چهارپهلو چیست؛ انواع آن
پروفیل‌ها که به عنوان مقاطع دارای طول زیاد و سطح مقطع مشخص شناخته می‌شوند، از تنوع بسیار بالایی برخوردار هستند. یکی از انواع پروفیل که توپر بوده و ایمنی و استحکام بالای آن در صنعت موردتوجه قرار گرفته، چهار پهلو است. مقطعی که با استفاده از مواد اولیه گوناگون و حتی آهن قراضه قابل ساخت بوده و به همین دلیل با قیمت نسبتا مناسبی، همیشه در دسترس خریداران است. مقاطع چهارپهلو به صورت شاخه‌ای به فروش می‌رسند و ابعاد و وزن آن‌ها قابل سفارش است.
در این مقاله، دسته‌بندی‌ها و انواع گوناگون پروفیل‌های چهارپهلو را معرفی کرده و روش‌های تولید آن‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم. همچنین با کاربردهای گسترده چهارپهلو، در زمینه‌های صنعتی و مهندسی آشنا می‌شویم.
چهار پهلو پروفیلی باز و بسیار مقاوم است که سطح مقطع آن به شکل مربع یا مستطیل بوده و به آن چهارگوش نیز گفته می‌شود. چهار پهلو در انواع مختلف بر اساس نوع آلیاژ و روش تولید تقسیم می‌شود و یکی از انواع پرکاربرد آن نوع ترانس است.
چهار پهلو چیست؟
چهار پهلو پروفیلی باز و بسیار مقاوم است که سطح مقطع آن به شکل مربع یا مستطیل بوده و به آن چهارگوش نیز گفته می‌شود. چهارپهلو شباهت زیادی به تسمه دارد و شکل ساده سطح مقطع آن باعث شده تا از ویژگی‌های مطلوبی مانند شکل‌پذیری بالا و قابلیت جوشکاری و تراشکاری برخوردار باشد.
قیمت روز چهارپهلو علاوه بر نرخ ارز و فولاد، به کیفیت، نوع، جنس مواد اولیه، ضخامت و اندازه‌های آن بستگی دارد. اما به‌طور کلی، مقاطع چهارپهلو از قیمت مناسبی برخوردار هستند. چهارپهلوها در بازار به شکل‌های متنوعی یافت شده و در ساخت‌و‌سازهای تجاری و مسکونی کاربرد فراوان دارند. همچنین استفاده از آن‌ها در صنایع مختلف مانند حمل و نقل، راه‌آهن، ساخت نگهدارنده تیغه‌های برش، جرثقیل‌ها، فرفوژه تالار و رستوران‌ها، وسایل تزئینی و... رو به افزایش است. انواعی از مقاطع چهارپهلو که دارای مقاومت بیشتری هستند، محبوبیت بالایی در بین خریداران دارند و قیمت آن‌ها معمولا بیشتر است.
البته با توجه به طول عمر و کارایی بهتر، صرف هزینه بالا برای خرید این محصولات، کاملا منطقی به نظر می‌رسد. ضخامت انواع مختلف چهارپهلو، معمولا بین ۸ تا ۲۰۰ میلی‌متر و طول آن‌ها از ۴ تا ۶/۵ متر، متغیر است. البته این مقادیر بنا به درخواست مشتریان قابل تغییر است و مقاطع چهارپهلو می‌توانند در ابعاد مختلفی برش داده شوند.
تولید چهارپهلو از آلیاژها و فلزات مختلفی مانند فولاد، آلومینیوم، آلیاژ فولاد_کربن، آلیاژ فسفر_برنج، آلیاژ مس_بریلیوم و... مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر یک از آن‌ها، ویژگی خاصی به این پروفیل می‌بخشند.
نمایی از چهارپهلوی آلیاژی
انواع چهارپهلو فولادی
مقاطع چهارپهلوی فولادی را می‌توان بر اساس جنس، سایز و همچنین روش تولید آن‌ها دسته‌بندی کرد. از نظر متریال به کار رفته، این محصولات معمولا از فولادهای زیر ساخته می‌شوند:
- چهارپهلو ST37: ترکیب این نوع چهارپهلو که در صنایع خودروسازی، نساجی، دفاعی، کشتی‌سازی و سیمان بسیار پرمصرف است، شامل ترکیبی از آهن و عناصر مختلف مانند کروم می‌شود. ویژگی مهم چهارپهلوی ST37 که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب ساخته، وجود عنصر کروم است که مانند محافظی در برابر عوامل مخرب عمل می‌کند. از دیگر خواص این محصول می‌توان به طول عمر بالا، سهولت ساخت و مقاومت در برابر ضربه اشاره کرد.
- چهارپهلو ST44: چهارپهلوی ST44 به علت برخورداری از کربن بیشتر، استحکام نسبتا بالایی داشته و برای عملیات پرچ‌کاری و جوشکاری مناسب است.
