دليل اختيار واستخدام مسامير ISO المترية بأمان للصيانة

تخيل قطعة معدات دقيقة وعالية القيمة أصبحت غير صالحة للعمل بسبب فشل مسمار صغير واحد - يمكن أن تكون الخسائر الناتجة كارثية. في الصيانة الميكانيكية، قد تبدو البراغي والصواميل غير مهمة، لكنها ضرورية لضمان التشغيل الآمن والمستقر للمعدات. ومع ذلك، مع التنوع الهائل من البراغي والصواميل المترية المتاحة، كيف يمكن للمرء أن يحددها بدقة، ويختارها بشكل صحيح، ويربطها بأمان؟ يوفر هذا الدليل تعليمات واضحة وعملية لهذه المهام.

في تجميع وصيانة الآلات الحديثة، تلعب البراغي والصواميل دورًا حيويًا. إنها المكونات الرئيسية التي تربط الأجزاء المختلفة، مما يضمن السلامة الهيكلية للمعدات. للوهلة الأولى، قد تبدو جميع البراغي المترية متشابهة، ولكن في الواقع، فهي تختلف اختلافًا كبيرًا في نوع الخيط ودرجة القوة والمواصفات الأبعاد. يمكن أن يؤدي الاختيار أو الاستخدام غير الصحيح إلى تعطل المعدات أو حتى مخاطر السلامة. لذلك، يعد الفهم العميق لخصائص البراغي والصواميل المترية، جنبًا إلى جنب مع تقنيات الاختيار والربط المناسبة، أمرًا ضروريًا للعاملين في الصيانة الميكانيكية.

تم تصميم هذا الدليل للمهنيين العاملين في صيانة المصانع والميكانيكية، حيث يوفر المعرفة الأساسية حول البراغي والصواميل المترية ISO لمساعدتهم على تحديد أجزاء الاستبدال واستخدامها بشكل صحيح، مما يضمن تشغيل المعدات بشكل آمن وموثوق. سنركز على البراغي والصواميل المترية الأكثر استخدامًا في البيئات الصناعية ونقدم نصائح عملية لتحديدها وتطبيقها.

يحدد معيار ISO أنواعًا متعددة من الخيوط المتخصصة، ولكن في معظم المعدات الميكانيكية، لا يتم استخدام سوى نوعين بشكل شائع: الملعب القياسي والملعب الدقيق. يتم حجز أنواع الخيوط الأخرى في المقام الأول للأجهزة المتخصصة مثل الأدوات الدقيقة أو المعدات البصرية.

يشير الملعب إلى المسافة بين الخيوط المتجاورة، والتي يتم قياسها بالمليمترات. تعتبر خيوط الملعب القياسية مناسبة لمعظم التوصيلات ذات الأغراض العامة، بينما تُستخدم خيوط الملعب الدقيقة عندما تكون هناك حاجة إلى قوة قفل أعلى أو مقاومة للاهتزاز.

يسرد الجدول أدناه أكثر المجموعات شيوعًا من أقطار الخيوط والملاعب في الآلات الصناعية:

باستثناء البراغي والصواميل ذات الدرجة الأدنى، تتميز جميع أدوات التثبيت المترية بعلامات تحديد القوة. تساعد هذه العلامات في تحديد قدرتها على تحمل الأحمال بسرعة ودقة.

عادةً ما يتم ختم رؤوس البراغي برقمين مفصولين بنقطة عشرية. تتضمن المجموعة الكاملة عشر درجات من 3.6 إلى 14.9، ولكن في الإعدادات الصناعية، الدرجات الشائعة هي 8.8 و 9.8 و 10.9 و 12.9. يتضمن رأس البرغي أيضًا رمز الشركة المصنعة (عادةً حرفين أو ثلاثة أحرف).

يشير الرقم الأول إلى قوة الشد للفولاذ البرغي، والتي يتم قياسها تقريبًا بـ 10 كجم لكل مليمتر مربع من مساحة المقطع العرضي. على سبيل المثال، سيتحمل البرغي من الدرجة 12.9 ما لا يقل عن 120 كجم لكل مليمتر مربع قبل أن ينكسر. وبالمثل، فإن البرغي من الدرجة 8.8 لديه حمل كسر يبلغ 80 كجم لكل مليمتر مربع.

عندما يتحمل البرغي تدريجيًا حملًا، فإنه يستطيل قليلاً، مثل الزنبرك. إذا تم تحرير الحمل، فإنه يعود إلى طوله الأصلي. ومع ذلك، هناك حد لن يتعافى البرغي بعده بشكل كامل وبدلاً من ذلك سيمتد بشكل دائم - هذه هي نقطة الخضوع. يمثل الرقم الثاني على رأس البرغي النسبة المئوية لقوة الشد التي يمكن أن يتحملها البرغي قبل أن يبدأ التمدد.

