پیچ آلن

اشکال و استاندارد های مختلف پیچ آلن

پیچ آلن یا پیچ شش گوش داخلی نوعی اتصال‌دهنده مکانیکی است که با آچار آلن باز و بسته می‌شود و به دلیل طراحی داخلی شش‌ضلعی، انتقال گشتاور بالا و کاهش آسیب به سطح قطعات را فراهم می‌کند. این پیچ‌ها معمولاً از فولاد کربنی، فولاد آلیاژی یا استنلس استیل تولید می‌شوند و در صنایع ماشین‌سازی، هوافضا، تجهیزات دقیق و سازه‌های فلزی استفاده دارند. استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 4762، DIN 912 و ASTM A574 برای کنترل ابعاد، جنس و مقاومت پیچ آلن به کار می‌روند. سایزهای رایج بین M3 تا M24 است و بسته به کلاس مقاومت 8.8، 10.9 یا 12.9 تولید می‌شود. انتخاب استاندارد و سایز مناسب باعث افزایش دوام اتصال و ایمنی سازه خواهد شد.

گرید های فولادی و استیل Allen Bolt

پیچ‌های آلن فولادی در گریدهای 5.6، 8.8، 10.9 و 12.9 تولید می‌شوند که هر کدام مقاومت کششی و حد تسلیم مشخصی دارند. در سیستم متریک، عدد اول × 100 مقاومت کششی نهایی (UTS) بر حسب مگاپاسکال را نشان می‌دهد و عدد دوم نسبت حد تسلیم به مقاومت نهایی را مشخص می‌کند. به طور مثال گرید 5.6 دارای UTS برابر 500 مگاپاسکال و حد تسلیم حدود 300 مگاپاسکال است، گرید 8.8 دارای UTS برابر 800 و حد تسلیم 640 مگاپاسکال است، گرید 10.9 دارای UTS برابر 1000 و حد تسلیم 900 مگاپاسکال بوده و گرید 12.9 با UTS برابر 1200 و حد تسلیم 1080 مگاپاسکال برای بالاترین سطوح بارگذاری استفاده می‌شود.

پیچ‌های آلن استنلس استیل اغلب با گریدهای A2-70 (نوع 304) و A4-70 (نوع 316) ساخته می‌شوند. این گریدها به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، در صنایع غذایی، شیمیایی و دریایی بسیار پرکاربرد هستند. هر دو گرید معمولاً دارای مقاومت کششی نهایی حدود 700 مگاپاسکال و حد تسلیم تقریبی 450 مگاپاسکال هستند. انتخاب گرید مناسب بستگی به شرایط محیطی و نیاز سازه دارد؛ برای محیط‌های با بار مکانیکی بالا و ضربه‌ای، گریدهای فولادی 10.9 و 12.9 توصیه می‌شوند، در حالی که برای محیط‌های خورنده و مرطوب، گریدهای استیل 304 یا 316 بهترین انتخاب هستند.

• گرید آهنی 5.6:
  مقاومت کششی نهایی (UTS) = 500 MPa؛ حد تسلیم ≈ 300 MPa؛
  موارد کاربری: اتصالات سبک، تجهیزات عمومی غیر بحرانی و کاربردهای با بار کم.
• گرید خشکه 8.8:
  مقاومت کششی نهایی (UTS) = 800 MPa؛ حد تسلیم = 640 MPa؛
  موارد کاربری: ماشین‌سازی عمومی، پل‌های سبک، اتصالات با بار متوسط و پیچ‌های ساختاری.
• گرید فولادی 10.9:
  مقاومت کششی نهایی (UTS) = 1000 MPa؛ حد تسلیم = 900 MPa؛
  موارد کاربری: قطعات دینامیک، گیربکس، پیشرانه‌ها، و کاربردهای صنعتی پر بار.
• گرید فولادی 12.9:
  مقاومت کششی نهایی (UTS) = 1200 MPa؛ حد تسلیم = 1080 MPa؛
  موارد کاربری: اتصالات بحرانی با بار ضربه‌ای، ابزار دقیق سنگین و اتصالات شکست-قابل‌اطمینان.
• استیل 304 (A2-70):
  مقاومت کششی نهایی ≈ 700 MPa؛ حد تسلیم ≈ 450 MPa؛
  موارد کاربری: محیط‌های با خورندگی متوسط، صنایع غذایی، تجهیزات آزمایشگاهی.
• استیل 316 (A4-70):
  مقاومت کششی نهایی ≈ 700 MPa؛ حد تسلیم ≈ 450 MPa؛
  موارد کاربری: محیط‌های خورنده قوی (نمک، دریا)، صنایع شیمیایی و دریایی.

