Treni spojevi na vijcima visoke čvrstoće

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 13:51

Treni spojevi imaju visoku nosivost i manje su radno intenzivni od zavarenih spojeva. Zbog toga se široko koriste u proizvodnji građevinskih metalnih konstrukcija. Dobijanje potrebnih sila trenja u spoju postiže se na različite načine - abrazivnim pjeskarenjem i obradom plamenom, kao i upotrebom ljepljivih kompozicija.

Opis i aplikacija

U mašinstvu postoje 2 vrste vijčanih veza prema prirodi prenosa sile u njima:

• Otporan na smicanje. Najčešće su dizajnirani na vijcima grube, normalne i povećane tačnosti (rijetko visoke čvrstoće). Sila zatezanja nije kontrolisana. Proračuni uzimaju u obzir unutrašnje vlačne, tlačne i posmične napone, ali ne uzimaju u obzir sile trenja.
• Trenje (otporno na smicanje). Vanjskoj sili se suprotstavljaju sile trenja koje nastaju u dodirnim ravninama dijelova koji se spajaju. Trenje je uzrokovano prednaprezanjem vijaka za pričvršćivanje, koje bi trebalo biti maksimalno. Stoga, u takvim spojevima, hardver visoke čvrstoće s toplinomobrada.

Posljednji tip je podijeljen u 2 potkategorije: frikcioni i tarno-posmični spojevi, u kojima se jedan dio sila prenosi kroz trenje, a drugi putem gnječenja.

Nedostatak ovih spojeva je visoka cijena zatvarača. S druge strane, upotreba tarnih spojeva na vijcima visoke čvrstoće poboljšava pouzdanost i smanjuje broj zavarenih spojeva na terenu. Shodno tome, složenost montaže se smanjuje za skoro 3 puta. Ova vrsta veze se koristi u izgradnji industrijskih zgrada, u izgradnji mostova, dizalica i drugih rešetkastih konstrukcija koje doživljavaju vibracije ili dinamička opterećenja.

Obećavajući pravci u razvoju ovog konstruktivnog rješenja su upotreba uklonjivih konzervacijskih premaza i korištenje "blok" proizvodne tehnologije, kada se montaža i farbanje uvećanih jedinica vrši u fabrici, a samo finalno montaža se vrši na gradilištu.

Faktor hrapavosti

Potrebna hrapavost površine, koja daje izračunatu silu trenja, postiže se abrazivnom, plamenom obradom površina koje se spajaju ili upotrebom posebnih premaza. Koeficijent trenja za proračune je uzet iz tabele ispod.

Vrsta obrade	Koeficijent trenja
Bez čuvanja
četkanje	0, 35
Metrenje	0, 38
Rez plamen	0, 42
Pucanje ili pjeskarenje	0, 58
Peskarenje, čišćenje oba dela, zagrevanje plamena do 300°C oko rupa za vijke. Područje toplinske obrade - ne manje od veličine perilice	0, 61
Uz naknadno očuvanje
Prvi detalj - pjeskarenje ili pjeskarenje, konzerviranje ljepilom. Drugi dio za parenje - brušen, bez daljeg očuvanja	0, 5

Vrsta obrade mora biti naznačena na crtežima. Spojne površine su potpuno očišćene od leda, snijega, ulja, kamenca, rđe i drugih zagađivača prije montaže vijaka.

Pjeskarenje

Sljedeći zahtjevi važe za čišćenje metalnih konstrukcija sa tarnim spojevima tehnologijom pjeskarenja:

• hrapavost pripremljene površine - ne više od Ra 6, 3;
• potpuno uklanjanje oksida i rđe (2. stepen prečišćavanja prema GOST 9.402-2004);
• stepen odmašćivanja površine - prvi (vreme prekida vodenog filma - više od 1 minute, bez mrlja od ulja na filter papiru);
• preliminarno čišćenje komprimovanog zraka koji ulazi u pjeskar od ulja i vlage (ovo se kontrolira najmanje 1 put po smjeni);sušenje kvarcnog pijeska do sadržaja vlage ne većeg od 2%.

Nakon pjeskarenja, prašina se mora ukloniti sa površina upuhvanjem zraka ili brisanjem čistom krpom.

Tretiranje plamenom

Plamen oksi-acetilena se koristi kada se dijelovi čiste plinskom bakljom. Produkti izgaranja (oksidi) se zatim uklanjaju žičanim četkama. U tom slučaju ne možete dovesti metal do sjaja. Plamensko čišćenje se može koristiti samo za dijelove debljine od najmanje 5 mm, kako bi se izbjeglo njihovo termičko savijanje. Obrada se vrši u sledećim režimima:

• pritisak kiseonika - 0,6 MPa, acetilen u bocama - 0,05 MPa;
• dovod kiseonika - maksimum (jezgro plamena treba da izađe sa mlaznice grejača, ali da se ne ugasi);
• brzina kretanja baklje - 1 m/min (za metalne konstrukcije tankog zida 5-10 mm - 1,5-2 m/min);
• sljedeći prolaz bi trebao preklapati prethodni za 15-20mm;
• ugao baklje do 45°.

Tokom ove tehnološke operacije koriste se specijalni gorionici sa širokim plamenom.

Čišćenje sačmom i četkom

Prije obrade metalnim četkicama (četkanjem), boja se uklanja sa površina rastvaračima ili metodom gasnog plamena. Nemoguće je očistiti dijelove do metalnog sjaja, jer to sprječava stvaranje odgovarajućeg koeficijenta trenja. Rad se izvodi pomoću mehanizirane pneumatske ili električnealat. Preostala prašina se uklanja puhanjem zraka ili četkom za kosu.

