مهره‌ها در صنعت بسیار کاربرد دارند در کنار پیچ‌ها باعث ایجاد اتصال موقت و محکم می‌شوند. در هر کاربردی مهره مناسب آن کاربرد را باید انتخاب نماییم. چرا که کیفیت اتصال و طول عمر آن به شدت افزایش خواهد داشت. به عنوان مثال مهره ای که در رطوبت مورد استفاده قرار می‌گیرد باید ضد زنگ باشد. یا مهره ای که در بستن یک فلنج به کار می‌رود باید کشش بالا را تحمل کند. در زیر نمونه‌هایی از مهره‌ها در ابعاد متریک معرفی شده‌اند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های شش گوش - Hexagon Nuts
مهره‌های شش گوش پایه و اساس مهره‌های استاندارد دین آلمان را تشکیل می‌دهند. این مهره‌ها بدون هیچ شکل فیزیکی خاصی از یک استوانه شش گوش تشکیل شده‌است. این استوانه از بیرون شش گوش و از درون دارای سوراخی گرد و رزوه شده‌است. پیچ درون این رزوه عموما راست گرد می‌گردد تا درون آن فرو برود و باعث اتصال دو قطعه به هم شود. مهره‌های شش گوش از جمله مهره‌های بسیار پرکاربرد در صنعت هستند که با انکر بولت‌ها و پیچ‌ها و استادبولت‌ها به وفور استفاده می‌شوند. Hex مخفف کلمه Hexagon به معنای شش وجهی است. #:~ و این به معنای داشتن بدنه شش وجهی است. مهره‌های شش گوش (Hex Nuts) به (Finished Hex Nuts) یا (hex full nuts) معروفند. واشرهای قفلی ممکن است با این مهره‌ها استفاده شود. مهره‌ها هم راست گرد و هم چپ گرد هستند اما توجه داشته باشیم که تعداد مهره‌های چپ گرد خیلی خیلی کمتر از مهره‌های راست گرد است. نام‌گذاری این مهره به این شکل است که مقدار قطر نامی سوراخ داخلی آن را در سیستم متری به میلیتر شماره مهره در نظر می‌گیرند. به عنوان مثال مهره نمره 10 یعنی مهره ای که دارای سوراخ به قطر 10 میلیمتر است. متریال‌های مورد استفاده در این نوع مهره‌ها می‌تواند از آهن معمولی یا فولاد خشکه یا استنلس استیل باشد. اگر جنس مهره ساخته شده از نوع آهنی یا فولادی باشد که در مجاورت رطوبط امکان زنگ زدگی وجود دارد با پوشش گالوانیزه گرم یا سرد در صورت امکان فنی پوشش می‌دهند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های فلنجی - Flanged Collared Hex Nuts
این مهره‌ها در صنایع خودرو‌سازی پر کاربرد هستند. مهره فلنج دار هم واشر سرخود دارد و هم تکیه گاه قوی برای پیچ دارد و هم شیارهایی برای جلوگیری از بازشدن مهره در لرزش‌ها دارد. تصور کنید در یک اتومبیل از مهره‌های عادی شش گوش در جاهایی که لرزش دارد استفاده شود بعد از مدتی کوتاه از هر نقطه از اتومبیل شما صداهای ناهنجار بلند خواهد شد و با قطعه ای از اتومبیل جداشده و در جاده رها می‌شود. حال فرض کنید با مهره عادی و واشر فنری اتومبیل شما اسمبل شده باشد درست است که مشکل تا حدی برطرف می‌شود ولی هزینه‌های تولید در کارخانه زیادتر از استفاده از مهره فلنج دار خواهد شد.
