لا يمسك البرغي الوصلة بأمان إلا إذا حصل على قوة الشد المسبق الصحيحة. إن كانت قليلة جدًا ارتخت الوصلة أو انكسرت بفعل الحمل المتناوب. وإن كانت كثيرة جدًا تمدد البرغي فوق الحد. وعزم الشد هو الطريق إلى ذلك، وهو يتوقف على التزييت أكثر مما يظن معظم الناس.
ماذا تكشف فئة المتانة
على رأس برغي الفولاذ رقمان بينهما نقطة، مثلًا 8.8. ومنهما تقرأ المتانة مباشرة:
- الرقم الأول مضروبًا في 100 يعطي مقاومة الشد Rm بوحدة N/mm². في 8.8 تكون 800 N/mm².
- الرقم الأول في الرقم الثاني في 10 يعطي حد الخضوع Re بوحدة N/mm². في 8.8 يكون 8 · 8 · 10 = 640 N/mm².
| فئة المتانة | مقاومة الشد Rm | حد الخضوع Re | الصامولة المناسبة |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 N/mm² | 640 N/mm² | الفئة 8 على الأقل |
| 10.9 | 1000 N/mm² | 900 N/mm² | الفئة 10 على الأقل |
| 12.9 | 1200 N/mm² | 1080 N/mm² | الفئة 12 على الأقل |
يعطي الرمز قيمًا اسمية. ولـ 10.9 و12.9 تحدد المواصفة الحد الأدنى لحد الاستطالة أعلى قليلًا (940 و1100 N/mm²). وبهذه القيم حُسبت العزوم أدناه.
قيم استرشادية لعزوم الشد
يسري الجدول على البراغي سداسية الرأس ذات السن المتري الخشن، ومعامل احتكاك µ = 0,12 (مثلًا مفسفتة أو مُسوَّدة وخفيفة التزييت)، واستغلال لحد الخضوع بنسبة 90 % عند الشد. وبين القوسين قوة الشد المسبق الناتجة عن ذلك.
| الأسنان اللولبية | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10,1 N·m (10,2 kN) | 14,9 N·m (15,0 kN) | 17,4 N·m (17,5 kN) |
| M8 | 24,6 N·m (18,6 kN) | 36,1 N·m (27,4 kN) | 42,2 N·m (32,0 kN) |
| M10 | 48,5 N·m (29,6 kN) | 71,2 N·m (43,5 kN) | 83,3 N·m (50,9 kN) |
| M12 | 83,6 N·m (43,1 kN) | 123 N·m (63,3 kN) | 144 N·m (74,1 kN) |
| M16 | 206 N·m (81,0 kN) | 302 N·m (119 kN) | 354 N·m (139 kN) |
هذه قيم استرشادية. والأولوية للبيانات على الرسم الفني أو في دليل التركيب أو من الشركة المصنّعة.
لماذا يؤثر التزييت إلى هذا الحد
جزء كبير من العزم يستهلكه الاحتكاك. وإذا كان البرغي مزيتًا بشكل أفضل وصلت قوة شد مسبق أكبر عند العزم نفسه. لذلك يجب أن تتوافق قيمة الجدول مع حالة البرغي.
مثال
يُراد شد برغي M10 من الفئة 8.8 في كل حالة إلى 90 % من حد خضوعه. ما العزم اللازم لذلك؟
| حالة البرغي | معامل الاحتكاك µ | عزم الشد |
|---|---|---|
| خفيف التزييت | 0,12 | 48,5 N·m |
| أكثر جفافًا | 0,14 | 53,9 N·m |
من يشد برغيًا مزيتًا بالقيمة المخصصة للحالة الجافة، يولّد قوة شد مسبق أكبر بكثير من المخطط ويمكن أن يمدده فوق الحد. وبالعكس يبقى البرغي الجاف بقيمة الحالة المزيتة مرتخيًا أكثر من اللازم.
ما مدى الدقة في التركيب؟
حتى مع القيمة الصحيحة تتشتت قوة الشد المسبق حسب طريقة الشد. مع مفتاح العزم تكون أكبر قوة شد مسبق نحو 1,6 حتى 2,5 مرة من أصغرها، ومع مفك الصدم (impact wrench) من 2,5 حتى 4 مرات. لذلك يلزم مفتاح العزم للوصلات المهمة.
أخطاء نموذجية
- صامولة ضعيفة جدًا: مع البرغي 10.9 تلزم صامولة من الفئة 10. ومع صامولة من الفئة 8 ينسلخ سن الصامولة قبل أن يُحمَّل البرغي بالكامل.
- تجاهل معامل الاحتكاك: قيمة الجدول للحالة الجافة، لكن البرغي مزيت، فيتمدد البرغي فوق الحد.
- نقل قيم الجدول إلى رؤوس أخرى: البراغي ذات الشفة والبراغي الغاطسة أو ثقوب المرور الكبيرة تغيّر الاحتكاك تحت الرأس وبالتالي العزم.
- قراءة خاطئة لحد الخضوع: في 8.8 هو 640 N/mm²، وليس 64.
- الوردة الزنبركية كتأمين في 8.8 وما فوق: في البراغي عالية المتانة لا تؤمّن شيئًا، والحاسم هو قوة الشد المسبق.
الأسئلة الشائعة
هل يجوز أن أشد برغي 10.9 ببساطة بقيمة 8.8؟
هذا آمن، لكنه يهدر المتانة. فلا يكون للوصلة عندها إلا قوة الشد المسبق لبرغي 8.8. وهل يكفي ذلك، يقرره التصميم.
هل تسري القيم أيضًا على براغي الفولاذ المقاوم للصدأ؟
لا. البراغي من الفولاذ المقاوم للصدأ مثل A2-70 لها متانات أخرى وتميل إلى الالتصاق (galling). ولها قيم خاصة.