Yüksek mukavemetli cıvatalarda sürtünme bağlantıları

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-02 14:04

Sürtünme bağlantılarının taşıma kapasitesi yüksektir ve kaynaklı bağlantılardan daha az emek gerektirir. Bu nedenle, metal yapıların yapımında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Derzde gerekli sürtünme kuvvetlerinin elde edilmesi, çeşitli yollarla elde edilir - aşındırıcı püskürtme ve alevle muamele ve ayrıca yapışkan bileşimler kullanılır.

Açıklama ve uygulama

Makine mühendisliğinde içlerindeki kuvvet aktarımının niteliğine göre 2 tip civatalı bağlantı vardır:

• Kesmeye dayanıklı. Çoğu zaman, kaba, normal ve artırılmış doğrulukta (nadiren yüksek mukavemetli) cıvatalar üzerinde tasarlanırlar. Sıkma kuvveti kontrol edilmez. Hesaplamalar iç çekme, basma ve kesme gerilmelerini hesaba katar, ancak sürtünme kuvvetlerini hesaba katmaz.
• Sürtünme (kesilmeye dayanıklı). Dış kuvvet, birleştirilecek parçaların temas düzlemlerinde ortaya çıkan sürtünme kuvvetleri tarafından karşılanır. Sürtünme, maksimum olması gereken sabitleme cıvatalarının ön yükünden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, bu tür bağlantılarda, termal ile yüksek mukavemetli donanımişleme.

Son tip 2 alt kategoriye ayrılır: kuvvetlerin bir bölümünün sürtünme yoluyla iletildiği ve diğerinin ezilme yoluyla iletildiği sürtünme ve sürtünme-kayma eklemleri.

Bu bağlantıların dezavantajı bağlantı elemanlarının yüksek maliyetidir. Öte yandan, yüksek mukavemetli cıvatalarda sürtünmeli bağlantıların kullanılması güvenilirliği artırır ve alan kaynak sayısını az altır. Buna göre, montajın karmaşıklığı neredeyse 3 kat azalır. Bu bağlantı türü endüstriyel binaların yapımında, köprülerin, vinçlerin ve titreşim veya dinamik yüklere maruz kalan diğer kafes yapılarının yapımında kullanılır.

Bu yapıcı çözümün geliştirilmesinde umut verici yönler, büyütülmüş birimlerin montajı ve boyanması tesiste gerçekleştirilirken çıkarılabilir koruma kaplamalarının kullanılması ve "blok" üretim teknolojisinin kullanılmasıdır ve yalnızca nihai şantiyede kurulum yapılır.

Pürüzlülük faktörü

Hesaplanan sürtünme kuvvetini sağlayan gerekli yüzey pürüzlülüğü, eşleşen yüzeylerin aşındırıcı, alevle işlenmesi veya özel kaplamalar kullanılarak elde edilir. Hesaplamalar için sürtünme katsayısı aşağıdaki tablodan alınmıştır.

İşleme türü	Sürtünme katsayısı
Koruma Yok
Fırçalama	0, 35
Atış patlatma	0, 38
Ateşi kes	0, 42
Atış veya kumlama	0, 58
Kumlama, her iki parçanın temizlenmesi, cıvata deliklerinin çevresinde 300°C'ye kadar alev ısıtma. Isıl işlem alanı - yıkayıcı boyutundan daha az değil	0, 61
Sonraki koruma ile
İlk detay - kumlama veya kumlama, tutkalla koruma. İkinci çiftleşme parçası - fırçalanmış, daha fazla koruma yok	0, 5

İşleme türü çizimlerde belirtilmelidir. Cıvata montajından önce eşleşen yüzeyler buz, kar, yağ, kireç, pas ve diğer kirleticilerden tamamen arındırılmıştır.

