در آناتومی پیچیده و دقیق یک رزوه، هر سطحی وظیفه مشخصی بر عهده دارد. در حالی که نوک (Crest) و پایه (Root) مرزهای فیزیکی رزوه را تعیین می‌کنند، این سطح جانبی (Thread Flank) است که به عنوان سطح کاری اصلی، تمام بارها را منتقل کرده و اتصال را برقرار می‌سازد. در واقع، سطح جانبی، شیب‌دارترین بخش پروفیل رزوه است که بین نوک و پایه قرار گرفته و قلب تپنده هر اتصال رزوه‌ای به شمار می‌رود.
درک عملکرد و اهمیت این سطح برای هر مهندس و متخصص اتصالات ضروری است، زیرا زاویه، صافی سطح و کیفیت آن مستقیماً بر استحکام و کارایی پیچ و مهره تأثیر می‌گذارد.
سطح جانبی رزوه چیست و چه نقشی دارد؟
سطح جانبی یا پهلوی رزوه، سطحی است که نوک (Crest) و پایه (Root) یک رزوه را به هم متصل می‌کند. این سطح، همان سطح شیب‌داری است که با سطح جانبی متناظر در مهره یا قطعه کار درگیر می‌شود. وظایف اصلی آن عبارتند از:
- کانال اصلی انتقال نیرو: هنگامی که یک پیچ سفت می‌شود، نیروی پیش‌تنیدگی (Clamping Force) از طریق تماس و فشار بین سطوح جانبی پیچ و مهره اعمال می‌شود.
- تعیین‌کننده زاویه رزوه: زاویه بین دو سطح جانبی یک دنده، زاویه رزوه (Thread Angle) را تعریف می‌کند (مثلاً ۶۰ درجه در رزوه‌های متریک و Unified).
- ایجاد اصطکاک و خاصیت خود قفل‌شوندگی: اصطکاک بین سطوح جانبی از شل شدن خود به خودی پیچ تحت بار جلوگیری می‌کند.
اهمیت مهندسی سطح جانبی (Flank)
جزئیات طراحی این سطح تأثیرات عمیقی بر عملکرد کلی اتصال دارد.
۱. زاویه سطح جانبی (Flank Angle)
زاویه سطح جانبی یک بده‌بستان مهندسی است:
- زاویه کمتر (مانند رزوه Acme): اصطکاک کمتری ایجاد می‌کند و برای انتقال حرکت و قدرت ایده‌آل است، اما خاصیت خود قفل‌شوندگی ضعیف‌تری دارد.
- زاویه بیشتر (مانند رزوه متریک ۶۰ درجه): اصطکاک بیشتری ایجاد می‌کند که منجر به خاصیت خود قفل‌شوندگی عالی می‌شود و آن را برای اتصالات ثابت (Fastening) ایده‌آل می‌سازد.
۲. پرداخت سطح (Surface Finish)
کیفیت سطح جانبی بسیار مهم است. یک سطح جانبی صاف و دقیق، اصطکاک را قابل پیش‌بینی‌تر کرده و به تبدیل یکنواخت گشتاور به نیروی پیش‌تنیدگی کمک می‌کند. سطوح جانبی ناصاف می‌توانند باعث ایجاد پدیده قفل شدن یا جوش سرد (Galling) شوند، به خصوص در مواد مستعد مانند فولاد ضد زنگ (استنلس استیل).
۳. درگیری کامل (Full Engagement)
برای یک اتصال قوی و قابل اطمینان، سطوح جانبی پیچ و مهره باید درگیری کامل و یکنواختی در سرتاسر طول رزوه داشته باشند. هرگونه نقص در پروفیل رزوه یا عدم هم‌راستایی می‌تواند منجر به توزیع بار نامناسب و تمرکز تنش روی بخش کوچکی از سطوح جانبی شود که ریسک شکست را بالا می‌برد.
مقایسه زاویه سطح جانبی در استانداردهای مختلف
زاویه سطح جانبی، مشخصه اصلی انواع رزوه است. جدول زیر این تفاوت را به خوبی نشان می‌دهد.
| استاندارد رزوه | زاویه کلی رزوه (بین سطوح جانبی) | ویژگی کلیدی مرتبط با سطح جانبی | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|
| متریک (ISO) و Unified (UNC/UNF) | ۶۰ درجه | تعادل عالی بین استحکام و خود قفل‌شوندگی. | اتصالات عمومی (Fastening) |
| رزوه Whitworth (BSW) | ۵۵ درجه | استاندارد قدیمی بریتانیایی، آب‌بندی بهتر. | لوله کشی، اتصالات تحت فشار سیال. |
| رزوه ذوزنقه‌ای (Acme) | ۲۹ درجه | اصطکاک کم، ایده‌آل برای حرکت خطی. | پیچ‌های انتقال قدرت (لید اسکرو). |
| رزوه اره‌ای (Buttress) | نامتقارن (مثلاً ۷ درجه و ۴۵ درجه) | سطح جانبی یک طرف تقریباً عمود است تا بار محوری بسیار بالا را در یک جهت تحمل کند. | جک‌های سنگین، گیره‌های بزرگ، بدنه توپ. |
جمع‌بندی
سطح جانبی رزوه (Thread Flank) صرفاً یک سطح شیب‌دار نیست؛ بلکه صحنه اصلی نمایش قدرت یک اتصال است. زاویه، پرداخت سطح و کیفیت این بخش، به طور مستقیم تعیین‌کننده میزان نیرویی است که یک اتصال می‌تواند تحمل کند، چقدر در برابر شل شدن مقاوم است و چگونه گشتاور اعمالی را به نیروی گیرایی تبدیل می‌کند. درک این مفهوم، دید شما را نسبت به عملکرد پیچ و مهره عمیق‌تر کرده و به شما در انتخاب بهترین اتصال برای هر کاربردی کمک می‌کند.