استانداردهای DIN برای مهره‌های ساختمانی - Hex Structural Nuts
مهره‌های ششگوش مخصوص اسکلت‌های ساختمانی برای اتصال دو ورق ساختمانی به کار می‌رود که قابلیت تحمل نیروی بسیار زیادی را دارد. لذا استاندارد دین آلمان برای این نیازمندی جداگانه طراحی کرده‌است تا در استفاده مشکلی نداشته باشیم. مهره‌های ساختمانی با ابعاد و متریال مناسب برای استفاده در ساختمانهای با اسکلت فولادی به کار می روند. اصولا فولادهای مورد استفاده در این مهره‌ها پر کربن هستند تا بتوانند فشار کششی بالایی را تحمل کنند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های مربعی - Square Nuts
مهره مربعی مهره ای است که در اوایل تولید صنعتی پیچ و مهره مورد علاقه تولید کننده گان بوده‌است. چرا که این مهره در پروسه تولید آن زمان خوش ساخت بوده‌است. تولید کننده گان با پانچ کردن ورق‌های آهنی یا برش عرضی مقاطع مربعی به سرعت مهره را تولید می کردند. امروزه با ظهور عملیات‌هایی همچون فورج گرم و سرد سرعت تولید مهره‌های شش گوش از این مهره پیشی گرفته‌است. جدای این بحث این مهره سطح مقطع مناسبی برای محکم نگه داشتن پیچ و درنتیجه محکم ماندن قطعات درگیر ایجاد می‌کند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های سربسته - Acorn Nuts
مهره‌های سردار مهره‌هایی هستند که یک سر کنبدی شکل روی آن را پوشانده است بیشتر هدف زیبایی را برای محصول نهایی دنبال میکنند این نوع مهره‌ها همان مهره‌های شش گوش هستند اما چون موارد مصرف آنها در ظاهر کار تاثیر زیادی دارند مصرف کننده گان این محصول آن را در محصولاتی به کار میبرند که باید ظاهر عامه پسندی داشته باشند. شما فرض کنید این مهره مثلا در گارد فلزی یک پارک مورد استفاده قرار بگیرد این مهره با ظاهر چشم نواز خود زیبایی بصری خوبی به نرده‌های استفاده شده در پارک می‌دهد. برعکس شما فرض کنید در یک محصول که مهره‌های آن در نمای کار دیده می‌شوند دارای مهره‌های شش گوش ساده باشند و حتی لوله‌های استنلس استیل در آن به کار گرفته شده باشد نتیجه کار آنچنان ظریف نخواهد بود. مهره‌های سردار در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثل لوازم خانگی یا دوچرخه و موتور‌سازی حتی صنعت اتوموبیل که از این مهره در جاهای مختلف از آن استفاده می‌شود. طراحان ماشین‌های خاص صنعتی از این مهره به وفور استفاده میکنند. در طراحی باید به این نکته دقت داشت که پیچ‌های مصرفی در رابطه با این مهره باید طوری انتخاب شوند که بعد از سفت کردن پیچ‌ها قسمت بیرون مانده پیچ از مهره بیش از حد بلند نباشد چراکه باعث خرابی مهره می‌گردد و نوک پیچ به سر مهره فشار مخرب وارد می‌کند و آن را از فرم طبیعی خارج می‌کند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های قفلی - Locking Nuts
مهره‌های قفلی در جاهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که لرزش وجود دارد خیلی از سازه‌های صنعتی دارای لرزش‌های خواسته و ناخواسته هستند که مهره‌های ساده از پس کار در آن محیط‌ها بر نمی آیند. مهره‌های قفلی در یک محدوده لرزشی گسترده پاسخ مثبت می‌دهند و درست کار میکنند. شما فرض کنید در حال طراحی دستگاه سورت زیتون هستید اصولا این دستگاه همراه با لرزش کار می‌کند اگر از مهره‌های معمولی استفاده کنید بعد از مدت کوتاهی این مهره‌ها باز شده و دستگاه از کار می افتد.
