Friction joints sa high-strength bolts

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2024-01-17 19:10

Ang mga friction joint ay may mataas na kapasidad ng tindig at hindi gaanong labor intensive kaysa sa mga welded joint. Dahil dito, malawakang ginagamit ang mga ito sa paggawa ng mga istrukturang metal ng gusali. Ang pagkuha ng kinakailangang friction forces sa joint ay nakakamit sa iba't ibang paraan - abrasive blasting at flame treatment, pati na rin ang paggamit ng adhesive compositions.

Paglalarawan at aplikasyon

Sa mechanical engineering, mayroong 2 uri ng bolted na koneksyon ayon sa katangian ng force transfer sa mga ito:

• Hindi magugupit. Kadalasan ang mga ito ay idinisenyo sa mga bolt ng magaspang, normal at mas mataas na katumpakan (bihirang mataas ang lakas). Ang puwersa ng paghigpit ay hindi kontrolado. Isinasaalang-alang ng mga kalkulasyon ang panloob na tensile, compressive at shear stress, ngunit hindi isinasaalang-alang ang frictional forces.
• Friction (lumalaban sa gupit). Ang panlabas na puwersa ay sinasalungat ng mga puwersa ng friction na nagmumula sa mga contact plane ng mga bahaging pagsasamahin. Ang friction ay dahil sa preload ng fixing bolts, na dapat ay maximum. Samakatuwid, sa naturang mga joints, high-strength hardware na may thermalpinoproseso.

Ang huling uri ay nahahati sa 2 subcategory: friction at friction-shear joints, kung saan ang isang bahagi ng pwersa ay naipapasa sa pamamagitan ng friction, at ang isa sa pamamagitan ng pagdurog.

Ang kawalan ng mga koneksyon na ito ay ang mataas na halaga ng mga fastener. Sa kabilang banda, ang paggamit ng friction joints sa high-strength bolts ay nagpapabuti sa pagiging maaasahan at binabawasan ang bilang ng mga field welds. Alinsunod dito, ang pagiging kumplikado ng pagpupulong ay nabawasan ng halos 3 beses. Ginagamit ang ganitong uri ng koneksyon sa pagtatayo ng mga pang-industriyang gusali, sa pagtatayo ng mga tulay, crane, at iba pang istruktura ng sala-sala na nakakaranas ng vibration o dynamic na pagkarga.

Nangangako na mga direksyon sa pagbuo ng nakabubuo na solusyon na ito ay ang paggamit ng mga naaalis na conservation coatings at ang paggamit ng teknolohiya sa pagmamanupaktura ng "block", kapag ang pagpupulong at pagpipinta ng mga pinalaki na unit ay isinasagawa sa planta, at ang pangwakas lamang ginagawa ang pag-install sa construction site.

Roughness factor

Ang kinakailangang pagkamagaspang sa ibabaw, na nagbibigay ng kinakalkula na friction force, ay nakakamit sa pamamagitan ng abrasive, apoy na paggamot ng mga ibabaw ng isinangkot o sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na coatings. Ang koepisyent ng friction para sa mga kalkulasyon ay kinuha mula sa talahanayan sa ibaba.

Uri ng pagproseso	Coefficient of friction
Walang Pagpapanatili
Brushing	0, 35
Shot blasting	0, 38
Putulin ang apoy	0, 42
Shot- o sandblasting	0, 58
Shot blasting, paglilinis ng magkabilang bahagi, pag-init ng apoy hanggang 300°C sa paligid ng mga butas ng bolt. Heat treatment area - hindi bababa sa laki ng washer	0, 61
Na may kasunod na pangangalaga
Unang detalye - sand o shot blasting, preserbasyon gamit ang pandikit. Pangalawang bahagi ng pagsasama - brushed, walang karagdagang pangangalaga	0, 5

Ang uri ng pagproseso ay dapat ipahiwatig sa mga guhit. Ang mating surface ay ganap na walang yelo, niyebe, langis, kaliskis, kalawang at iba pang mga kontaminant bago ang bolt assembly.

