Әртүрлі құрылымдық жағдайларда инженерлерге дәнекерлеу және механикалық бекіткіштер арқылы жасалған қосылыстардың беріктігін бағалау қажет болуы мүмкін. Бүгінгі таңда механикалық бекіткіштер әдетте болттармен жасалады, бірақ ескі конструкцияларда шегелер болуы мүмкін.
Бұл жобаны жаңарту, жөндеу немесе жақсарту кезінде орын алуы мүмкін. Жаңа дизайн қосылыстың бір-бірімен бірге жұмыс істеуі үшін болттар мен дәнекерлеуді қажет етуі мүмкін, мұнда біріктірілетін материал алдымен болттармен біріктіріліп, содан кейін қосылысқа толық беріктік беру үшін дәнекерленеді.
Дегенмен, қосылыстың жалпы жүк көтергіштігін анықтау жеке компоненттердің (дәнекерлеу, болттар және шегелер) қосындысын қосу сияқты қарапайым емес. Мұндай болжам апатты салдарға әкелуі мүмкін.
Болтпен бекітілген қосылыстар Американдық болат конструкциялары институтының (AISC) құрылымдық қосылыс сипаттамасында сипатталған, онда ASTM A325 немесе A490 болттары тығыз бекіту, алдын ала жүктеу немесе сырғымалы кілт ретінде қолданылады.
Қабаттардың тығыз жанасуын қамтамасыз ету үшін тығыз тартылған қосылыстарды соққы кілтімен немесе кәдімгі екі жақты кілтті пайдаланып, слесарьмен қатайтыңыз. Алдын ала кернелген қосылыста болттар айтарлықтай созылу жүктемелеріне ұшырайтындай етіп орнатылады, ал пластиналар қысу жүктемелеріне ұшырайды.
1. Гайканы бұраңыз. Гайканы бұрау әдісі болтты қатайтуды, содан кейін гайканы қосымша бұрауды қамтиды, бұл болттың диаметрі мен ұзындығына байланысты.
2. Кілтті калибрлеңіз. Калибрленген кілт әдісі болттың керілуімен байланысты айналу моментін өлшейді.
3. Бұралу типті керілуді реттейтін болт. Бұрамалы керілу болттарының басына қарама-қарсы болттың ұшында кішкентай шпилькалар бар. Қажетті моментке жеткенде, шпилька бұрап алынады.
4. Тікелей тарту көрсеткіші. Тікелей керілу индикаторлары - қойындылары бар арнайы шайбалар. Құлақшадағы қысу мөлшері болтқа түсетін керілу деңгейін көрсетеді.
Қарапайым тілмен айтқанда, болттар тығыз және алдын ала керілген қосылыстарда түйреуіштер сияқты жұмыс істейді, дәл перфорацияланған қағаздың бір бумасын ұстап тұрған жез түйреуіш сияқты. Маңызды сырғанайтын қосылыстар үйкеліс арқылы жұмыс істейді: алдын ала жүктеу төмен түсіру күшін тудырады, ал жанасатын беттер арасындағы үйкеліс қосылыстың тайып кетуіне қарсы тұру үшін бірге жұмыс істейді. Бұл қағаздар бумасын бірге ұстап тұратын байланыстырғыш сияқты, себебі қағазда тесіктер жасалғандықтан емес, байланыстырғыш қағаздарды бір-біріне қысып, үйкеліс буманы бірге ұстап тұрады.
ASTM A325 болттарының созылу беріктігі шаршы дюймге 150-ден 120 кг-ға дейін (KSI), бұл болттың диаметріне байланысты, ал A490 болттарының созылу беріктігі 150-ден 170-KSI-ге дейін болуы керек. Шейкер қосылыстары тығыз қосылыстарға көбірек ұқсайды, бірақ бұл жағдайда түйреуіштер әдетте A325 болтынан екі есе аз берік шейкер болып табылады.