على سبيل المثال، يبدأ البرغي من الدرجة 12.9 في التمدد عندما يصل الحمل إلى 90٪ من حمل الكسر. وبالمثل، يبدأ البرغي من الدرجة 9.8 في التمدد عند 80٪ من حمل الكسر.

غالبًا ما يكون تحديد علامات القوة على الصواميل أكثر صعوبة من تلك الموجودة على البراغي. قد تظهر على شكل أرقام أو على شكل أنماط من النقاط والخطوط، حيث يشبه موضع الخط عقارب الساعة التي تشير إلى الدرجة.

يجب أن تتطابق درجة الصامولة دائمًا مع درجة البرغي أو تزيد عليها بمستوى واحد. على سبيل المثال، يجب أن يقترن البرغي من الدرجة 8.8 بصامولة من الدرجة 8 أو 9. يجب أن يقترن البرغي من الدرجة 12.9 بصامولة من الدرجة 12 أو 14.

كما ذكرنا سابقًا، عندما يتحمل البرغي تدريجيًا حملًا، فإنه يصل إلى نقطة الخضوع (حيث يبدأ التمدد الدائم). إذا استمر الحمل في الزيادة، يصل البرغي إلى نقطة الانهيار. تحدد المعايير "حمل الإثبات"، وعادةً ما يكون 90٪ من الحمل المطلوب لتمديد البرغي.

في الممارسة العملية، غالبًا ما تصمم الشركات المصنعة الآلات بحيث تتحمل البراغي أحمالًا أقل بكثير من حمل الإثبات، مما يضمن عامل أمان قوي.

عادةً ما تكون البراغي ذات الملعب الدقيق أقوى بنسبة 10٪ من البراغي ذات الملعب القياسي لأنه تتم إزالة معدن أقل أثناء الخيوط.

تفترض قيم عزم الدوران القصوى الموصى بها في الجدول أدناه خيوطًا مشحمة بشكل خفيف. يجب أن يؤدي ربط البرغي إلى عزم الدوران المحدد إلى ضبط الشد في البرغي على ما يقرب من 85٪ من حمل الإثبات، أي ما يعادل 62٪ من حمل الكسر.

استخدم قيم عزم الدوران هذه فقط عندما لم تحدد الشركة المصنعة للجهاز إعداد عزم الدوران.

عادةً ما تُستخدم البراغي والصواميل ذات الملعب الدقيق فقط في الحالات الخاصة، ويجب أن تحدد وثائق الصيانة الخاصة بالشركة المصنعة عزم الدوران المطلوب لكل تطبيق.

غالبًا ما تُستخدم الخيوط ذات الملعب الدقيق عندما يتم ربط البراغي في كتل معدنية ناعمة (مثل سبائك الألومنيوم المصبوبة)، حيث قد تكون الخيوط الموجودة في الكتلة أضعف بكثير من البرغي وعادةً ما تتطلب عزم دوران أقل لتجنب التجريد.

تؤثر العديد من العوامل على قوة الأجزاء الملولبة، بما في ذلك طرق الإنتاج والتشطيب السطحي ودقة شكل الخيط.

تعتمد قوة الوصلة الملولبة على أضعف مكون فيها. على سبيل المثال، إذا تم ربط برغي عالي القوة في مادة أكثر نعومة وأكثر ليونة (مثل سبائك الألومنيوم أو الفولاذ منخفض الكربون)، فإن الجزء الأكثر نعومة هو الذي يحدد أقصى عزم دوران آمن.

بشكل أكثر شيوعًا، يجب أن تتحمل البراغي ليس فقط أحمال الشد من الإحكام ولكن أيضًا الأحمال الجانبية أو "القص". مثال نموذجي هو لوحتان مربوطتان معًا وتخضعان لقوى تطبق أحمال القص على البرغي.

إذا كان الحمل المطبق صغيرًا جدًا، فقد تمنع الاحتكاك بين اللوحات بسبب إحكام البرغي الحركة. ومع ذلك، ما لم يتم تثبيت دبابيس الوتد لتحمل حمل القص، فسوف يتعرض البرغي في النهاية لكل من إجهاد القص والشد. يؤدي الجمع بين هذه الضغوط إلى إجهاد إجمالي أكبر من أي منهما بمفرده، لذلك قد يحتاج التحميل المسبق للبرغي إلى أن يكون أقل من القيم القصوى لاستيعاب الإجهاد الإضافي من القص.