- چهارپهلو ST52: این مقاطع در برابر خمش و پیچش و همچنین وزن بالا، مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند. ساختار چهارپهلوی ST52 شامل عناصری مانند سیلیسیم و منگنز بوده و شباهت زیادی با ST37 دارد، با این تفاوت که استحکام و همچنین قابلیت جوشکاری آن بالاتر بوده و قابلیت شکل‌دهی کمتری دارد. همین استحکام بیشتر باعث شده تا چهارپهلوی ST52 نسبت به ST37، کاربرد بیشتری در صنعت داشته باشد.
- چهارپهلو MO40: در ساختار این مقاطع، مقدار زیادی کروم و همچنین مولیبدن به کار رفته که باعث بیشتر شدن مقاومت در برابر خوردگی و ضربه شده است. شکل‌پذیری، طول عمر بالا، استحکام بالای تسلیم و کشش و همچنین هدایت گرمایی خوب، از ویژگی‌های این محصول هستند.
- چهارپهلو CK45: از این نوع چهارپهلو برای ساخت قطعات مختلف مانند شافت، محور، پایه دستگاه‌ها و اسکلت سازه‌ها استفاده می‌شود. مقدار کربن موجود در این محصول پایین بوده و مقاومت کششی قابل توجهی دارد. دیگر عناصر به کار رفته در این مقاطع، سیلیسیم و منگنز هستند. گفتنی است که قیمت چهارپهلو آلیاژی مانند نوع CK45 با توجه به ترکیب و خواص نسبت به چهارپهلو معمولی بالاتر است.
چهارپهلوهای فولادی مخصوص ساختمان‌سازی را می‌توان از نظر سایز آن‌ها دسته‌بندی کرد که هر سایز، برای کاربرد خاصی در نظر گرفته شده است:
- سایز ۵-۶: بیشترین کاربرد چهارپهلوهای دارای این سایز، در کارهای تزیینی است.
- سایز ۸-۹: این سایز از چهارپهلو با وجود مقاومت کمی که دارد، برای کارهای سبک مناسب است.
- سایز ۱۰: مقاطع سایز ۱۰، بیشتر در ساخت انواع درب و پنجره استفاده می‌شوند.
- سایز ۱۲: این چهارپهلوها نیز در ساخت انواع درب‌های ساختمانی، نرده و حفاظ به کار می‌روند.
- سایز ۱۴-۱۶: کاربرد چهارپهلوهای دارای این سایز بیشتر استقامتی بوده و وزن و اندازه‌های آن نیز معمولا اعداد بزرگی است.
روش دیگر برای دسته‌بندی انواع مختلف مقاطع چهارپهلو، شیوه تولید آن‌ها است. بر این اساس، این محصولات را می‌توان به چهار گروه تقسیم کرد:
- چهارپهلوی نورد گرم
- چهارپهلوی نورد سرد
- چهارپهلوی ترانسی
- چهارپهلوی فابریک
در ادامه هر یک از شیوه‌های تولید چهارپهلو را بررسی می‌کنیم.
روش‌های تولید چهار پهلو
در این قسمت به بررسی روش‌های تولید چهار پهلو با استفاده از نورد گرم و سرد می‌پردازیم؛ همچنین در مورد نحوه تولید چهارپهلوی ترانسی و فابریک توضیح داده می‌شود.
عملیات نورد گرم
برای تولید چهار پهلو با استفاده از فرآیند نورد گرم، ابتدا دمای شمش خام را درون کوره، تا حد مشخصی افزایش می‌دهند؛ سپس این شمش‌ها را از میان غلتک‌هایی که نورد نام دارند عبور می‌دهند، تا به تدریج، طول آن‌ها افزایش و سطح مقطع کاهش پیدا کند و به شکل مورد نظر دربیایند. دمای بالای کوره در عملیات نورد گرم، موجب می‌شود تا چهارپهلوهای تولید شده به رنگ سیاه باشند و کیفیت آن‌ها کاهش پیدا کند. بنابراین از مقاطع چهارپهلوی نورد گرم بیشتر در مواردی مانند ساخت یراق‌آلات استفاده می‌شود که استحکام مورد نیاز است و ظاهر محصول اهمیت کمتری دارد.
عملیات نورد سرد
در این فرآیند، مرحله کوره حذف شده و شمش‌های خام به طور مستقیم وارد غلتک‌های نورد شده و به مقاطع چهار پهلو در اندازه‌های مختلف تبدیل می‌شوند. عدم افزایش دما در عملیات نورد سرد باعث می‌شود تا چهارپهلوهای تولیدشده از کیفیت بالایی برخوردار باشند و سختی و مقاومت تسلیم آن‌ها بسیار بیشتر از مقاطع نورد گرم شود. همچنین ساختار این محصولات ریزدانه‌تر بوده و شکل ظاهری آن‌ها برای کاربردهایی مانند قالب‌سازی که ظرافت بیشتری مورد نیاز است، مناسب است.