Механикалық бекітілген қосылыс ығысу күштеріне ұшыраған кезде (бір элемент қолданылған күш салдарынан екіншісінің үстінен сырғып кетуге бейім болған кезде) екі нәрсенің бірі болуы мүмкін. Болттар немесе шегелер тесіктердің бүйірлерінде болуы мүмкін, бұл болттардың немесе шегелердің бір уақытта ығысуына әкеледі. Екінші мүмкіндік - алдын ала керілген бекіткіштердің қысу күшінен туындаған үйкеліс ығысу жүктемелеріне төтеп бере алады. Бұл қосылыс үшін тайғанақ күтілмейді, бірақ бұл мүмкін.
Көптеген қолданбалар үшін тығыз байланыс қолайлы, себебі аздаған тайғанақ қосылыстың сипаттамаларына кері әсер ете алмайды. Мысалы, түйіршікті материалды сақтауға арналған силосты қарастырайық. Алғаш рет тиеген кезде аздаған тайғанақ болуы мүмкін. Тайғанақ пайда болғаннан кейін, ол қайталанбайды, себебі кейінгі барлық жүктемелер бірдей сипатта болады.
Жүктемені кері бұру кейбір қолданбаларда қолданылады, мысалы, айналмалы элементтер кезектесіп созылу және қысу жүктемелеріне ұшыраған кезде. Тағы бір мысал - толық кері жүктемелерге ұшыраған иілу элементі. Жүктеме бағытында айтарлықтай өзгеріс болған кезде, циклдік сырғанауларды болдырмау үшін алдын ала жүктелген қосылым қажет болуы мүмкін. Бұл сырғанау ақырында созылған тесіктерде көбірек сырғанауларға әкеледі.
Кейбір қосылыстар шаршауға әкелуі мүмкін көптеген жүктеме циклдарын бастан кешіреді. Оларға престер, кран тіректері және көпірлердегі қосылыстар жатады. Қосылым кері бағытта шаршау жүктемелеріне ұшыраған кезде сырғанайтын маңызды қосылыстар қажет. Мұндай жағдайлар үшін қосылыстың тайып кетпеуі өте маңызды, сондықтан тайып кететін маңызды қосылыстар қажет.
Бұрандалы қосылыстарды осы стандарттардың кез келгеніне сәйкес жобалауға және өндіруге болады. Тойтармалы қосылыстар тығыз деп саналады.
Дәнекерленген қосылыстар қатты болады. Дәнекерлеу қосылыстары қиын. Жүктеме астында сырғып кетуі мүмкін тығыз болтталған қосылыстардан айырмашылығы, дәнекерлеу қосылыстары қолданылатын жүктемені үлкен көлемде созып, таратудың қажеті жоқ. Көп жағдайда дәнекерленген және мойынтірек типті механикалық бекіткіштер бірдей деформацияланбайды.
Механикалық бекіткіштермен дәнекерлеу кезінде жүктеме қаттырақ бөлік арқылы беріледі, сондықтан дәнекерлеу жүктің барлығын дерлік көтере алады, болтпен өте аз бөліседі. Сондықтан дәнекерлеу, болтпен бекіту және шегелеу кезінде абай болу керек. Техникалық сипаттамалары. AWS D1 механикалық бекіткіштер мен дәнекерлеуді араластыру мәселесін шешеді. Құрылымдық дәнекерлеуге арналған 1:2000 техникалық сипаттамасы – болат. 2.6.3-тармақта мойынтірек типті қосылыстарда қолданылатын шегелер немесе болттар үшін (яғни, болт немесе шегелеу түйреуіш ретінде әрекет ететін жерде) механикалық бекіткіштер жүктемені дәнекерлеумен бөліседі деп қарастырылмауы керек делінген. Егер дәнекерлеу қолданылса, олар қосылыстағы толық жүктемені көтеру үшін қамтамасыз етілуі керек. Дегенмен, бір элементке дәнекерленген және басқа элементке шегеленген немесе болтпен бекітілген қосылыстарға рұқсат етіледі.
Мойынтірек типті механикалық бекіткіштерді пайдаланған кезде және дәнекерлеуді қосқанда, болттың жүк көтергіштігі көбінесе ескерілмейді. Осы ережеге сәйкес, дәнекерлеу барлық жүктемелерді тасымалдауға арналған болуы керек.