كإرشادات، فإن تقليل عزم الربط بنسبة 10٪ يسمح لـ 35٪ من تصنيف حمل البرغي بالتعامل مع قوى القص دون التحميل الزائد.

يجب على مهندسي التصميم مراعاة كل هذه العوامل وقد يحددون عزم دوران أقل، خاصة في معدات الرفع التي تتطلب هوامش أمان عالية.

ارجع دائمًا إلى وثائق الصيانة الخاصة بالشركة المصنعة للجهاز للحصول على قيم عزم الدوران المحددة للبراغي والصواميل في تطبيقات الرفع وتحمل الأحمال.

يسرد الجدول أدناه أحجام المفاتيح ومفاتيح ألين الصحيحة لأحجام البراغي والصواميل الأكثر شيوعًا في الآلات الصناعية.

لتقليل خطر انزلاق المفتاح وتلف حواف أداة التثبيت، استخدم مفتاحًا صندوقيًا (أو الطرف الصندوقي لمفتاح المجموعة) كلما أمكن ذلك.

يتم تصنيع البراغي المترية أصغر قليلاً من حجمها الاسمي - على سبيل المثال، يبلغ قطر ساق البرغي M16 عادةً 15.97 مم. هذا يعني أن برغيًا مقاس 16 مم يمكنه المرور عبر فتحة مقاس 16 مم، ولكن لمراعاة عدم المحاذاة بين الأجزاء، عادةً ما يتم حفر فتحات التخليص أكبر قليلاً.

يوفر الجدول أدناه أحجام فتحات التخليص النموذجية وأحجام مثقاب الصنبور الصحيحة للخيوط القياسية والدقيقة.

بالنسبة للخيوط المترية، يتم حساب أحجام مثقاب الصنبور بسهولة على أنها قطر البرغي ناقص درجة الخيط. على سبيل المثال، يتطلب برغي M16 ذو الملعب القياسي بملعب 2.0 مم حجم مثقاب صنبور يبلغ 16 - 2 = 14 مم.

عند النقر على الثقوب، خاصة بالنسبة للأحجام M10 والأصغر، قم بإزالة الصنبور بشكل متكرر لإزالة رقائق المعدن ومنع الكسر.

عند ربط برغي في خيوط أو تجميع صامولة وبرغي لتثبيت الأجزاء معًا، فإن عزم الدوران المطبق يولد إجهاد شد في ساق البرغي.

تعتمد القوة الفعلية في البرغي على عوامل مثل شكل الخيط والملعب والتشطيب السطحي والتشحيم. بالنسبة لمعظم الحالات القياسية مع البراغي المترية المشحمة بشكل خفيف، يمكن تقريب القوة على النحو التالي:

القوة = 5 × عزم الدوران / القطر

حيث القوة بالنيوتن (N)، وعزم الدوران بالنيوتن متر (Nm)، والقطر بالأمتار (م). على سبيل المثال، يولد البرغي M16 المشدود إلى 247.5 نيوتن متر:

القوة = 5 × 247.5 نيوتن متر / 0.016 م = 77344 نيوتن (77.3 كيلو نيوتن)

لتحويل النيوتن إلى كيلوغرام-قوة (كجم ق)، اقسم على 9.81 (أو 10 للتقديرات السريعة)، مما يعطي 7884 كجم ق من حمل البرغي.

تزيد الخيوط الجافة من الاحتكاك، مما يؤدي إلى قوة أقل.

عادةً ما تفشل الوصلات الملولبة بثلاث طرق: فشل القص أو الكسر بالشد أو تجريد الخيوط.

يحدث الكسر بالشد (انفجار البرغي) بسبب الحمل الزائد للمفصل أو الإحكام المفرط. غالبًا ما تفشل البراغي حيث يلتقي الخيط بالساق.

يحدث فشل القص عندما تتجاوز القوى الجانبية قدرة البرغي، وغالبًا ما يتفاقم بسبب الإفراط في الإحكام مما يترك عدم وجود احتياطي قوة لأحمال القص. عادةً ما تحدث كلا النوعين من الفشل في وقت مبكر أو متأخر من دورة حياة المكون.

يتضمن فشل الخدمة المتكرر قوى جانبية تخلع الصواميل عن البراغي، مما يتسبب في فشل متتالي. يؤدي تفتق الخيوط إلى تمدد الصامولة، مما يقلل من اشتباك الخيوط حتى تنحني المعادن وتتلاشى الخيوط.