فک‌های گیره در دستگاه کشش میلگرد، جزء حیاتی هستند که وظیفه نگهداری محکم نمونه میلگرد را در طول آزمایش کشش بر عهده دارند. طراحی مناسب این فک‌ها بسیار مهم است تا از لغزش نمونه در حین اعمال نیروی کششی جلوگیری شود و نتایج آزمایش دقیق و قابل اعتماد باشند. دو نوع اصلی از فک‌های گیره مورد استفاده قرار می‌گیرند: هیدرولیکی و مکانیکی خودنگهدار.
فهرست مطالب
فک‌های گیره مکانیکی خودنگهدار (Self-Tightening Mechanical Grips)
- نحوه عملکرد: این نوع فک‌ها از یک مکانیزم مکانیکی برای اعمال نیرو به نمونه استفاده می‌کنند. با افزایش نیروی کششی اعمال شده به نمونه، نیروی فشاری وارد بر فک‌ها نیز افزایش می‌یابد. این افزایش نیرو باعث می‌شود که فک‌ها محکم‌تر به نمونه بچسبند و از لغزش آن جلوگیری کنند. به همین دلیل به آن‌ها “خودنگهدار” گفته می‌شود.
- اجزاء اصلی: معمولاً شامل بدنه‌ای فولادی، تعدادی قطعه گوه شکل (Wedges) با دندانه‌های سخت‌شده و مکانیزمی برای باز و بسته کردن اولیه فک‌ها (مانند پیچ یا اهرم) هستند.
- مزایا:
- سادگی طراحی و ساخت: نسبت به فک‌های هیدرولیکی پیچیدگی کمتری دارند.
- هزینه اولیه کمتر: معمولاً قیمت پایین‌تری نسبت به فک‌های هیدرولیکی دارند.
- عدم نیاز به واحد هیدرولیک: نیازی به پمپ و سیستم هیدرولیک جداگانه ندارند.
- عملکرد خودکار در حین آزمایش: با افزایش نیرو، گیرایی آن‌ها نیز افزایش می‌یابد.
- معایب:
- محدودیت در نیروی اعمالی: برای نیروهای کششی بسیار بالا، ممکن است کارایی لازم را نداشته باشند و احتمال لغزش نمونه وجود داشته باشد.
- نیاز به تنظیم دستی: برای نمونه‌های با قطرهای مختلف، نیاز به تعویض یا تنظیم دستی قطعات گوه شکل وجود دارد.
- احتمال ایجاد تمرکز تنش: دندانه‌های فک‌ها ممکن است در نقاط تماس با نمونه، تمرکز تنش ایجاد کرده و منجر به شکست زودهنگام نمونه در ناحیه گیره شوند (اگرچه طراحی مناسب سعی در به حداقل رساندن این اثر دارد).
- استهلاک بیشتر قطعات: به دلیل تماس مستقیم و فشار بین قطعات گوه شکل و نمونه، احتمال استهلاک و ساییدگی بیشتر است.
فک‌های گیره هیدرولیکی (Hydraulic Grips)
- نحوه عملکرد: این نوع فک‌ها از نیروی هیدرولیک برای اعمال فشار یکنواخت و قوی به نمونه استفاده می‌کنند. یک واحد هیدرولیک (شامل پمپ، مخزن روغن و شیرهای کنترل) روغن پرفشار را به سیلندرهای موجود در فک‌ها منتقل می‌کند. حرکت پیستون‌های داخل سیلندرها باعث اعمال نیروی فشاری بر روی قطعات گیره و نگهداری محکم نمونه می‌شود.
- اجزاء اصلی: شامل بدنه فولادی، سیلندرهای هیدرولیک، پیستون‌ها، قطعات گیره (که ممکن است طراحی‌های مختلفی داشته باشند)، شلنگ‌ها و اتصالات هیدرولیک و واحد هیدرولیک.
- مزایا:
- قابلیت اعمال نیروهای بسیار بالا: برای آزمایش میلگردهای با قطر و مقاومت بالا بسیار مناسب هستند.
- اعمال نیروی یکنواخت: فشار هیدرولیک به طور یکنواخت بر سطح نمونه توزیع می‌شود و احتمال لغزش و تمرکز تنش در ناحیه گیره را کاهش می‌دهد.
- گیرایی مطمئن: نگهداری بسیار مطمئن نمونه در طول آزمایش‌های با نیروی زیاد.
- سهولت در تنظیم و تعویض: معمولاً دارای سیستم‌های سریع برای باز و بسته کردن و تنظیم فک‌ها برای قطرهای مختلف نمونه هستند.
- استهلاک کمتر: به دلیل توزیع یکنواخت نیرو و عدم تماس مستقیم قطعات گوه شکل با نمونه (در برخی طراحی‌ها)، استهلاک کمتری دارند.
- معایب:
- پیچیدگی بیشتر طراحی و ساخت: نسبت به فک‌های مکانیکی پیچیده‌تر هستند.
- هزینه اولیه بالاتر: قیمت بالاتری نسبت به فک‌های مکانیکی دارند.
- نیاز به واحد هیدرولیک: نیاز به یک سیستم هیدرولیک جداگانه دارند که می‌تواند هزینه‌ها و فضای مورد نیاز را افزایش دهد.
- نیاز به نگهداری سیستم هیدرولیک: سیستم هیدرولیک نیاز به نگهداری دوره‌ای برای جلوگیری از نشتی و اطمینان از عملکرد صحیح دارد.
انتخاب نوع فک گیره:
انتخاب بین فک‌های گیره هیدرولیکی و مکانیکی خودنگهدار بستگی به عوامل مختلفی دارد، از جمله:
- حداکثر نیروی کششی مورد نیاز: برای آزمایش میلگردهای با مقاومت و قطر بالا، فک‌های هیدرولیکی معمولاً ترجیح داده می‌شوند.
- محدودیت‌های بودجه: فک‌های مکانیکی معمولاً هزینه اولیه کمتری دارند.
- سهولت استفاده و تنظیم: هر دو نوع فک مزایا و معایب خود را از نظر سهولت استفاده دارند.
- استانداردهای آزمایش: برخی استانداردها ممکن است نوع خاصی از فک گیره را توصیه یا الزامی کنند.
در دستگاه‌های کشش میلگرد مدرن، به ویژه دستگاه‌های با ظرفیت بالا، استفاده از فک‌های گیره هیدرولیکی به دلیل قابلیت اعمال نیروی بیشتر و گیرایی مطمئن‌تر، رایج‌تر است. با این حال، فک‌های مکانیکی خودنگهدار نیز برای آزمایش میلگردهای با قطر و مقاومت متوسط همچنان کاربرد دارند.
