تاریخچه پیدایش پیچ و مهره از ابتدا تا به امروز
پیچ و مهره (به انگلیسی: bolt and nut) به عنوان رایج‌ترین و محبوب‌ترین نوع اتصال در دنیا شناخته میشود. این دو قطعه کوچک اما بسیار کارآمد، در همه جا با توجه به ابعاد و سایز خود، کاربرد منحصر به فردی از گذشته تا به امروز به جا گذاشته است. در ادامه به پاره‌ای از تاریخچه پیچ و مهره و چند مثال کوتاه به آن اشاره خواهیم کرد.
تاریخچه اولین پیچ و مهره
با توجه به تحقیقاتی که انجام شده نشان می‌دهند؛ پیدایش پیچ و مهره‌ها در دوران رنسانس (Renaissance) صورت گرفته است. اما به طور دقیق زمان پیدایش پیچ و مهره‌های صنعتی را، می‌توان به انقلاب صنعتی (Industrial Revolution) در قرن نوزدهم میلادی اشاره کرد. در دهه ۱۸۷۳ میلادی، استفاده گسترده از اتصال دهنده‌های پیچ و مهره (bolt and nut) در سراسر جهان صنعتی آغاز شد و رونق یافت.
اولین پیچ و مهره‌ها در قرن چهاردهم میلادی به وجود آمدند و شکل آن‌ها به گونه‌ای بود که مانند: یک پین، قطعات را در جای خود نگه می‌داشتند و از رزوه استفاده نمی‌شد. با پیدایش انقلاب صنعتی، پیچ و مهره‌ها بهبود یافتند و با استفاده از رزوه، تحول پیدا کردند. به مرور زمان، این قطعات کوچک به جزئی جدایی‌ناپذیر در تمامی تجهیزات تبدیل شدند و به عنوان محصولاتی قابل اعتماد محسوب شدند.
جنس و ابعاد این پیچ و مهره‌ها از زمان ظهور تا به عصر حاضر تغییرات بسیار گسترده و پیچیده‌ای کرده‌اند. به طور مثال، مردمان روم باستان (Roman Empire) اولین پیچ‌ها را با استفاده از چوب اختراع کردند که چوب ها صاف و بدون رزوه یا دنده بوده و به آن پیچ گوه ای می گفتند.
تاریخچه پیدایش پیچ و مهره در ایران
در تاریخچه پیدایش پیچ و مهره‌ها اروپایی‌ها از قرن ۱۵ میلادی نقش بسزایی داشتند؛ و از این دو قطعه پر کاربرد به شکل‌های مختلف استفاده میکردند. تمدن ایلام به حدود سال ۳۵۰۰ پیش از میلاد در شوش (Susa) واقع در جنوب غربی فلات ایران و در دوره‌ی هخامنشیان یا امپراطوری پارس که به ۵۵۰ سال قبل از میلاد از پیچ‌های بدون رزوه استفاده میکردند که نام آن‌ها پیچ گوه‌ای بود؛ برمی گردد.
میتوانیم در موزه ها، آثار قرقره‌ها و داربست و پیچ‌های باستانی و حتی مهره‌ها را ببینیم که برای ساخت بنا‌های آن زمان به کار برده می‌شد. در قرن ۱۸ و ۱۹ میلادی با ظهور انقلاب صنعتی و تکامل پیدایش و مهره، استفاده از پیچ و مهره گسترش بیشتری یافت.
جالب است بدانید؛ یکی از نزدیکان پروین اعتصامی در اوایل سال‌های ۱۳۰۰ به اسم آقای مهندس ابوالفتح اعتصامی بود؛ بنیانگذار صنعت پیچ و مهره در ایران شد و چیزی حدود ۷۳ سال در این حوزه صنعتی فعالیت کردند. در سال ۱۳۳۳ شخصی به نام مهندس ارجمند اولین دستگاه‌های تولید پیچ و مهره را وارد ایران کردند. بیشتر این پیچ‌ها با دستگاه‌های پرسی و به صورت پرچ‌های امروزی ساخته می‌شدند؛ البته که به کیفیت امروز نبودند.