Za sačmarenje koristi se čelik ili liveno gvožđe usitnjena (usitnjena) sačma sa frakcijom od 0,8-1,2 mm. Mašine za pjeskarenje koriste sačmu od livenog gvožđa.

Premazi

Za povećanje sila trenja u prirubničkim i tarnim spojevima koriste se i ljepljive tvari - ljepila. Kao frikcioni premaz koriste se kompozicije čija je glavna komponenta epoksidna smola, a dodatni su učvršćivač, rastvarač, ubrzivač ili izopropanol.

Montažni radovi se izvode sljedećim redoslijedom:

1. Veliki konstrukcijski elementi se čiste na jedan od gore opisanih metoda, osim plinskim plamenom, a također se odmašćuju. Vremenski interval između čišćenja i lijepljenja ne smije biti duži od 0,5 dana. Istovremeno skladištenje se vrši u uslovima vlažnosti ne više od 80%.
2. Ljepilo se priprema neposredno prije upotrebe.
3. Lepljivi sastav se nanosi na površinu manjih elemenata i puni prahom silicijum karbida debljine 2 mm, valjanjem metalnim valjkom. Dozvoljeno je lijepljenje oba kontaktna dijela ljepilom. U roku od 1-2 sata, svježe pripremljeni ljepilo bi trebalo biti potpuno utrošeno.
4. Uklonite višak pudera okretanjem dijela i nekoliko dodira.
5. Zadržite vrijeme dok se epoksid potpuno ne očvrsne.
6. Treni spoj je montiran na vijke visoke čvrstoće.

Kvaliteta hardvera

Pričvršćivači za tarne spojeve moraju biti praćeni certifikatom kvaliteta. Vijci, podloške i matice pripremaju se na sljedeći način:

• čišćenje konzervacijske masti u alkalnom rastvoru (izlaganje u posudi 15-20 minuta);
• sušenje, puhanje komprimiranim zrakom;
• narezivanje navoja s ključevima ili na tokarilici;
• podmazivanje mineralnim uljem;
• kompletan set vijaka sa uparenim maticama koje su korištene tokom trčanja;
• skladištenje do montažnih radova (ne više od 10 dana).

Proračun frikcionog spoja

Najvažniji parametri veze ovog tipa su:

• koeficijent trenja Μ na kontaktnim površinama, određen iz gornje tabele, u zavisnosti od vrste obrade;
• odnos momenta vijka;
• sila zatezanja vijka;
• moment potreban da bi se dobila potrebna vrijednost prethodnog indikatora.

Izračunata vrijednost momenta se nalazi po formuli:

M=K∙N∙d_{nom, gde je K faktor momenta određen prema GOST 22356-77;}

N – sila zatezanja vijka, kN;

d_{nom – njegov nominalni prečnik, mm.}

Vrijednost N je određena formulom:

N=σ_r∙S_{n∙ k,}

gdje je σ_r vlačna čvrstoća materijala vijka, N/mm^2;

S_n – površina poprečnog presjeka vijka,neto, mm^2;

k – koeficijent radnih uslova (za čelične konstrukcije i drumske mostove jednak je 1).

Sila generirana u jednom kontaktu vijka nalazi se po formuli:

N_{1=N∙Μ/ɣ, gdje je ɣ koeficijent pouzdanosti, odabran u zavisnosti od broja vijaka u spoju.}

Minimalni potreban broj vijaka visoke čvrstoće određuje se na sljedeći način:

n=P/(k∙N_{1∙s), gdje je P djelotvorno uzdužno opterećenje, kN;}

s – broj kontakata u vezi.

Sastavljanje

Pravila za stvaranje frikcionog spoja su da budu u skladu sa sljedećim tehničkim zahtjevima:

• Prije montaže potrebno je pripremiti podlogu na jedan od gore navedenih metoda (prema projektnoj dokumentaciji), ukloniti izbočine i neravnine koje onemogućavaju čvrsto prianjanje dijelova.
• Tokom transporta i međuskladišta delova, treba isključiti uljem ili kontaminaciju pripremljenih površina. Ako se ovo ne može izbjeći, onda je neophodan drugi postupak čišćenja.
• U prvoj fazi montaže, dijelovi se poravnavaju sa rupama pomoću montažnih čepova.
• Ugradite vijke sa podloškama (ne više od jedne ispod glave vijka i matice), zategnite ih maticama za 50-90% proračunate sile i provjerite čvrstoću spoja.
• Podesite izračunati moment zatezanja pomoću moment ključeva.
• Nanesite kit ili prajmer pomiješan sacement, bijela glina, kreda. Ovo se radi da bi se spoj zatvorio od vlage.

Provjera kvaliteta

Kontrola kvaliteta se vrši u svim fazama pripreme i montaže. Rezultati interoperativnih provjera se bilježe u dnevnik proizvodnje priključka na terenu.

Kompleks takvih radova uključuje sljedeće operacije:

• ulazna kontrola kvaliteta sirovina, komponenti, kupljenih proizvoda;
• provjera stanja alata, tara moment ključevi;
• kontrola čišćenja površine i pripreme hardvera;
• Provjera gustine zatezanja spojeva (pomoću sondi);
• selektivna kontrola momenta zatezanja;
• kontrola pritiska;
• probni uzorci (prema zahtjevu naručioca građevinskih radova).