چرا وزن پیچ آلن پیش از قیمت و حمل، تعیین‌کننده است
توجه تعداد های که گفته شده در تصویر مثال آلن سایز 20*8 یک کیلو گرم 80عدد میباشد
جدول وزن پیچ های آلن سر استوانه و آلن سر خزینه، بیش از آنکه یک ضمیمه فنی باشد، ابزار تصمیم‌گیری در خرید است. خریدار عمده در عمل با سه عدد کار می‌کند: وزن هر هزار عدد، ظرفیت مجاز کارتن و باسکول، و قیمت هر کیلوگرم در بارنامه. همین سه عدد تعیین می‌کند که یک سفارش پیچ سر استوانه با سفارش هم‌سایز سر خزینه، تا چند کیلوگرم اختلاف وزن و در نتیجه چند درصد اختلاف کرایه و هزینه انبار داشته باشد.
نکته دوم این است که وزن، ابزار کنترل کیفی است. وقتی سفارش ۱۰٬۰۰۰ عددی پیچ آلن M۸ دریافت می‌کنید، تنها راه سریع سنجش اینکه بار دقیقاً همان چیزی است که در پیش‌فاکتور آمده، وزن‌کردن آن و مقایسه با عدد جدول است. اگر اختلاف بیش از چند درصد بود، یا قطر و طول رزوه تغییر کرده، یا جنس گرید پایین‌تر است؛ هر دو مورد، پیش از نصب روی سازه باید روشن شود.
جدول وزن پیچ آلن سر استوانه بر پایه DIN 912 و ISO 4762
پیچ آلن سر استوانه با عنوان DIN ۹۱۲ یا هم‌ارز بین‌المللی آن ISO ۴۷۶۲ شناخته می‌شود. طول این پیچ از زیر سر تا انتهای رزوه اندازه‌گیری می‌شود؛ یعنی «طول شاخه» را خریداری می‌کنید، نه طول کل را. مقادیر زیر برای فولاد کربنی با چگالی ۷٫۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب و بر حسب کیلوگرم در هر ۱۰۰۰ عدد است.
طول شاخه (میلی‌متر)M۳M۴M۵M۶M۸M۱۰M۱۲۸۰٫۸۰۱٫۷۰۲٫۵۰————۱۰۰٫۹۰۱٫۸۰۲٫۷۰۴٫۷۰———۱۲۱٫۰۰۲٫۰۰۳٫۰۰۵٫۱۰۱۰٫۹——۱۶۱٫۲۰۲٫۳۰۳٫۵۰۵٫۸۰۱۲٫۱۲۰٫۹—۲۰۱٫۴۰۲٫۷۰۴٫۰۰۶٫۵۰۱۳٫۴۲۲٫۹۳۲٫۱۲۵۱٫۶۰۳٫۲۰۴٫۸۰۷٫۶۰۱۵٫۰۲۵٫۴۳۵٫۷۳۰۱٫۹۰۳٫۷۰۵٫۶۰۸٫۳۰۱۶٫۹۲۷٫۹۳۹٫۳۴۰—۴٫۷۰۷٫۱۰۱۱٫۰۲۰٫۹۳۲٫۹۴۶٫۵۵۰——۸٫۶۰۱۳٫۲۲۴٫۹۳۹٫۳۵۴٫۵
مقادیر تئوری و گرد‌شده‌اند؛ وزن واقعی بسته به رزوه‌کاری، آبکاری سطحی و رواداری تولید تا حدود دو درصد نوسان دارد.
رشد وزن با طول تقریباً خطی است، چون جرم در شاخه‌ی رزوه‌دار متمرکز است؛ اما با قطر رابطه درجه دو حاکم می‌شود و جهش از M۶ به M۱۲ در طول یکسان، اختلافی در حد ۶ برابر می‌سازد.
جدول وزن پیچ آلن سر خزینه بر پایه DIN 7991 و ISO 10642
استاندارد DIN ۷۹۹۱ لغو شده و استاندارد جاری ISO ۱۰۶۴۲ است؛ اما برخلاف گذار ساده‌ی DIN ۹۱۲ به ISO ۴۷۶۲، اینجا هندسه‌ی گل تغییر کرده و سر بزرگ‌تر شده است: قطر سر از ۱۲٫۰ به ۱۳٫۴۴ میلی‌متر در M۶، از ۱۶٫۰ به ۱۷٫۹۲ در M۸ و از ۲۰٫۰ به ۲۲٫۴۰ در M۱۰ رسیده و سایزهای M۱۸، M۲۲ و M۲۴ حذف شده‌اند. پس پیش‌چال قطعه‌کار باید با استاندارد همان پیچ هماهنگ باشد، و در این خانواده طول اعلامی، طول کل شامل سر است.