روش تولید چهارپهلوی ترانسی
مقاطع چهارگوش تولیدشده با این روش، بسیار باکیفیت بوده و از دقت و صافی سطحی بسیار بالایی برخوردار هستند. در این روش، شمش‌های فولادی خام را درون کوره، با روش ریخته‌گری مداوم ذوب می‌کنند، سپس این شمش‌ها را در طول‌های مشخص برش داده و مجددا حرارت می‌دهند. مرحله بعدی شامل نورد کردن چندین‌باره شمش‌ها است که قابلیت شکل‌دهی آن‌ها را افزایش می‌دهد. سپس آن‌ها را وارد غلتک‌های مخصوص می‌کنند تا به صورت چهارپهلو دربیایند. به این نوع چهارپهلو، نرمال گفته می‌شود که سطح آن سیاه بوده و لازم است پرداخت‌های سطحی، با دفعات زیاد روی آن صورت بگیرد تا چهارپهلوی ترانس به دست بیاید. انجام عملیات سنگ‌زنی و پولیش‌کاری روی سطح، باعث می‌شود تا چهارپهلوها کاملا صیغلی و براق شوند و کیفیت آن‌ها افزایش پیدا کند.
روش تولید چهارپهلوی فابریک
در هر سه روش گفته شده برای تولید چهارپهلو، از شمش‌های فولادی دارای ناخالصی استفاده می‌شود که آهن از جمله این ناخالصی‌ها است. اگر به جای این شمش‌ها، از شمش‌های کاملا خالص و فابریک استفاده شود، مقاطع چهارپهلوی به دست آمده از کیفیت و یکنواختی فوق‌العاده‌ای برخوردار خواهند بود و به آن‌ها چهارپهلوی فابریک گفته می‌شود.
نمایی از چهارپهلوی تولید شده در کارخانه
خار چهارپهلو چیست و انواع آن
پیش‌تر با چهارپهلوی ترانسی که بسیار دقیق بوده و تلورانس ناچیزی دارد، آشنا شدیم؛ سایز این مقاطع، ۲*۲ الی ۹۰*۹۰ میلی‌متر است. به انواعی از چهارپهلوهای ترانسی، که در ابعاد ۲*۲ تا ۱۰*۱۰ تولید می‌شوند، خار چهارپهلو گفته می‌شود که بیشترین مصرف آن در صنایع ظریف و دقیق مانند قفل‌سازی است. خارها در برقراری نوعی اتصال موقت بین محور و قطعاتی است که خار روی آن‌ها سوار شده، کاربرد دارند. عملکرد آن به این صورت است که در شیارهایی که روی محور وجود دارد، قرار گرفته و نیرو و گشتاور را بین قطعه و محور انتقال می‌دهد.
خارهای چهارپهلو از جنس فولاد CK45 بوده و در صنعت با نام خار تخت (Parallel Key) نیز شناخته می‌شوند. خارهای صنعتی چهارپهلو که به دلیل طراحی ساده و همچنین آسان بودن مونتاژ و ساخت، در بین طراحان محبوبیت زیادی دارند، معمولا دو نوع هستند:
- خار تخت انطباقی: جا زدن این خارها درون شیار خود، با مقداری سفتی همراه است و پس از قرارگیری، از قسمت بالایی کمی لقی دارد و برای جلوگیری از حرکت قطعه از ابزارهای دیگری مانند پیچ و مهره استفاده می‌شود. لازم است که طول این خار حتما از طول شیار کمتر باشد.
- خار تخت لغزشی: در ساخت وسایلی مانند کلاچ اتومبیل که قطعه سوارشونده حرکت طولی دارد، این نوع خار را به کار می‌برند. برای جلوگیری از حرکت خار و سفت کردن آن در محل خود نیز، از پین یا پیچ استفاده می‌کنند.
برای طراحی خارهای تخت و استفاده از آن‌ها در محورها، از استاندارد DIN6885 پیروی می‌شود. در این استاندارد، با توجه به قطر شفت موردنظر، عرض استانداردی برای خار پیشنهاد شده است.
جمع‌بندی
اگر قصد خرید پروفیل چهارپهلو را دارید، لازم است تا نکات گفته شده درباره جنس و ابعاد و روش تولیدی این مقاطع چهارگوش را مدنظر قرار داده و با توجه به نوع کاربردی که از چهار پهلو انتظار دارید، دست به خریدی مناسب بزنید. در ایران، کارخانه‌های یزد و اسفراین به عنوان شناخته‌شده‌ترین تولیدکنندگان چهارپهلوهای فابریک، نرمال و نورد به شمار می‌روند؛ اما کارگاه‌ها و کارخانه‌های دیگری نیز این محصول را با کیفیت و قیمت مناسب، به بازار عرضه می‌کنند.
به نظر شما چه نکات مهم دیگری درباره این پروفیل و ویژگی‌های آن وجود دارد؟ آیا تجربه خرید چهارپهلوی فولادی و... را داشته‌اید؟ توجه به چه موارد دیگری را برای خریداران مقاطع چهارپهلو ضروری می‌دانید؟ نظرات خود را درباره پروفیل چهارپهلو، برای ما بنویسید.
