Ενώσεις τριβής σε μπουλόνια υψηλής αντοχής

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 13:52

Οι αρμοί τριβής έχουν υψηλή φέρουσα ικανότητα και είναι λιγότερο απαιτητικοί από τους συγκολλημένους συνδέσμους. Λόγω αυτού, χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή μεταλλικών κατασκευών. Η απόκτηση των απαραίτητων δυνάμεων τριβής στην άρθρωση επιτυγχάνεται με διάφορους τρόπους - λειαντική αμμοβολή και επεξεργασία με φλόγα, καθώς και με χρήση συγκολλητικών συνθέσεων.

Περιγραφή και εφαρμογή

Στη μηχανολογία, υπάρχουν 2 τύποι βιδωτών συνδέσεων ανάλογα με τη φύση της μεταφοράς δύναμης σε αυτές:

• Ανθεκτικό στη διάτμηση. Τις περισσότερες φορές σχεδιάζονται σε μπουλόνια χονδροειδούς, κανονικής και αυξημένης ακρίβειας (σπάνια υψηλής αντοχής). Η δύναμη σύσφιξης δεν ελέγχεται. Οι υπολογισμοί λαμβάνουν υπόψη τις εσωτερικές τάσεις εφελκυσμού, θλίψης και διάτμησης, αλλά δεν λαμβάνουν υπόψη τις δυνάμεις τριβής.
• Τριβή (ανθεκτικό στη διάτμηση). Η εξωτερική δύναμη εξουδετερώνεται από τις δυνάμεις τριβής που προκύπτουν στα επίπεδα επαφής των εξαρτημάτων που πρόκειται να συνδεθούν. Η τριβή οφείλεται στην προφόρτιση των μπουλονιών στερέωσης, η οποία πρέπει να είναι μέγιστη. Επομένως, σε τέτοιες ενώσεις, υλικό υψηλής αντοχής με θερμικόεπεξεργασία.

Ο τελευταίος τύπος χωρίζεται σε 2 υποκατηγορίες: αρθρώσεις τριβής και τριβής-διάτμησης, στις οποίες το ένα μέρος των δυνάμεων μεταδίδεται μέσω της τριβής και το άλλο μέσω της σύνθλιψης.

Το μειονέκτημα αυτών των συνδέσεων είναι το υψηλό κόστος των συνδετήρων. Από την άλλη πλευρά, η χρήση αρμών τριβής σε μπουλόνια υψηλής αντοχής βελτιώνει την αξιοπιστία και μειώνει τον αριθμό των συγκολλήσεων πεδίου. Αντίστοιχα, η πολυπλοκότητα της συναρμολόγησης μειώνεται σχεδόν κατά 3 φορές. Αυτός ο τύπος σύνδεσης χρησιμοποιείται στην κατασκευή βιομηχανικών κτιρίων, στην κατασκευή γεφυρών, γερανών και άλλων δικτυωτών κατασκευών που αντιμετωπίζουν κραδασμούς ή δυναμικά φορτία.

Υποσχόμενες κατευθύνσεις για την ανάπτυξη αυτής της εποικοδομητικής λύσης είναι η χρήση αφαιρούμενων επιστρώσεων διατήρησης και η χρήση τεχνολογίας κατασκευής "μπλοκ", όταν η συναρμολόγηση και η βαφή των μεγεθυσμένων μονάδων πραγματοποιείται στο εργοστάσιο και μόνο η τελική Η εγκατάσταση γίνεται στο εργοτάξιο.

Συντελεστής τραχύτητας

Η απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας, η οποία παρέχει την υπολογιζόμενη δύναμη τριβής, επιτυγχάνεται με λειαντική, φλόγα επεξεργασία των επιφανειών ζευγαρώματος ή με χρήση ειδικών επιστρώσεων. Ο συντελεστής τριβής για τους υπολογισμούς λαμβάνεται από τον παρακάτω πίνακα.

