.
در استاندارد UNF رنج های UNF 1/2″، UNF 1/4″، UNF 3/4″، UNF 3/8″، UNF 5/8″، UNF 5/16″، UNF 7/16″ بیشترین کاربرد را دارند.
جدول استاندارد UNP
Female Thread I.D.inch | Female Thread I.D.mm | Male Thread O.D.inch | Male Thread O.D.mm | Thread Pitch | Nominal Size | Dash Size |
0.37 | 9.4 | 0.41 | 10.3 | 27 | 1/8 | 2 |
0.49 | 12.4 | 0.54 | 13.7 | 18 | 1/4 | 4 |
0.62 | 15.7 | 0.68 | 17.3 | 18 | 3/8 | 6 |
0.76 | 19.3 | 0.84 | 21.3 | 14 | 1/2 | 8 |
0.98 | 24.9 | 1.06 | 26.3 | 14 | 3/4 | 12 |
1.24 | 31.5 | 1.31 | 33.3 | 1/2 11 | 1 | 16 |
1.58 | 40.1 | 1.66 | 42.2 | 1/2 11 | 1/4 1 | 20 |
1.82 | 46.2 | 1.9 | 48.3 | 1/2 11 | 1/2 1 | 24 |
2.29 | 57.9 | 2.38 | 60.4 | 1/2 11 | 2 | 32 |
جدول ویژگی های استانداردهای رزوه
در جدول زیر ویژگی های هر یک از انواع استانداردهای رزوه پیچ و مهره به طور خلاصه با هم مقایسه شده اند:
استاندارد | زاویه رزوه | نوع رزوه | منطقه استفاده | کاربرد |
BSP | ۵۵ درجه | مخروطی و موازی | اروپا، بریتانیا، آسیا | لولهکشی، اتصالات آببندی |
NPT | ۶۰ درجه | مخروطی | آمریکا | نفت و گاز، هیدرولیک |
ISO M | ۶۰ درجه | ایزومتریک | جهانی | صنایع مختلف، خودروسازی |
UNF | ۶۰ درجه | ظریف | آمریکا، بریتانیا، کانادا | خودرو، هوافضا، ماشینآلات |
روش های اندازه گیری رزوه پیچ مهره
برای تشخیص استاندارد رزوه، ابتدا به زاویه رزوه توجه می کنیم. هر استاندارد زاویه خاصی برای رزوه ها دارد که میتواند به تشخیص آن کمک کند. به عنوان مثال، رزوه های BSP دارای زاویه ۵۵ درجه هستند و رزوه های NPT، ISO M و UNF زاویه ۶۰ درجه دارند. برای اندازهگیری دقیق زاویه، میتوان از ابزارهای زاویه سنج یا تجهیزات دقیق تر استفاده کرد. اگر امکان استفاده از این ابزارها وجود ندارد، میتوان زاویه را با مراجعه به دیتاشیت محصول یا مشخصات کارخانه بررسی کرد.
در مرحله بعد، اندازهگیری گام رزوه اهمیت دارد. گام رزوه فاصله بین دو نقطه مشابه روی رزوه های مجاور است و در تعیین استاندارد رزوه نقش مهمی دارد. رزوههای متریک M از واحد میلیمتر برای گام استفاده میکنند، در حالی که رزوههای اینچی مانند NPT و UNF از تعداد دنده در هر اینچ استفاده میکنند. برای اندازهگیری گام میتوان از گیج رزوه یا ابزارهایی مانند کولیس و میکرومتر بهره برد و آن را با جداول استاندارد تطبیق داد تا نوع رزوه مشخص شود.
مرحله سوم شامل اندازهگیری قطرهای خارجی و داخلی رزوه می شود. برای رزوه های متریک، اندازه ها به میلی متر و برای رزوه های اینچی، به اینچ مشخص می شوند. با استفاده از کولیس دیجیتال یا گیج رزوه، این اندازهها قابل بررسی و مقایسه با جداول استاندارد هستند تا نوع رزوه مشخص شود.
یکی دیگر از روش های تشخیص استاندارد رزوه، بررسی نوع رزوه از نظر مخروطی یا موازی بودن است. برخی استانداردها مانند NPT و BSPT به صورت مخروطی طراحی شدهاند. در مقابل، رزوه های متریک M و BSPP به صورت موازی هستند. می توان با مشاهده تغییرات قطر در طول رزوه، تشخیص داد که آیا رزوه مخروطی است یا خیر. اگر قطر رزوه در طول آن به طور تدریجی کاهش پیدا کند، نشان دهنده مخروطی بودن است.
در نهایت، بررسی علائم روی پیچ و مهره میتواند به شناسایی سریع کمک کند. بسیاری از پیچ و مهرهها دارای علامت های شناسایی رزوه هستند، مانند M برای رزوههای متریک یا NPT برای رزوه های آمریکایی. این علامتها معمولاً روی سر پیچ یا بدنه مهره حک شده و میتوانند نوع رزوه را مشخص کنند.
جمع بندی
براساس اطلاعات ارائه شده در مطلب بالا، رزوه ها دارای انواع مختلفی بوده و استانداردهای گوناگونی در طراحی و اجرای آنها باید رعایت شود. نوین ثنعت پارس یکی از تیم های تولیدکننده انواع پیچ و مهره در ایران است که در اجرای رزوه از استانداردهای بین المللی تبعیت کرده و به همین دلیل از کیفیت بالایی برخوردار هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر، در زمان خرید می توانید اطلاعات کامل درباره مشخصات و ویژگی های رزوه پیچ و مهره را از این مجموعه دریافت کنید.