تفاوت کاربری، مزایا و معایب پیچ آلن و پیچ شش گوش

پیچ آلن دارای شیار شش ضلعی داخلی است و با آچار آلن باز و بسته می‌شود، در حالی که پیچ شش گوش دارای سر بیرونی شش ضلعی بوده و با آچار یا بکس قابل استفاده است. پیچ آلن به دلیل امکان فرو رفتن کامل سر پیچ در قطعه، برای فضاهای محدود و مونتاژهای ظریف مناسب است. این پیچ معمولاً در کلاس مقاومت 8.8، 10.9 و 12.9 تولید می‌شود و توان تحمل بار کششی و برشی بالایی دارد. در مقابل، پیچ شش گوش با قابلیت استفاده از ابزارهای متنوع و اعمال گشتاور بیشتر، برای اتصالات بزرگ، سازه‌های فولادی و ماشین‌آلات سنگین پرکاربرد است.

مزیت پیچ آلن شامل اشغال فضای کمتر، ظاهر زیبا، کاهش خطر آسیب به سر پیچ و قابلیت استفاده در فضاهای بسته است، اما معایب آن شامل نیاز به ابزار خاص و دشواری باز کردن در صورت هرز شدن شیار داخلی است. پیچ و مهره شش گوش مزایایی مانند سهولت در باز و بسته کردن، تحمل گشتاور بالاتر و امکان استفاده با ابزارهای مختلف دارد، اما به دلیل بیرون زدگی سر پیچ، برای محیط‌های محدود یا نیازمند زیبایی ظاهری کمتر مناسب است.

انواع آبکاری و پوشش سطحی در برابر زنگ زدگی

آبکاری و پوشش سطحی پیچ آلن در گریدهای آهنی، خشکه و فولادی نقش مهمی در افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. روش های رایج شامل گالوانیزه سرد با ضخامت 5 تا 15 میکرون و مقاومت تقریبی 72 تا 96 ساعت در تست اسپری نمک، گالوانیزه گرم با ضخامت 40 تا 80 میکرون و مقاومت بیش از 500 ساعت، فسفاته یا زاج‌کاری با ضخامت 5 تا 15 میکرون و مقاومت حدود 24 تا 48 ساعت، و پوشش داکرومات با ضخامت 8 تا 12 میکرون و مقاومت بیش از 1000 ساعت است. انتخاب نوع پوشش به شرایط محیطی، میزان رطوبت، تماس با مواد شیمیایی و الزامات مکانیکی بستگی دارد.

• گالوانیزه سرد: ضخامت 5-15 میکرون، مقاومت 72-96 ساعت اسپری نمک، مناسب محیط‌های نیمه مرطوب
• گالوانیزه گرم: ضخامت 40-80 میکرون، مقاومت >500 ساعت اسپری نمک، مناسب محیط‌های بسیار خورنده
• فسفاته (زاج‌کاری): ضخامت 5-15 میکرون، مقاومت 24-48 ساعت، مناسب برای رنگ‌پذیری و روانکاری
• داکرومات: ضخامت 8-12 میکرون، مقاومت >1000 ساعت اسپری نمک، مناسب صنایع دریایی و شیمیایی

طول گام و عمق دنده پیچ آلن متریک در سایز های M3 الی M36

طول گام و عمق دنده پیچ آلن متریک بر اساس استاندارد ISO 261 تعیین می‌شود و به سایز اسمی پیچ وابسته است. گام، فاصله محوری بین دو قله رزوه متوالی بوده و به صورت میلی‌متر بیان می‌شود، در حالی که عمق دنده به اختلاف شعاع بین قله و ریشه رزوه گفته می‌شود. برای پیچ‌های متریک استاندارد، با افزایش سایز اسمی، گام و عمق دنده نیز افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، پیچ M3 دارای گام 0.5 میلی‌متر و عمق دنده تقریبی 0.25 میلی‌متر است، در حالی که پیچ M36 دارای گام 4 میلی‌متر و عمق دنده تقریبی 2 میلی‌متر می‌باشد. انتخاب صحیح گام و عمق دنده بر استحکام اتصال، توزیع تنش و دوام رزوه تأثیر مستقیم دارد.