استانداردهای DIN برای مهره‌های چاکدار - Slotted Nuts
این مهره ازجمله مهره‌های سنگین کار است و در جاهایی که بازشدن مهره بسیار خطرناک است به کار می‌رود. روش کار این مهره به این صورت هست که بعد از محکم کردن مهره روی پیچ از سوراخ موجود در سر پیچ یک عدد پین در آن قرار داده می‌شود و سر پین کج می‌شود تا از دررون سوراخ خارج نشود. (شاید اولین آشنایی پررنگ در زندگی من با پیچ و مهره‌ها همین مهره باشد که در جعبه ابزار پدرم 12 عدد از این مهره را داشتیم. یادش بخیر:) )
استاندارد DIN برای مهره‌های جوشی - Welded Nuts
مهره‌های جوشی همانطور که از نامشان پیداست مهره‌هایی هستند که با نوعی عمل جوش کاری نقطه ای به قطعات فلزی جوش کاری می‌شوند و به صورت ثابت در قطعه باقی می ماند لذا بعد از اتصال باجوش به قطعه در جایی دیگر دوباه نمی‌توان از آنها استفاده کرد. کاربرد این مهره‌ها بیشتر در جاهایی هست که دسترسی کامل به مهره نداریم تا آن را نگه داریم و ببندیم. لذا مهره را با دقت بالا به قطعه جوش می دهیم تا عمل بستن پیچ به سرعت بیشتری انجام گردد. روشهای دیگری به مراتب بهتر از مهره جوشی برای بستن پیچ روی قطعات ساخته شده از ورق پیشنهاد می‌گردد. روش کار به این صورت است که با یک سمبه با چرخش بسیار بالا محل مورد نیاز را مالش می‌دهند تا آن قسمت فلز گداخته می‌شود سپس سوراخی در آن توسط مذاب ایجاد می‌شود که همان را دنده میکنند و بعد می‌توان پیچ را روی قطعه بست. در آینده این مقاله همراه با ویدیوی جالب مربوط به این روش به روز رسانی خواهد شد.
استانداردهای DIN برای مهره‌های گرد - Round Nuts
این مهره‌ها معروفند به مهره چاکنت. مهره‌های گرد کاربردهای نسبتا ظریفی دارند. در گلویی فرمان متور و دوچرخه گرفته تا شفت‌های انتقال قدرت مکانیکی و... نکته مهم در استفاده از این مهره‌ها این است که فشار مستقیم روی این مهره‌ها قرار نخواهد گرفت و مهره‌های گرد فقط نقش نگهدارنده را دارند. مثلا نگهدارنده بلبرنگ هستند. این مهره‌ها در صنعت پرکاربردند و از آنجا که نیاز روزمره صنعت بوده‌است به صورت استاندارد در آمده اند.
استانداردهای DIN برای مهره‌های بال دار - Wing Nuts
مهره بالدار که به اشتباه به آن مهره خروسکی گفته می‌شود. مهره بالدار مهره ای است که دستگیره لازم را برای باز و بسته کردن مهره دارد. شما با آچار نمی‌توانید این مهره را ببندید یا باز کنید. یکی از معروفترین کاربردهای این مهره استفاده در اره آهن بری هست که تقریبا همه با آن آشنا هستند. این مهره در جاهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که بسیار زیاد باز و بسته می‌شود و نیازی به محکم کردن زیاد ندارد.
استانداردهای DIN برای مهره‌های تی - T-Nuts
مهره تی کاربردهای جالبی در صنعت دارند. این مهره‌ها دارای چنگکهایی هستند که در بدنه موادی همچون چوب فیبر نایلون‌های صنعتی و تفلون‌ها فرو میروند و امکان اتصال این مواد را با دیگر قطعات فراهم می‌کند. این مهره شبیه مهره جوشی عمل کرده و سرعت در عملیات اسمبل قطعات را به ارمغا خواهد آورد.
استانداردهای DIN برای مهره‌های Tinnerman-Style Nuts
استانداردهای DIN برای مهره‌های تظیمی دستی - Snap-In Nuts
-1974/DIN 16903(H)-1974.jpg)
مهره‌های تنظیم دستی به شکل جالبی عمل میکنند. فرض کنید بنا برشرایطی در یک ماشین مکانیکی نیاز است سفتی یا لقی یک اتصال قابل تنظیم باشد. مهره دستی کمک بزرگی برای ماست که بتوانیم این کار را انجام بدهیم.