Бұл іс жүзінде AISC LRFD-1999, J1.9 тармағымен бірдей. Дегенмен, канадалық CAN/CSA-S16.1-M94 стандарты механикалық бекіткіштің немесе болттың қуаты дәнекерлеу қуатынан жоғары болған кезде де дербес пайдалануға мүмкіндік береді.
Бұл мәселеде үш критерий сәйкес келеді: мойынтірек түріндегі механикалық бекіту мүмкіндіктері мен дәнекерлеу мүмкіндіктері сәйкес келмейді.
AWS D1.1 2.6.3 бөлімінде 1-суретте көрсетілгендей, болттар мен дәнекерлеуді екі бөліктен тұратын қосылысқа біріктіруге болатын жағдайлар да талқыланады. Сол жақта дәнекерлеу, оң жақта болтпен бекітілген. Мұнда дәнекерлеу мен болттардың жалпы қуатын ескеруге болады. Толық қосылыстың әрбір бөлігі тәуелсіз жұмыс істейді. Осылайша, бұл код 2.6.3 бірінші бөлімінде қамтылған қағидаттан ерекшелік болып табылады.
Жаңа талқыланған ережелер жаңа ғимараттарға қолданылады. Қолданыстағы құрылымдар үшін 8.3.7 D1.1 тармағында құрылымдық есептеулер шеге немесе болт жаңа жалпы жүктемемен шамадан тыс жүктелетінін көрсеткен кезде, оған тек қолданыстағы статикалық жүктеме тағайындалуы керек делінген.
Дәл осы ережелерге сәйкес, егер шеге немесе болт тек статикалық жүктемелермен шамадан тыс жүктелсе немесе циклдік (шаршау) жүктемелерге ұшыраса, жалпы жүктемені көтеру үшін жеткілікті негізгі металл мен дәнекерлеу қосылуы керек.
Механикалық бекіткіштер мен дәнекерлеу арасындағы жүктеменің таралуы, егер құрылым алдын ала жүктелген болса, басқаша айтқанда, қосылған элементтер арасында тайғанау орын алса, қолайлы. Бірақ механикалық бекіткіштерге тек статикалық жүктемелер ғана түсуі мүмкін. Тайғанауының артуына әкелуі мүмкін тірі жүктемелер бүкіл жүктемеге төтеп бере алатын дәнекерлеуді пайдалану арқылы қорғалуы керек.
Дәнекерлеу қосылыстары барлық қолданылатын немесе динамикалық жүктемелерге төтеп беру үшін пайдаланылуы керек. Механикалық бекіткіштер шамадан тыс жүктелген кезде, жүктемені бөлісуге рұқсат етілмейді. Циклдік жүктеме кезінде жүктемені бөлісуге рұқсат етілмейді, себебі жүктеме дәнекерлеудің тұрақты тайып кетуіне және шамадан тыс жүктелуіне әкелуі мүмкін.
Сурет. Бастапқыда болтпен мықтап бекітілген тізе буынын қарастырайық (2-суретті қараңыз). Құрылым қосымша күш береді, ал екі есе беріктікті қамтамасыз ету үшін қосылыстар мен қосқыштарды қосу керек. 3-суретте элементтерді нығайтудың негізгі жоспары көрсетілген. Қосылу қалай жасалуы керек?
Жаңа болатты ескі болатқа филе дәнекерлеу арқылы қосу керек болғандықтан, инженер қосылысқа бірнеше филе дәнекерлеу қосуды шешті. Болттар әлі де орнында болғандықтан, бастапқы идея тек жаңа болатқа қосымша қуат беру үшін қажетті дәнекерлеулерді қосу болды, жүктің 50%-ы болттар арқылы, ал жүктің 50%-ы жаңа дәнекерлеу арқылы өтеді деп күтілді. Бұл қабылдана ма?
Алдымен қосылымға қазіргі уақытта статикалық жүктемелер қолданылмайды деп есептейік. Бұл жағдайда AWS D1.1 2.6.3-тармағы қолданылады.