در سال ۱۳۵۱ هجری شمسی اتحادیه تولید کنندگان و فروشندگان ابزار آلات تشکیل شد؛ پیچ و مهره هم زیر نظر همین اتحادیه فعالیت می‌کرد. در آن زمان تعداد محدودی تولید کننده در ایران وجود داشت. اوایل انقلاب در ایران این تعداد به حدود ۲۵ واحد صنفی رسید. تا سال ۱۳۸۵ که تعداد واحدهای صنفی به حدود ۳۳۰ واحد رسیده بود، مسیر خود را جدا کردند و اتحادیه‌ای با نام «اتحادیه صنف پیچ و مهره فروشان تهران» تشکیل دادند.
در سال ۱۴۰۳، این تعداد به حدود ۱۲۳۰ واحد صنفی افزایش یافته است و تعداد زیادی سایت‌های اینترنتی وجود دارد که فروش انواع پیچ و مهره را در ایران انجام می‌دهند. در هر نقطه‌ای از کشور و حتی برای صادرات پیچ و مهره به کشورهای همسایه مانند عراق، به راحتی می‌توان این محصولات را تهیه کرد.
یکی از فروشگاه‌های بزرگ اینترنتی کالاهای صنعتی در ایران، باملو است که می‌توانید این اتصالات را از آن تهیه کنید.
۵ درصد هر قطعه و سازه‌ای که در اطراف شما وجود دارد از بستن‌ها، میخ‌ها، پیچ‌ها و مهره‌های مختلف تشکیل شده است و بیشترین زمان تولید نیز صرف مونتاژ همین پیچ و مهره‌ها شده است.
استفاده از پیچ و مهره‌ها در دنیا
امروزه، همه چیز با استفاده از پیچ‌ها و مهره‌ها ساخته میشود. شاید جالب باشد بدانید که برای ساخت یک گوشی موبایل iPhone ۱۵ Pro Max، حدود ۲۰ تا ۵۰ عدد پیچ ریز به کار رفته است. همچنین، برای ساخت یک خودرو مرسدس بنز میباخ GLS ۶۰۰ (به آلمانی: Maybach)، حدود ۹۸۰۰ عدد پیچ و مهره به کار رفته است. به علاوه، برای ساخت یک هواپیمای مسافربری ایرباس A۳۰۰، بیش از ۱٬۵۰۰٬۰۰۰ عدد پیچ و مهره مختلف استفاده شده است.
در ایالات متحده آمریکا حدود ۶۰۰ شرکت در حال ساخت پیچ مهره‌های مختلفی هستند. آن‌ها حدود ۶۰۰۰۰ کارگر را استخدام می‌کنند و سالانه حدود ۲۵۰ میلیارد قطعه می‌سازند.
در ایران نیز چند کارخانه بزرگ با نام‌های تجاری چهره یزد (CHY) و سپند پیچ یزد (PSY) و شرکت ایران پیچ (IPC) جزو بزرگ‌ترین تولیدکنندگان پیچ و مهره در کشور محسوب می‌شوند. این تولیدکننده‌ها در سال ۱۴۰۱، حدود ۱۸۰ میلیارد قطعه پیچ و مهره تولید کردند که این آمار تنها مربوط به سال مذکور است.
شرکت‌های ایرانی با رعایت استانداردهای جهانی، پیچ و مهره مورد نیاز را در صنعت خودروسازی، ماشین آلات، ادوات کشاورزی، صنعت نفت و پتروشیمی تولید و عرضه می‌کنند.
پیچ و مهره در ابتدا برای چه مواردی استفاده می‌شد؟
در ابتدا، پیچ‌ها و مهره‌ها از جنس چوب، برنز و نقره ساخته می‌شدند و برای اقلام مختلفی مانند: بالا بردن آب استفاده میکردند. همچنین از آن‌ها برای ساختن دستگاه آبگیری انگور در فرآیند شراب‌سازی به کار می بردند. در اوایل قرن پانزدهم میلادی، پیچ‌ها در ماشین‌های چاپ نیز به کار گرفته شدند. پیچ‌ها با براده کردن یا لحیم‌کاری روی سیمی که به صورت مارپیچ زخمی شده بود، ساخته می‌شدند. اما با پیدایش انقلاب صنعتی (Industrial Revolution)، تولید و توسعه پیچ و مهره با سرعت بیشتری شتاب گرفت و به جزء مهمی در دنیای ساخت و ساز و مهندسی تبدیل شدند.