Τύπος επεξεργασίας	Συντελεστής τριβής
Χωρίς διατήρηση
Βούρτσισμα	0, 35
Αναβολή	0, 38
Κόψτε φλόγα	0, 42
Βολή- ή αμμοβολή	0, 58
Αμμοβολή, καθαρισμός και των δύο μερών, θέρμανση με φλόγα έως 300°C γύρω από τις οπές των μπουλονιών. Περιοχή θερμικής επεξεργασίας - όχι μικρότερο από μέγεθος πλυντηρίου	0, 61
Με επακόλουθη διατήρηση
Πρώτη λεπτομέρεια - αμμοβολή ή αμμοβολή, συντήρηση με κόλλα. Δεύτερο μέρος ζευγαρώματος - βουρτσισμένο, χωρίς περαιτέρω συντήρηση	0, 5

Ο τύπος επεξεργασίας πρέπει να αναφέρεται στα σχέδια. Οι επιφάνειες ζευγαρώματος είναι εντελώς απαλλαγμένες από πάγο, χιόνι, λάδι, άλατα, σκουριά και άλλους ρύπους πριν από τη συναρμολόγηση του μπουλονιού.

Αμμοβολή

Οι ακόλουθες απαιτήσεις ισχύουν για τον καθαρισμό μεταλλικών κατασκευών με αρμούς τριβής με χρήση τεχνολογίας αμμοβολής:

• τραχύτητα της προετοιμασμένης επιφάνειας - όχι περισσότερο από Ra 6, 3;
• πλήρης εξάλειψη οξειδίων και σκουριάς (2ος βαθμός καθαρισμού σύμφωνα με το GOST 9.402-2004);
• βαθμός απολίπανσης επιφάνειας - ο πρώτος (χρόνος θραύσης μεμβράνης νερού - περισσότερο από 1 λεπτό, χωρίς λεκέδες λαδιού σε διηθητικό χαρτί);
• προκαταρκτικός καθαρισμός του πεπιεσμένου αέρα που εισέρχεται στο αμμοβολή από λάδι και υγρασία (αυτό ελέγχεται τουλάχιστον 1 φορά ανά βάρδια).ξήρανση χαλαζιακής άμμου σε περιεκτικότητα σε υγρασία όχι μεγαλύτερη από 2%.

Μετά την αμμοβολή, η σκόνη πρέπει να αφαιρείται από τις επιφάνειες φυσώντας αέρα ή σκουπίζοντας με ένα καθαρό πανί.

επεξεργασία φλόγας

Η φλόγα οξυ-ακετυλενίου χρησιμοποιείται κατά τον καθαρισμό εξαρτημάτων με φακό αερίου. Τα προϊόντα καύσης (οξείδια) αφαιρούνται στη συνέχεια με συρμάτινες βούρτσες. Σε αυτή την περίπτωση, δεν μπορείτε να φέρετε το μέταλλο σε λάμψη. Ο καθαρισμός με φλόγα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για εξαρτήματα με πάχος τουλάχιστον 5 mm, προκειμένου να αποφευχθεί η θερμική παραμόρφωσή τους. Η επεξεργασία πραγματοποιείται με τους ακόλουθους τρόπους:

• πίεση οξυγόνου - 0,6 MPa, ακετυλένιο σε φιάλες - 0,05 MPa;
• παροχή οξυγόνου - μέγιστη (ο πυρήνας της φλόγας πρέπει να βγαίνει από το ακροφύσιο του θερμαντήρα, αλλά να μην σβήνει);
• ταχύτητα διαδρομής πυρσού - 1 m/min (για μεταλλικές κατασκευές με λεπτά τοιχώματα 5-10 mm - 1,5-2 m/min);
• το επόμενο πέρασμα θα πρέπει να επικαλύπτει το προηγούμενο κατά 15-20 χιλιοστά.
• γωνία πυρκαγιάς έως 45°.

Κατά τη διάρκεια αυτής της τεχνολογικής λειτουργίας, χρησιμοποιούνται ειδικοί καυστήρες με ευρεία φλόγα.

Καθαρισμός βολής και βούρτσας

Πριν την επεξεργασία με μεταλλικές βούρτσες (βούρτσισμα), το χρώμα αφαιρείται από τις επιφάνειες με διαλύτες ή με μέθοδο φλόγας αερίου. Είναι αδύνατο να καθαρίσετε τα μέρη σε μεταλλική γυαλάδα, καθώς αυτό εμποδίζει το σχηματισμό του κατάλληλου συντελεστή τριβής. Η εργασία πραγματοποιείται με τη χρήση μηχανοποιημένου πνευματικού ή ηλεκτρικούεργαλείο. Η εναπομείνασα σκόνη αφαιρείται φυσώντας με αέρα ή βούρτσα μαλλιών.