Sandblasting

Nalalapat ang mga sumusunod na kinakailangan sa paglilinis ng mga istrukturang metal na may mga friction joint gamit ang teknolohiya ng sandblasting:

• kagaspangan ng inihandang ibabaw - hindi hihigit sa Ra 6, 3;
• kumpletong pag-aalis ng mga oxide at kalawang (2nd degree ng purification ayon sa GOST 9.402-2004);
• degree ng surface degreasing - ang una (water film break time - higit sa 1 minuto, walang mantsa ng langis sa filter paper);
• paunang paglilinis ng compressed air na pumapasok sa sandblaster mula sa langis at moisture (ito ay kinokontrol nang hindi bababa sa 1 beses bawat shift);pagpapatuyo ng quartz sand hanggang sa moisture content na hindi hihigit sa 2%.

Pagkatapos ng sandblasting, dapat alisin ang alikabok sa mga ibabaw sa pamamagitan ng pag-ihip ng hangin o pagpunas ng malinis na tela.

Flame treatment

Ang oxy-acetylene flame ay ginagamit kapag naglilinis ng mga bahagi gamit ang gas torch. Ang mga produkto ng pagkasunog (oxides) ay kasunod na tinanggal gamit ang mga wire brush. Sa kasong ito, hindi mo maaaring dalhin ang metal sa isang shine. Ang paglilinis ng apoy ay maaari lamang gamitin para sa mga bahagi na may kapal na hindi bababa sa 5 mm, upang maiwasan ang kanilang thermal warping. Isinasagawa ang pagproseso sa mga sumusunod na mode:

• presyon ng oxygen - 0.6 MPa, acetylene sa mga cylinder - 0.05 MPa;
• supply ng oxygen - maximum (dapat lumabas ang core ng apoy sa heater nozzle, ngunit hindi mapupunta);
• bilis ng paglalakbay ng tanglaw - 1 m/min (para sa mga istrukturang metal na may manipis na pader na 5-10 mm - 1.5-2 m/min);
• susunod na pass ay dapat mag-overlap sa nauna ng 15-20mm;
• anggulo ng tanglaw hanggang 45°.

Sa panahon ng teknolohikal na operasyong ito, ginagamit ang mga espesyal na burner na may malawak na apoy.

Paglilinis ng shot at brush

Bago iproseso gamit ang mga metal na brush (pagsipilyo), ang pintura ay tinanggal mula sa mga ibabaw na may mga solvent o sa isang gas-flame method. Imposibleng linisin ang mga bahagi sa isang metal na kinang, dahil pinipigilan nito ang pagbuo ng tamang koepisyent ng alitan. Ang gawain ay isinasagawa gamit ang isang mekanisadong pneumatic o electrickasangkapan. Ang natitirang alikabok ay inaalis sa pamamagitan ng pag-ihip ng hangin o brush sa buhok.

Para sa shot blasting, steel o cast iron chipped (chopped) shot na may fraction na 0.8-1.2 mm ang ginagamit. Gumagamit ang mga shot blast machine ng cast iron shot.

Coatings

Upang mapataas ang frictional forces sa flange at friction joints, ginagamit din ang mga adhesive substance - mga pandikit. Bilang friction coating, ginagamit ang mga komposisyon, ang pangunahing bahagi nito ay epoxy resin, at ang mga karagdagang ay isang hardener, solvent, accelerator o isopropanol.

Ang gawaing pagtitipon ay isinasagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

1. Ang malalaking structural na elemento ay nililinis sa pamamagitan ng isa sa mga pamamaraan na inilarawan sa itaas, maliban sa gas-flame, at din degreased. Ang agwat ng oras sa pagitan ng paglilinis at gluing ay hindi dapat lumampas sa 0.5 araw. Ang pag-iimbak sa parehong oras ay isinasagawa sa mga kondisyon ng halumigmig na hindi hihigit sa 80%.
2. Ang pandikit ay inihanda kaagad bago gamitin.
3. Ang malagkit na komposisyon ay inilalapat sa ibabaw ng mas maliliit na elemento at pinupuno ng silicon carbide powder na 2 mm ang kapal, na gumugulong gamit ang metal roller. Pinapayagan na idikit ang parehong mga bahagi ng pakikipag-ugnay na may pandikit. Sa loob ng 1-2 oras, dapat na ganap na maubos ang bagong handa na pandikit.
4. Alisin ang labis na pulbos sa pamamagitan ng pagpihit sa bahagi at pagpindot ng ilang.
5. Magtagal hanggang sa ganap na magaling ang epoxy.
6. Ang friction joint ay binuo sa mga high-strength bolts.