Бұл мойынтірек типті қосылыста дәнекерлеу мен болт жүктемені бөліседі деп санауға болмайды, сондықтан көрсетілген дәнекерлеу өлшемі барлық статикалық және динамикалық жүктемені көтеру үшін жеткілікті үлкен болуы керек. Бұл мысалдағы болттардың көтергіштік қабілетін ескеру мүмкін емес, себебі статикалық жүктеме болмаса, қосылыс босаңсыған күйде болады. Дәнекерлеу (жүктің жартысын көтеруге арналған) бастапқыда толық жүктеме түскен кезде үзіледі. Содан кейін жүктің жартысын беруге арналған болт та жүктемені беруге тырысады және сынады.
Сонымен қатар, статикалық жүктеме қолданылады деп есептеңіз. Сонымен қатар, қолданыстағы қосылыс қолданыстағы тұрақты жүктемені көтеру үшін жеткілікті деп есептеледі. Бұл жағдайда 8.3.7 D1.1 тармағы қолданылады. Жаңа дәнекерлеу тек жоғары статикалық және жалпы тірі жүктемелерге төтеп беруі керек. Қолданыстағы өлі жүктемелерді қолданыстағы механикалық бекіткіштерге тағайындауға болады.
Тұрақты жүктеме кезінде қосылыс салбырамайды. Керісінше, болттар өз жүктемесін көтереді. Қосылымда біраз тайғанау болған. Сондықтан дәнекерлеуді пайдалануға болады және олар динамикалық жүктемелерді өткізе алады.
«Бұл қолайлы ма?» деген сұраққа жауап жүктеме жағдайларына байланысты. Бірінші жағдайда, статикалық жүктеме болмаған жағдайда, жауап теріс болады. Екінші сценарийдің нақты жағдайларында жауап иә.
Статикалық жүктеме қолданылғандықтан, қорытынды жасау әрқашан мүмкін емес. Статикалық жүктемелер деңгейі, бар механикалық қосылыстардың жеткіліктілігі және соңғы жүктемелердің сипаты - статикалық немесе циклдік болсын - жауапты өзгертуі мүмкін.
Дуэйн К. Миллер, медицина ғылымдарының докторы, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Дәнекерлеу технологиялары орталығының менеджері, Lincoln Electric компаниясы, www.lincolnelectric.com. Lincoln Electric бүкіл әлем бойынша дәнекерлеу жабдықтары мен дәнекерлеу материалдарын шығарады. Дәнекерлеу технологиялары орталығының инженерлері мен техниктері тұтынушыларға дәнекерлеу мәселелерін шешуге көмектеседі.
Американдық дәнекерлеу қоғамы, 550 NW LeJeune Road, Майами, Флорида 33126-5671, телефон 305-443-9353, факс 305-443-7559, веб-сайт www.aws.org.
ASTM халықаралық компаниясы, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, телефон 610-832-9585, факс 610-832-9555, веб-сайт www.astm.org.
Американдық болат конструкциялары қауымдастығы, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Чикаго, Иллинойс 60601-2001, телефон 312-670-2400, факс 312-670-5403, веб-сайт www.aisc.org.
FABRICATOR - Солтүстік Америкадағы болат өндіру және қалыптау бойынша жетекші журнал. Журналда өндірушілерге өз жұмыстарын тиімдірек орындауға мүмкіндік беретін жаңалықтар, техникалық мақалалар және табысты оқиғалар жарияланады. FABRICATOR салада 1970 жылдан бері жұмыс істейді.
Енді FABRICATOR сандық басылымына толық қол жеткізу арқылы құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізу.
The Tube & Pipe Journal журналының цифрлық нұсқасы енді толығымен қолжетімді, бұл салалық құнды ресурстарға оңай қол жеткізуді қамтамасыз етеді.
Металл штамптау нарығына арналған ең жаңа технологияларды, озық тәжірибелерді және салалық жаңалықтарды қамтитын STAMPING журналына толық сандық қолжетімділік алыңыз.
Енді The Fabricator en Español сайтына толық цифрлық қол жеткізу арқылы сіз құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізе аласыз.