Για την εκτοξευόμενη αμμοβολή, χρησιμοποιείται πελεκημένη (ψιλοκομμένη) βολή από χάλυβα ή χυτοσίδηρο με κλάσμα 0,8-1,2 mm. Οι μηχανές πυροβολισμού χρησιμοποιούν σφηνάκι από χυτοσίδηρο.

Επικαλύψεις

Για την αύξηση των δυνάμεων τριβής σε φλάντζες και αρθρώσεις τριβής, χρησιμοποιούνται επίσης συγκολλητικές ουσίες - κόλλες. Ως επίστρωση τριβής χρησιμοποιούνται συνθέσεις, το κύριο συστατικό των οποίων είναι η εποξειδική ρητίνη και οι πρόσθετες είναι σκληρυντικό, διαλύτης, επιταχυντής ή ισοπροπανόλη.

Οι εργασίες συναρμολόγησης εκτελούνται με την ακόλουθη σειρά:

1. Τα δομικά στοιχεία μεγάλου μεγέθους καθαρίζονται με μία από τις μεθόδους που περιγράφονται παραπάνω, εκτός από τη φλόγα αερίου, και επίσης απολιπαίνονται. Το χρονικό διάστημα μεταξύ καθαρισμού και κόλλησης δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 0,5 ημέρες. Η αποθήκευση πραγματοποιείται ταυτόχρονα σε συνθήκες υγρασίας που δεν υπερβαίνει το 80%.
2. Η κόλλα παρασκευάζεται αμέσως πριν τη χρήση.
3. Σύνθεση κόλλας εφαρμόζεται στην επιφάνεια μικρότερων στοιχείων και γεμίζεται με σκόνη καρβιδίου του πυριτίου πάχους 2 mm, που κυλά με μεταλλικό ρολό. Επιτρέπεται να κολληθούν και τα δύο μέρη που έρχονται σε επαφή με κόλλα. Μέσα σε 1-2 ώρες, η φρεσκοπαρασκευασμένη κόλλα πρέπει να έχει εξαντληθεί πλήρως.
4. Αφαιρέστε την περίσσεια σκόνης γυρίζοντας το εξάρτημα και κάνοντας μερικά χτυπήματα.
5. Διατηρήστε χρόνο έως ότου το εποξειδικό σκληρυνθεί πλήρως.
6. Ο σύνδεσμος τριβής συναρμολογείται σε μπουλόνια υψηλής αντοχής.

Ποιότητα υλικού

Οι συνδετήρες για αρμούς τριβής πρέπει να συνοδεύονται από πιστοποιητικό ποιότητας. Οι βίδες, οι ροδέλες και τα παξιμάδια προετοιμάζονται ως εξής:

• καθαρισμός λίπους συντήρησης σε αλκαλικό διάλυμα (έκθεση σε δοχείο για 15-20 λεπτά),
• ξήρανση, φύσημα με πεπιεσμένο αέρα;
• κλωστή με κλειδιά ή σε τόρνο;
• λίπανση ορυκτελαίου;
• πλήρες σετ μπουλονιών με ζευγαρωμένα παξιμάδια που χρησιμοποιήθηκαν κατά το τρέξιμο;
• αποθήκευση έως τις εργασίες συναρμολόγησης (όχι περισσότερο από 10 ημέρες).

Υπολογισμός σύνδεσης τριβής

Οι πιο σημαντικές παράμετροι σύνδεσης αυτού του τύπου είναι:

• συντελεστής τριβής Μ στις επιφάνειες επαφής, που προσδιορίζεται από τον παραπάνω πίνακα, ανάλογα με τον τύπο επεξεργασίας;
• αναλογία ροπής μπουλονιού;
• δύναμη σύσφιξης μπουλονιών;
• Απαιτείται ροπή για να ληφθεί η απαιτούμενη τιμή του προηγούμενου δείκτη.