طول کل (میلی‌متر)M۳M۴M۵M۶M۸M۱۰M۱۲۸۰٫۴۷۰٫۹۲۱٫۶۰۲٫۳۵———۱۰۰٫۵۶۱٫۰۷۱٫۸۵۲٫۷۰۵٫۴۷——۱۲۰٫۶۵۱٫۲۳۲٫۱۰۳٫۰۵۶٫۱۰۱۰٫۱—۱۶۰٫۸۳۱٫۵۳۲٫۵۹۳٫۷۶۷٫۳۵۱۲٫۱—۲۰۱٫۰۰۱٫۸۴۳٫۰۹۴٫۴۶۸٫۶۰۱۴٫۱۲۱٫۲۲۵۱٫۳۵۲٫۲۳۳٫۷۱۵٫۳۴۱۰٫۲۱۶٫۶۲۴٫۸۳۰۱٫۶۳۲٫۹۰۴٫۳۳۶٫۲۲۱۱٫۷۱۹٫۱۲۸٫۵۳۵—۳٫۴۰۵٫۴۳۷٫۱۰۱۳٫۳۲۱٫۶۳۲٫۱۴۰—۳٫۹۰۶٫۲۰۸٫۸۳۱۴٫۸۲۴٫۱۳۵٫۷۵۰——۷٫۷۴۱۱٫۰۱۹٫۹۳۰٫۱۴۳٫۰
ارقام تئوری برای فولاد کربنی؛ در استیل A۲/A۴ حدود یک درصد بیشتر. سر خزینه بنا به ماهیتش جایگزین سر استوانه در اتصال نیازمند ظرفیت کامل گرید ۱۲٫۹ نیست.
دانلود جدول وزن پیچ و مهره استاندارد (تصویر)
کاهش ۳۰ تا ۳۸ درصدی وزن سر خزینه؛ از کجا می‌آید؟
قرار دادن دو جدول کنار هم، یک الگوی روشن را نشان می‌دهد. در سایزهای پرکاربرد M۶ تا M۱۲ و طول‌های ۲۰ تا ۲۵ میلی‌متر، پیچ سر خزینه بین ۳۰ تا ۳۸ درصد سبک‌تر از هم‌سایز سر استوانه است: M۸×۲۰ از ۱۳٫۴ به ۸٫۶۰، M۱۰×۲۰ از ۲۲٫۹ به ۱۴٫۱ و M۱۲×۲۰ از ۳۲٫۱ به ۲۱٫۲ کیلوگرم در هزار عدد می‌رسد. در سایزهای کوچک‌تر و طول‌های حاشیه‌ای جدول، این اختلاف تا ۲۶ درصد کم و تا ۳۹ درصد زیاد می‌شود.
ریشه‌ی این تفاوت، هندسه‌ی گل است. سر استوانه یک استوانه‌ی توپر با شش‌گوش فرورفته است و ارتفاع آن در M۸ به ۸ میلی‌متر می‌رسد؛ یعنی حجمی در حد یک‌سوم کل پیچ. سر خزینه یک مخروط ناقص ۹۰ درجه است که بخش بزرگی از حجمش با پیش‌چال قطعه‌کار هم‌پوشانی دارد و در بدنه‌ی پیچ شمرده نمی‌شود. هرچه قطر بزرگ‌تر شود، این فاصله‌ی هندسی بیشتر به چشم می‌آید.
یک هشدار لازم است: چون طول سر خزینه شامل سر است، پیچ سر خزینه‌ی M۸×۲۰ حدود ۴ میلی‌متر از طول اعلامی خود را در گل خرج می‌کند و رزوه‌ی درگیر کمتری نسبت به سر استوانه‌ی M۸×۲۰ دارد. پس مقایسه‌ی وزن، مقایسه‌ی حجم است، نه معادل‌بودن اتصال. برای اتصال با عمق درگیر یکسان، باید سر خزینه را یک پله بلندتر سفارش داد و آن‌وقت بخشی از صرفه‌جویی وزنی برمی‌گردد.
فرمول محاسبه وزن پیچ آلن و ضریب متریال
جدول وزن پیچ های آلن سر استوانه و آلن سر خزینه برای سایزهایی که در جدول نیستند، وزن را می‌توان با یک محاسبه‌ی هندسی کوتاه به دست آورد. رابطه‌ی پایه این است: حجم کل بر حسب میلی‌متر مکعب، ضرب در ۰٫۰۰۷۸۵ (چگالی فولاد کربنی بر حسب گرم بر سانتی‌متر مکعب، بعد از تبدیل واحد) مساوی وزن هزار عدد بر حسب کیلوگرم.