استانداردهای DIN برای مهره‌های چرخ - Wheel Nuts
-1982/DIN 74361(F)-1982.jpg)
مهره‌های چرخ خودرو نیز استاندارد دارند. چرا که مورد مصرف آن بسیار بالاست. مهره‌های چرخ بسیار محکم و پر کربن ساخته می‌شوند. یک دلیل مهم در بستن چرخ‌های خودرو این است که به جای استفاده از یک مهره از چند مهره استفاده می‌شود که این امر ضریب اطمینان این اتصال را بسیار بالا می برد و شما می‌توانید با خیالی آسوده‌تر رانندگی کنید.: )
استانداردهای DIN برای مهره‌های کوپلینگ - Coupling Nuts
مهره‌های کوپلینگ به مهره بلند معروفند و کاربردهای جالبی در صنعت دارند. این مهره‌ها برای اتصال دو پیچ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مهره‌ها در متریال‌های مختلف ازجمله آهنی فولادی و استنلس استیل ساخته می‌شوند. این مهره‌ها با استاندارد متریک با پیچ‌های تولید شده با ابعاد متریک مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهره‌های کوپلینگ در صنایع الکترونیک گرفته تا خودرو‌سازی و ساختمان‌سازی کاربرد دارند.
مهره‌های قفلی واشردار - K Lock Nut
مهره‌های قفلی انواع گوناگونی دارند و هر مهره در جای خاصی درست کار میکنند. مثلا شما در این صفحه چند مدل مهره قفلی را مطالعه می کنید همانطور که شما هم متوجه شده‌اید دسته ای از مهره‌ها کار مشابهی را انجام می‌دهند اما باید نوجه داشت که پروسه‌های تولید هر یک متفاوت هستند و کارایی هریک با دیگری مختصر تفاوتی دارد. این تفاوت‌ها در صنعت لازم هستند تا پوشش مناسب را در انتخاب قطعات داشته باشیم. با این مقدمه می‌توان دریافت که مهره قفلی واشر دار علاوه بر اینکه در مکانهایی با لزرش خاص کار میکنند دارای واشر مناسب برای توضیع بار حاصل از بستن مهره است. قیمت این مهره‌ها کمی بالاتر از هم رده‌های خود است. و در انتخاب این مهره باید ملاحظات مالی را در پروژه‌های با مصرف تعداد بالا را داشت.
ارتفاع مهره: عددی که ظرفیت اتصال را تعیین می‌کند
در فهرست بالا مهره‌هایی با ارتفاع‌های بسیار متفاوت کنار هم آمده‌اند و این تفاوت، تصادفی نیست. ارتفاع مهره تعیین می‌کند چند دندانه‌ی رزوه در انتقال بار شرکت میکنند — و همین، ظرفیت اتصال را می‌سازد.
منطق طراحی یک مهره‌ی استاندارد این است: ارتفاع باید به‌قدری باشد که اگر اتصال قرار است خراب شود، بدنه‌ی پیچ پاره شود، نه رزوه‌ی مهره بریده شود. دلیلش ایمنی است: پارگی پیچ آشکار و قابل تشخیص است، در حالی که رزوه‌ی بریده‌شده می‌تواند مدت‌ها پنهان بماند و اتصالی که ظاهراً بسته است، عملاً ظرفیتی نداشته باشد.
جدول زیر ارتفاع و آچارخور شش خانواده‌ی پرمصرف را از داده‌های تأییدشده‌ی کاتالوگ فنی تی‌تی‌بولت کنار هم می‌گذارد:
| سایز | DIN 934 معمولی | DIN 439 نازک | DIN 6330 بلند | DIN 985 خودقفل | DIN 6915 سازه‌ای | DIN 929 جوشی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M3 | 2.4 | 1.8 | — | 4 | — | 3 |
| M4 | 3.2 | 2.2 | — | 5 | — | 3.5 |
| M5 | 4 | 2.7 | — | 5 | — | 4 |
| M6 | 5 | 3.2 | 9 | 6 | — | 5 |
| M8 | 6.5 | 4 | 12 | 8 | — | 6.5 |
| M10 | 8 | 5 | 15 | 10 | — | 8 |
| M12 | 10 | 6 | 18 | 12 | 10 | 10 |
| M14 | 11 | — | — | 14 | — | 11 |
| M16 | 13 | 8 | 24 | 16 | 13 | 13 |
| M18 | 15 | — | — | 18.5 | — | — |
| M20 | 16 | 10 | 30 | 20 | 16 | — |
| M22 | 18 | — | — | 22 | 18 | — |
| M24 | 19 | 12 | 36 | 24 | 19 | — |
| M27 | 22 | — | — | 27 | 22 | — |
| M30 | 24 | 15 | 45 | 30 | 24 | — |
| M33 | 26 | — | — | 33 | — | — |
| M36 | 29 | 18 | 54 | 36 | 29 | — |
| M39 | — | — | — | 39 | — | — |
| M42 | — | 21 | 63 | 42 | — | — |
| M45 | — | — | — | 45 | — | — |
| M48 | — | 24 | 72 | 48 | — | — |
ردیف خالی یعنی آن سایز در دامنه‌ی آن استاندارد نیست.