Kumlama

Aşağıdaki gereksinimler, kumlama teknolojisi kullanılarak sürtünmeli bağlantılara sahip metal yapıların temizliği için geçerlidir:

• hazırlanan yüzeyin pürüzlülüğü - Ra 6, 3'ten fazla değil;
• oksitlerin ve pasın tamamen ortadan kaldırılması (GOST 9.402-2004'e göre 2. derece saflaştırma);
• yüzey yağ giderme derecesi - ilk (su filminin kırılma süresi - 1 dakikadan fazla, filtre kağıdında yağ lekesi yok);
• Kumlama makinesine giren basınçlı havanın yağ ve nemden ön temizliği (bu, her vardiyada en az 1 kez kontrol edilir);kuvars kumunu %2'den fazla olmayan bir nem içeriğine kurutmak.

Kumlamadan sonra yüzeyler hava üflenerek veya temiz bir bezle silinerek tozdan arındırılmalıdır.

Alev tedavisi

Oksi-asetilen alevi, parçaları gaz meşalesiyle temizlerken kullanılır. Yanma ürünleri (oksitler) daha sonra tel fırçalarla uzaklaştırılır. Bu durumda, metali parlatamazsınız. Alevle temizleme, termal bükülmeleri önlemek için yalnızca en az 5 mm kalınlığındaki parçalar için kullanılabilir. İşleme aşağıdaki modlarda gerçekleştirilir:

• oksijen basıncı - 0,6 MPa, silindirlerde asetilen - 0,05 MPa;
• oksijen kaynağı - maksimum (alevin çekirdeği ısıtıcı memesinden çıkmalı, ancak dışarı çıkmamalıdır);
• torç hareket hızı - 1 m/dak (ince duvarlı metal yapılar için 5-10 mm - 1.5-2 m/dak);
• sonraki geçiş bir öncekiyle 15-20 mm örtüşmelidir;
• 45°'ye kadar meşale açısı.

Bu teknolojik işlem sırasında geniş alevli özel brülörler kullanılmaktadır.

Atış ve fırça temizleme

Metal fırçalarla (fırçalama) işlemden önce boya, solventlerle veya gaz alevi yöntemiyle yüzeylerden çıkarılır. Parçaları metalik bir parlaklığa getirmek mümkün değildir, çünkü bu, uygun sürtünme katsayısının oluşmasını engeller. İş, mekanize bir pnömatik veya elektrik kullanılarak gerçekleştirilir.alet. Kalan toz, hava veya saç fırçası ile üflenerek alınır.

Bilyeli kumlama için, 0,8-1,2 mm fraksiyonlu çelik veya dökme demir yontulmuş (doğranmış) bilye kullanılır. Kumlama makineleri, dökme demir bilye kullanır.

Kaplamalar

Flanş ve sürtünme bağlantılarındaki sürtünme kuvvetlerini artırmak için yapışkan maddeler de kullanılır - yapıştırıcılar. Sürtünme kaplaması olarak, ana bileşeni epoksi reçine olan ve ekleri sertleştirici, çözücü, hızlandırıcı veya izopropanol olan bileşimler kullanılır.

Montaj çalışması aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir:

1. Büyük boyutlu yapı elemanları, gaz-alev hariç yukarıda açıklanan yöntemlerden biri ile temizlenir ve ayrıca yağdan arındırılır. Temizleme ve yapıştırma arasındaki zaman aralığı 0,5 günü geçmemelidir. Aynı anda depolama, %80'den fazla olmayan nem koşullarında gerçekleştirilir.
2. Tutkal kullanımdan hemen önce hazırlanır.
3. Yapıştırıcı bileşim, daha küçük elemanların yüzeyine uygulanır ve metal bir rulo ile yuvarlanan 2 mm kalınlığında silisyum karbür tozu ile doldurulur. Her iki temas parçasının da yapıştırıcı ile yapıştırılmasına izin verilir. 1-2 saat içinde taze hazırlanmış yapıştırıcı tamamen tüketilmelidir.
4. Parçayı çevirerek ve birkaç dokunuş yaparak fazla tozu alın.
5. Epoksi tamamen kürlenene kadar bekleyin.
6. Sürtünmeli bağlantı, yüksek mukavemetli cıvatalar üzerine monte edilmiştir.