Kalidad ng hardware

Ang mga fastener para sa friction joints ay dapat na may kasamang sertipiko ng kalidad. Ang mga bolts, washer at nuts ay inihahanda tulad ng sumusunod:

• paglilinis ng conservation grease sa isang alkaline solution (exposure sa isang lalagyan sa loob ng 15-20 minuto);
• pagpatuyo, pagbuga ng naka-compress na hangin;
• threading na may wrenches o sa isang lathe;
• mineral oil lubrication;
• complete set of bolts with paired nuts na ginamit habang tumatakbo;
• imbak hanggang sa gawaing pag-assemble (hindi hihigit sa 10 araw).

Pagkalkula ng friction connection

Ang pinakamahalagang parameter ng koneksyon ng ganitong uri ay:

• friction coefficient Μ sa mga contact surface, na tinutukoy mula sa talahanayan sa itaas, depende sa uri ng pagproseso;
• bolt torque ratio;
• bolt tightening force;
• torque na kinakailangan upang makuha ang kinakailangang halaga ng nakaraang indicator.

Ang kinakalkula na halaga ng torque ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

M=K∙N∙d_{nom, kung saan ang K ay ang torque factor na tinutukoy ayon sa GOST 22356-77;}

N – lakas ng tensyon ng bolt, kN;

d_{nom – ang nominal na diameter nito, mm.}

Ang halaga ng N ay tinutukoy ng formula:

N=σ_r∙S_{n∙ k,}

kung saan ang σ_r ay ang tensile strength ng bolt material, N/mm^2;

S_n – bolt cross-sectional area,net, mm^2;

k – working conditions coefficient (para sa mga istrukturang bakal at tulay ng kalsada ito ay katumbas ng 1).

Ang puwersa na nabuo sa isang bolt contact ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

N_{1=N∙Μ/ɣ, kung saan ang ɣ ay ang koepisyent ng pagiging maaasahan, pinili depende sa bilang ng mga bolts sa koneksyon.}

Ang minimum na kinakailangang bilang ng high strength bolts ay tinutukoy bilang mga sumusunod:

n=P/(k∙N_{1∙s), kung saan ang P ay ang kumikilos na longitudinal load, kN;}

s – bilang ng mga contact sa koneksyon.

Assembly

Ang mga panuntunan para sa paggawa ng friction connection ay ang pagsunod sa mga sumusunod na teknikal na kinakailangan:

• Bago ang pagpupulong, kinakailangang ihanda ang ibabaw gamit ang isa sa mga pamamaraan sa itaas (ayon sa dokumentasyon ng proyekto), alisin ang mga bumps at burr na pumipigil sa mga bahagi na magkasya nang maayos.
• Sa panahon ng transportasyon at intermediate na pag-iimbak ng mga bahagi, ang paglangis o kontaminasyon ng mga inihandang ibabaw ay dapat na hindi kasama. Kung hindi ito maiiwasan, kailangan ang pangalawang pamamaraan ng paglilinis.
• Sa unang yugto ng pagpupulong, ang mga bahagi ay nakahanay sa mga butas gamit ang mga mounting plugs.
• Mag-install ng mga bolts na may mga washer (hindi hihigit sa isa sa ilalim ng bolt head at nut), higpitan ang mga ito gamit ang mga nuts nang 50-90% ng kalkuladong puwersa at suriin ang higpit ng koneksyon.
• Isaayos ang nakalkulang tightening torque gamit ang torque wrenches.
• Maglagay ng masilya o primer na may halongsemento, puting luad, tisa. Ginagawa ito para ma-seal ang koneksyon mula sa moisture.

Pagsusuri ng kalidad

Ang kontrol sa kalidad ay isinasagawa sa lahat ng yugto ng paghahanda at pagpupulong. Ang mga resulta ng inter-operational na pagsusuri ay naitala sa field connection manufacturing log.

Ang kumplikado ng naturang mga gawa ay kinabibilangan ng mga sumusunod na operasyon:

• papasok na kontrol sa kalidad ng mga hilaw na materyales, mga bahagi, mga biniling produkto;
• pagsusuri ng kondisyon ng tool, tare torque wrenches;
• kontrol ng paglilinis sa ibabaw at paghahanda ng hardware;
• Pagsusuri sa density ng paninikip ng mga kasukasuan (gamit ang mga probe);
• selective tightening torque control;
• kontrol ng presyon;
• mga sample ng pagsubok (tulad ng kinakailangan ng customer ng mga gawaing sibil).