$$W_{1000} = 0{,}00785 \times \left( \frac{\pi}{4} d^2 L , k_t + V_{head} \right)$$
در این رابطه $d$ قطر رزوه، $L$ طول شاخه و $k_t$ ضریب رزوه است که برای رزوه‌ی متریک استاندارد حدود ۰٫۸۶ گرفته می‌شود. برای سر استوانه، حجم گل از رابطه‌ی $V_{head} = \tfrac{\pi}{4} d_k^2 k – 0{,}866,s^2 t$ به دست می‌آید که $d_k$ قطر سر، $k$ ارتفاع سر، $s$ اندازه‌ی شش‌گوش و $t$ عمق آن است. برای سر خزینه‌ی ۹۰ درجه، حجم گل یک مخروط ناقص است و از $V_{head} = \tfrac{\pi}{12} h (d_k^2 + d_k d + d^2)$ با $h = (d_k – d)/2$ محاسبه می‌شود.
مثال بازمحاسبه‌شده برای M۸×۲۰ سر استوانه: شاخه ۱۰۰۵، سر ۱۰۶۲ و شش‌گوش داخلی ۱۲۵ میلی‌متر مکعب. حجم خالص ۱۹۴۲ و با ضریب رزوه ۱۶۷۰ میلی‌متر مکعب، یعنی حدود ۱۳٫۱ کیلوگرم در هزار عدد؛ تنها دو درصد کمتر از عدد جدول. همین دقت برای برآورد سفارش کافی است.
متریالچگالی (گرم بر سانتی‌متر مکعب)ضریب نسبت به فولاد کربنیفولاد کربنی و آلیاژی (۸٫۸، ۱۰٫۹، ۱۲٫۹)۷٫۸۵۱٫۰۰استیل A۲ / A۴ (۳۰۴ و ۳۱۶)۷٫۹۰۱٫۰۱استنلس با جدول تجاری گِردشده۸٫۰۰۱٫۰۲
نکته‌ی مهم این است که گرید، وزن را تغییر نمی‌دهد. پیچ ۸٫۸ و ۱۰٫۹ در ابعاد یکسان تقریباً هم‌وزن‌اند و اختلاف چند دهم درصدی آن‌ها از حاشیه‌ی رواداری می‌آید، نه از آلیاژ. آنچه با گرید عوض می‌شود استحکام و مشخصات مکانیکی است؛ آنچه وزن را عوض می‌کند ابعاد، هندسه‌ی گل و چگالی متریال است.
از جدول تا سفارش: تبدیل به وزن هر عدد و کنترل اصالت بار
جدول وزن پیچ های آلن سر استوانه و آلن سر خزینه یک ویژگی مفید این جدول‌ها را کمتر کسی می‌بیند: عدد جدول بر حسب کیلوگرم در هزار عدد، دقیقاً با وزن یک عدد بر حسب گرم برابر است. M۸×۲۰ سر استوانه، ۱۳٫۴ کیلوگرم در ۱۰۰۰ عدد یعنی ۱۳٫۴ گرم برای هر پیچ. همین یک قاعده، کل تبدیل‌های ذهنی را حذف می‌کند: وزن کارتن را از تعداد و سایز، و تعداد را از وزن باسکول به دست می‌آورید.
برای برآورد بار، وزن خالص پیچ‌ها را با وزن کارتن (بسته به سایز و کیفیت، معمولاً در حد چند صد گرم تا حدود یک کیلوگرم) و وزن پالت جمع بزنید. اگر ارسال با کامیون یا بار هوایی است، همیشه به وزن حجمی هم نگاه کنید؛ برای پیچ آلن، جرم زیاد و حجم کم است و در عمل وزن واقعی حاکم می‌شود، اما برای سفارش‌های سبک در کارتن بزرگ، این نسبت جابه‌جا می‌شود.
جدول را به‌عنوان معیار سنجش هم می‌توان به کار برد. ده عدد پیچ را وزن کنید و در ۱۰۰ ضرب کنید؛ اگر با عدد جدول بیش از حدود پنج درصد اختلاف داشت، احتمال تغییر طول، تغییر گره‌ی رزوه، یا اختلاف جنس جدی است. توجه داشته باشید که لایه‌ی آبکاری یا گالوانیزه گرم، وزن را کمی بالاتر می‌برد؛ اگر بار دقیقاً روی مرز ظرفیت مجاز است، این اختلاف کوچک را در محاسبه لحاظ کنید.
برای سفارش عمده‌ی پیچ آلن سر استوانه و سر خزینه در گریدهای ۸٫۸، ۱۰٫۹ و ۱۲٫۹ یا استیل A۲/A۴، متین بولت وزن هر ردیف را پیش از ارسال با عدد جدول تطبیق می‌دهد تا پیش‌فاکتور، بارنامه و باسکول سه روایت متفاوت از یک محموله نداشته باشند.