و آچارخور همان خانواده‌ها — که نشان می‌دهد ست آچار یک تیم، برای خانواده‌ی دیگر لزوماً جواب نمی‌دهد:
| سایز | DIN 934 معمولی | DIN 439 نازک | DIN 6330 بلند | DIN 985 خودقفل | DIN 6915 سازه‌ای |
|---|---|---|---|---|---|
| M3 | 5.5 | 5.5 | — | 5.5 | — |
| M4 | 7 | 7 | — | 7 | — |
| M5 | 8 | 8 | — | 8 | — |
| M6 | 10 | 10 | 10 | 10 | — |
| M8 | 13 | 13 | 13 | 13 | — |
| M10 | 17 | 17 | 16 | 17 | — |
| M12 | 19 | 19 | 18 | 19 | 22 |
| M14 | 22 | — | — | 22 | — |
| M16 | 24 | 24 | 24 | 24 | 27 |
| M18 | 27 | — | — | 27 | — |
| M20 | 30 | 30 | 30 | 30 | 32 |
| M22 | 32 | — | — | 32 | 36 |
| M24 | 36 | 36 | 36 | 36 | 41 |
| M27 | 41 | — | — | 41 | 46 |
| M30 | 46 | 46 | 46 | 46 | 50 |
| M33 | 50 | — | — | 50 | — |
| M36 | 55 | 55 | 55 | 55 | 60 |
| M39 | — | — | — | 60 | — |
| M42 | — | 65 | 65 | 65 | — |
| M45 | — | — | — | 70 | — |
| M48 | — | 75 | 75 | 75 | — |
به ستون DIN 6915 دقت کنید: مهره‌ی سازه‌ای در هر سایز مشترک، آچارخور بزرگ‌تری از مهره‌ی معمولی دارد.
کلاس مهره و قاعده‌ی هم‌ترازی
مهره هم مثل پیچ کلاس دارد، ولی رده‌بندی‌اش با یک عدد نوشته می‌شود — مثل کلاس ۶، ۸ یا ۱۰. معنای این عدد ساده است: مهره‌ی کلاس ۸ می‌تواند با پیچی تا کلاس ۸٫۸ کار کند و مهره‌ی کلاس ۱۰ با پیچ تا ۱۰٫۹.
در استنلس هم همین منطق برقرار است ولی با نشانه‌گذاری متفاوت: مهره با رده‌هایی مثل A2-70 و A4-80 مشخص می‌شود و باید با پیچ هم‌رده باشد.