پیچ و مهره چه زمانی استاندارد شد؟
پیچ و مهره‌های مربعی رایج‌ترین مدل پیچ و مهره‌ها در گذشته بودند. از این نوع پیچ و مهره‌ها برای ساخت ابزار و فلزات استفاده می‌شد. یک مهندس انگلیسی به نام جوزف ویتورث (Joseph Whitworth) در اوایل دهه ۱۸۴۰ میلادی پیشنهاد استانداردسازی پیچ و مهره‌ها را داد؛ و راه حلی را برای آن ارائه نمود. پیشنهاد او این بود که زاویه پهلوهای پیچ را حداکثر روی ۶۰ درجه تنظیم کند که باعث شد نظریه جوزف در بریتانیا مطرح شد. همین امر سبب شد که آمریکایی‌ها استانداردسازی پیچ و مهره‌ها را آغاز کردند.
انواع رزوه پیچ‌ها
رزوه پیچ ها (Screw thread) باعث میشود که استحکام بالایی میان سازه‌ها ایجاد کند. این رزوه‌ها در سایز و اندازه‌های مختلف استفاده میشود. عبارتند از:
- رزوه معمولی
- رزوه فولادی
- رزوه نایلونی
- رزوه فوم
- رزوه سیلیکون
- رزوه تفلونی
- رزوه آلومینیوم
- رزوه برنجی
- رزوه مسی
گریدهای پیچ و مهره (Bolt and nut grade)
پیچ و مهره‌های موجود در بازار از درجه‌های مختلفی هستند که این درجه‌ها میزان استحکام کششی آن‌ها است. این استحکام کششی به آن معنی است؛ تا چه اندازه از تنش و فشار را تحمل می‌کند. هرچه گرید آن‌ها بالاتر باشد میزان تحمل آن‌ها در برابر ضربه بیشتر است و به همین منظور از پیچ و مهره‌های گرید بالا برای ماشین آلات صنعتی و اجسام سنگین استفاده میشود.
رایج‌ترین گریدهای پیچ و مهره
رایج ترین گرید های پیچ و مهره در صنعت که با توجه به کارایی خود می توان به 4 دسته: پیچ و مهره گرید 8.8، پیچ و مهره گرید 10.9، پیچ و مهره گرید 12.9 و پیچ و مهره گرید 14.9 طبقه بندی کرد. این گرید ها میزان درجه سختی اتصال دهنده ها می باشند.
کاربرد پیچ و مهره
پیچ و مهره (نر و مادگی) در 90 درصد صنایع به کار می روند و نقش حیاتی را ایفا می کنند. به طور مثال: در صنعت خودرو سازی، ساخت و ساز، اجرای انواع دکل ها (خودایستا، منوپل و مهاری)، هواپیماسازی، الکترونیک و غیره کاربرد دارد.
فلزات مورد استفاده برای تولید پیچ و مهره
پیچ و مهره‌ها از ابتدای اختراع از جنس چوب بوده‌اند، اما این ابزار چوبی از لحاظ استحکام در برابر سازه‌های بزرگ مقاوم نبوده است. با پیدایش انقلاب صنعتی، به نتایج پیشرفته‌ای دست یافتند که برای مقاومت بالای سازه از فلزاتی مانند مس، برنج و امروزه فولاد گالوانیزه استفاده میکردند. این اتصالات خاص و جدایی ناپذیر برای مونتاژ ماشین، کشتی‌های بزرگ، تولید تجهیزات کشاورزی، صنعت ساخت و ساز و صنایع نفت و گاز استفاده می‌شدند.
جمع بندی آنچه که مطالعه کرده اید …
در این مقاله، روند تکامل پیچ و مهره از ابتدای پیدایش تا به امروز و تغییرات مختلفی که در این زمینه شکل گرفته، توضیح داده شده است. پیچ و مهره به عنوان اتصال‌دهنده‌های موقت و بدون نیاز به جوشکاری در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. در اصطلاح بازار، به این اتصالات به نام‌های «نر و مادگی» نیز شناخته می‌شوند. این اتصال‌دهنده‌ها معمولاً از فولاد ساخته شده و با روش گالوانیزه گرم آبکاری می‌شوند. آن‌ها در درجات سختی مختلف یا گریدهای ۸.۸، ۱۰.۹، ۱۲.۹ و ۱۴.۹ در دسترس هستند.