Donanım kalitesi

Sürtünmeli bağlantılar için bağlantı elemanlarına bir kalite sertifikası eşlik etmelidir. Cıvatalar, pullar ve somunlar aşağıdaki gibi hazırlanır:

• koruyucu gresin alkali bir solüsyonda temizlenmesi (15-20 dakika bir kapta maruz bırakma);
• kurutma, basınçlı hava ile üfleme;
• anahtarlarla veya torna tezgahında diş açma;
• mineral yağlama;
• Çalışma sırasında kullanılan çift somunlu eksiksiz cıvata seti;
• montaj çalışmasına kadar depolama (en fazla 10 gün).

Sürtünme bağlantısının hesaplanması

Bu türün en önemli bağlantı parametreleri şunlardır:

• sürtünme katsayısı Μ, işlem türüne bağlı olarak, yukarıdaki tablodan belirlenen temas yüzeylerinde;
• cıvata tork oranı;
• cıvata sıkma kuvveti;
• önceki göstergenin gerekli değerini elde etmek için gerekli tork.

Hesaplanan tork değeri şu formülle bulunur:

M=K∙N∙d_{nom, burada K, GOST 22356-77'ye göre belirlenen tork faktörüdür;}

N – cıvata gerginlik kuvveti, kN;

d_{nom – nominal çapı, mm.}

N'nin değeri şu formülle belirlenir:

N=σ_r∙S_{n∙ k,}

nerede σ_r cıvata malzemesinin gerilme mukavemetidir, N/mm^2;

S_n – cıvata kesit alanı,net, aa^2;

k – çalışma koşulları katsayısı (çelik yapılar ve yol köprüleri için 1'e eşittir).

Bir cıvata temasında üretilen kuvvet şu formülle bulunur:

N_{1=N∙Μ/ɣ, burada ɣ, bağlantıdaki cıvata sayısına bağlı olarak seçilen güvenilirlik katsayısıdır.}

Gerekli minimum yüksek mukavemetli cıvata sayısı şu şekilde belirlenir:

n=P/(k∙N_{1∙s), burada P, etkili boyuna yüktür, kN;}

s – bağlantıdaki kişi sayısı.

Montaj

Sürtünme bağlantısı yapma kuralları aşağıdaki teknik gereksinimlere uymaktır:

• Montajdan önce, yukarıdaki yöntemlerden birini kullanarak (proje belgelerine göre) yüzeyi hazırlamak, parçaların tam oturmasını engelleyen tümsekleri ve çapakları gidermek gerekir.
• Parçaların nakliyesi ve ara depolanması sırasında, hazırlanan yüzeylerin yağlanması veya kirlenmesi önlenmelidir. Bu önlenemiyorsa, ikinci bir temizleme prosedürü gereklidir.
• Montajın ilk aşamasında parçalar, montaj tapaları kullanılarak deliklerle hizalanır.
• Cıvataları pullarla birlikte takın (cıvata başı ve somunun altında birden fazla değil), somunlarla hesaplanan kuvvetin %50-90'ı kadar sıkın ve bağlantının sıkılığını kontrol edin.
• Hesaplanan sıkma torkunu tork anahtarlarıyla ayarlayın.
• Bir macun veya astar ile karıştırılmış olarak uygulayın.çimento, beyaz kil, tebeşir. Bu, bağlantıyı nemden korumak için yapılır.

Kalite kontrolü

Kalite kontrolü, hazırlık ve montajın tüm aşamalarında gerçekleştirilir. Operasyonlar arası kontrollerin sonuçları saha bağlantısı üretim günlüğüne kaydedilir.

Bu tür çalışmaların kompleksi aşağıdaki işlemleri içerir:

• hammaddelerin, bileşenlerin, satın alınan ürünlerin gelen kalite kontrolü;
• alet durumunu kontrol etme, dara tork anahtarları;
• yüzey temizleme ve donanım hazırlığının kontrolü;
• Eklem sıkma yoğunluğunu kontrol etme (problar kullanarak);
• seçici sıkma torku kontrolü;
• basınç kontrolü;
• test örnekleri (inşaat işleri müşterisinin istediği gibi).