Η υπολογισμένη τιμή ροπής βρίσκεται με τον τύπο:

M=K∙N∙d_{nom, όπου K είναι ο συντελεστής ροπής που προσδιορίζεται σύμφωνα με το GOST 22356-77;}

N – δύναμη τάνυσης μπουλονιού, kN;

d_{nom – η ονομαστική του διάμετρος, mm.}

Η τιμή του N καθορίζεται από τον τύπο:

N=σ_r∙S_{n∙ k,}

όπου σ_r είναι η αντοχή σε εφελκυσμό του υλικού του μπουλονιού, N/mm^2;

S_n – περιοχή διατομής μπουλονιού,καθαρό, mm^2;

k – συντελεστής συνθηκών εργασίας (για μεταλλικές κατασκευές και οδικές γέφυρες είναι ίσος με 1).

Η δύναμη που δημιουργείται σε μία επαφή μπουλονιού βρίσκεται με τον τύπο:

N_{1=N∙Μ/ɣ, όπου ɣ είναι ο συντελεστής αξιοπιστίας, που επιλέγεται ανάλογα με τον αριθμό των μπουλονιών στη σύνδεση.}

Ο ελάχιστος απαιτούμενος αριθμός μπουλονιών υψηλής αντοχής προσδιορίζεται ως εξής:

n=P/(k∙N_{1∙s), όπου P είναι το ενεργό διαμήκη φορτίο, kN;}

s – αριθμός επαφών στη σύνδεση.

Συναρμολόγηση

Οι κανόνες για την πραγματοποίηση μιας σύνδεσης τριβής πρέπει να συμμορφώνονται με τις ακόλουθες τεχνικές απαιτήσεις:

• Πριν από τη συναρμολόγηση, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε την επιφάνεια χρησιμοποιώντας μία από τις παραπάνω μεθόδους (σύμφωνα με την τεκμηρίωση του έργου), να αφαιρέσετε τα χτυπήματα και τα γρέζια που εμποδίζουν την άνετη εφαρμογή των εξαρτημάτων.
• Κατά τη μεταφορά και την ενδιάμεση αποθήκευση των εξαρτημάτων, θα πρέπει να αποκλείεται το λάδι ή η μόλυνση των προετοιμασμένων επιφανειών. Εάν αυτό δεν μπορούσε να αποφευχθεί, τότε είναι απαραίτητη μια δεύτερη διαδικασία καθαρισμού.
• Στο πρώτο στάδιο της συναρμολόγησης, τα εξαρτήματα ευθυγραμμίζονται με οπές χρησιμοποιώντας βύσματα στερέωσης.
• Τοποθετήστε μπουλόνια με ροδέλες (όχι περισσότερα από ένα κάτω από την κεφαλή και το παξιμάδι), σφίξτε τα με παξιμάδια κατά 50-90% της υπολογιζόμενης δύναμης και ελέγξτε τη στεγανότητα της σύνδεσης.
• Ρυθμίστε την υπολογιζόμενη ροπή σύσφιξης με δυναμόκλειδα.
• Εφαρμόστε στόκο ή αστάρι αναμεμειγμένο μετσιμέντο, λευκός πηλός, κιμωλία. Αυτό γίνεται για να σφραγίσει τη σύνδεση από την υγρασία.

Έλεγχος ποιότητας

Ο ποιοτικός έλεγχος πραγματοποιείται σε όλα τα στάδια προετοιμασίας και συναρμολόγησης. Τα αποτελέσματα των διαλειτουργικών ελέγχων καταγράφονται στο αρχείο καταγραφής σύνδεσης πεδίου κατασκευής.

Το σύμπλεγμα τέτοιων έργων περιλαμβάνει τις ακόλουθες λειτουργίες:

• εισερχόμενος ποιοτικός έλεγχος πρώτων υλών, εξαρτημάτων, αγορασμένων προϊόντων;
• έλεγχος κατάστασης εργαλείου, κλειδιά ροπής απόβαρου;
• έλεγχος καθαρισμού επιφανειών και προετοιμασία υλικού;
• Έλεγχος της πυκνότητας των αρθρώσεων σύσφιξης (με χρήση ανιχνευτών);
• επιλεκτικός έλεγχος ροπής σύσφιξης;
• έλεγχος πίεσης;
• δείγματα δοκιμής (όπως απαιτείται από τον πελάτη πολιτικών έργων).