مهره‌های قفلی: دو مکانیزم کاملاً متفاوت
در فهرست بالا چند خانواده‌ی قفلی آمده. تفکیکشان در انتخاب تعیین‌کننده است:
| مکانیزم | چطور کار می‌کند | نکته‌ی انتخاب |
|---|---|---|
| گشتاور بازدارنده — درج نایلونی (DIN 985) | حلقه‌ی نایلون در انتهای مهره با رزوه‌ی پیچ درگیر می‌شود و اصطکاک اضافه می‌سازد | محدودیت دما دارد؛ نایلون در دمای بالا کار نمی‌کند. تعداد دفعات استفاده محدود است |
| گشتاور بازدارنده — تغییر شکل فلزی | بخشی از مهره عمداً بیضی یا جمع شده تا رزوه را بفشارد | مقاوم به دما؛ گشتاور بستن بالاتری می‌خواهد |
| قفل مکانیکی — مهره‌ی چاکدار + پین چاکدار | پین از شکاف مهره و سوراخ پیچ می‌گذرد و چرخش را فیزیکی می‌بندد | قطعی‌ترین روش؛ ولی گشتاور نهایی باید با موقعیت شکاف هماهنگ شود |
| قفل مکانیکی — واشر لبه‌دار | زبانه روی وجه مهره خم می‌شود | یک‌بارمصرف؛ باز کردنش وقت می‌برد |
تله‌ی جانشینی DIN و ISO در مهره
مهره‌ی DIN 934 از رده خارج شده و جانشینش ISO 4032 است. در بیشتر سایزها این جانشینی بی‌دردسر است، ولی نه در همه. جدول زیر فقط سایزهای متفاوت را نشان می‌دهد:
| سایز | DIN 934 — آچارخور s | ISO 4032 — آچارخور s | اختلاف |
|---|---|---|---|
| M10 | 17 | 16 | -1 |
| M12 | 19 | 18 | -1 |
| M14 | 22 | 21 | -1 |
| M22 | 32 | 34 | +2 |
در بقیه‌ی سایزها یکسان است. برای هر پروژه یکی را انتخاب و در مدارک خرید صریح بنویسید.
راهنمای انتخاب مهره در چهار پرسش
- رزوه با پیچ می‌خواند؟ سایز، گام (درشت یا ریز) و سیستم (متریک یا اینچی) باید یکی باشند.
- کلاس کافی است؟ مساوی یا بالاتر از عدد اول کلاس پیچ.
- جنس و پوشش هماهنگ است؟ با پیچ و واشر هم‌خانواده باشد تا زوج گالوانیکی تشکیل نشود. و در گالوانیزه گرم، مهره باید اضافه‌تراشی شده باشد.
- شرایط کاری چه می‌طلبد؟ لرزش (مهره‌ی قفلی)، دمای بالا (نه نایلونی)، فضای تنگ (نازک یا با آچارخور کوچک‌تر)، دسترسی یک‌طرفه (مهره‌ی جوشی یا پرچی).
برای استعلام موجودی، قیمت و امکان تولید داخلی با کارشناسان تی‌تی‌بولت تماس بگیرید.
سوالات متداول
کلاس مهره باید چقدر باشد؟
مساوی یا بزرگ‌تر از عدد اول کلاس پیچ. مهره‌ی کلاس ۸ زیر پیچ ۱۰٫۹ باعث می‌شود رزوه‌ی مهره پیش از پیچ تسلیم شود.
آیا مهره‌ی نازک جایگزین مهره‌ی معمولی می‌شود؟
خیر. ارتفاع کمتر یعنی دندانه‌های کمتر در انتقال بار و ظرفیت کمتر. مهره‌ی نازک برای قفل‌کردن یا فضای تنگ با بار کم است.
چرا ارتفاع مهره اهمیت دارد؟
ارتفاع تعیین می‌کند چند دندانه در انتقال بار شرکت کنند. طراحی استاندارد طوری است که در اضافه‌بار، پیچ پاره شود نه رزوه‌ی مهره بریده شود.
مهره‌ی خودقفل نایلونی محدودیت دارد؟
بله. نایلون در دمای بالا کار نمی‌کند و تعداد دفعات استفاده‌اش محدود است. برای دمای بالا از انواع با تغییر شکل فلزی استفاده کنید.
DIN 934 و ISO 4032 یکی هستند؟
در بیشتر سایزها بله، ولی در M10، M12، M14 و M22 آچارخور متفاوتی دارند. جدول مقایسه در همین صفحه آمده است.
چرا مهره‌ی گالوانیزه گرم اضافه‌تراشی می‌شود؟
چون لایه‌ی ضخیم روی رزوه می‌نشیند و ابعاد را بزرگ می‌کند؛ بدون اضافه‌تراشی مهره روی پیچ نمی‌رود.