Әртүрлі құрылымдық жағдайларда инженерлерге дәнекерленген жіктермен және механикалық бекіткіштермен жасалған қосылыстардың беріктігін бағалау қажет болуы мүмкін.Бүгінгі күні механикалық бекіткіштер әдетте болттар болып табылады, бірақ ескі конструкцияларда тойтармалар болуы мүмкін.
Бұл жобаны жаңарту, жөндеу немесе жақсарту кезінде орын алуы мүмкін.Жаңа дизайн біріктірілетін материал алдымен болттармен біріктіріліп, содан кейін қосылыстың толық беріктігін қамтамасыз ету үшін дәнекерленген қосылыста бірге жұмыс істеу үшін болттарды және дәнекерлеуді қажет етуі мүмкін.
Дегенмен, қосылыстың жалпы жүк көтергіштігін анықтау жеке құрамдас бөліктердің (дәнекерленген жіктер, болттар және тойтармалар) қосындысын қосу сияқты оңай емес.Мұндай болжам қайғылы салдарға әкелуі мүмкін.
Бұрандалы қосылыстар Американдық болат құрылымдар институтының (AISC) құрылымдық біріктіру спецификациясында сипатталған, ол ASTM A325 немесе A490 болттарын тығыз бекіту, алдын ала жүктеу немесе жылжымалы кілт ретінде пайдаланады.
Қабаттардың тығыз байланыста болуын қамтамасыз ету үшін кәдімгі екі жақты кілтті пайдаланып, соқпалы кілтпен немесе слесарь көмегімен мықтап тартылған қосылымдарды қатайтыңыз.Алдын ала кернелген қосылымда болттар айтарлықтай созылу жүктемелеріне ұшырайтындай етіп орнатылады, ал пластиналар қысу жүктемелеріне ұшырайды.
1. Гайканы бұраңыз.Гайканы бұру әдісі болтты қатайтуды, содан кейін гайканы қосымша мөлшерде бұруды қамтиды, ол болттың диаметрі мен ұзындығына байланысты.
2. Кілтті калибрлаңыз.Калибрленген кілт әдісі болттың тартылуымен байланысты моментті өлшейді.
3. Бұралу түріндегі кернеуді реттейтін болт.Бұралатын кергіш болттардың басына қарама-қарсы болттың ұшында кішкене шпилькалары бар.Қажетті моментке жеткенде, шпилька бұрап шығарылады.
4. Тікелей тарту көрсеткіші.Тікелей кернеу индикаторлары - бұл құлақшалары бар арнайы шайбалар.Құлақтағы қысу мөлшері болтқа қолданылатын кернеу деңгейін көрсетеді.
Қарапайым тілмен айтқанда, болттар тығыз және алдын ала керілген қосылыстардағы түйреуіштер сияқты әрекет етеді, бұл перфорацияланған қағаздың дестесін бірге ұстап тұрған жезден жасалған түйреуіш сияқты.Сыни сырғанау қосылыстары үйкеліс арқылы жұмыс істейді: алдын ала жүктеме түсіру күшін тудырады, ал жанасу беттері арасындағы үйкеліс қосылыстың сырғуына қарсы тұру үшін бірге жұмыс істейді.Бұл қағазды тесетіндіктен емес, байланыстырушы қағазды бір-біріне қысып, үйкеліс күшімен дестекті бір-бірімен ұстап тұратын байланыстырғыш сияқты.
ASTM A325 болттары болттың диаметріне байланысты шаршы дюймге (KSI) ең аз созылу беріктігі 150-ден 120 кг-ға дейін, ал A490 болттарының созылу күші 150-ден 170-KSI-ге дейін болуы керек.Тойтарма қосылыстары тығыз буындар сияқты әрекет етеді, бірақ бұл жағдайда түйреуіштер әдетте A325 болтының шамамен жартысы берік тойтармалар болып табылады.
Механикалық бекітілген қосылыс ығысу күштеріне ұшыраған кезде екі нәрсенің бірі болуы мүмкін (қолданылған күш әсерінен бір элемент екіншісінің үстінен сырғуға бейім болғанда).Болттар немесе тойтармалар тесіктердің бүйірінде болуы мүмкін, бұл болттардың немесе тойтармалардың бір уақытта кесілуіне әкеледі.Екінші мүмкіндік, алдын ала тартылған бекіткіштердің қысқыш күші әсерінен болатын үйкеліс ығысу жүктемелеріне төтеп бере алады.Бұл қосылымда сырғанау күтілмейді, бірақ бұл мүмкін.
Тығыз байланыс көптеген қолданбалар үшін қолайлы, өйткені аздап сырғанау қосылым сипаттамаларына теріс әсер ете алмайды.Мысалы, түйіршіктелген материалды сақтауға арналған силосты қарастырайық.Бірінші рет жүктегенде аздап сырғанау болуы мүмкін.Бір рет сырғанау пайда болса, ол қайталанбайды, өйткені барлық кейінгі жүктемелер бірдей сипатта болады.
Жүктемені өзгерту кейбір қолданбаларда, мысалы, айналмалы элементтер ауыспалы созылу және қысу жүктемелеріне ұшыраған кезде қолданылады.Тағы бір мысал - толығымен кері жүктемелерге ұшыраған иілу элементі.Жүктеме бағытында елеулі өзгерістер болған кезде циклдік сырғуды жою үшін алдын ала жүктелген қосылым қажет болуы мүмкін.Бұл сырғанау, сайып келгенде, ұзартылған тесіктерде көбірек сырғуға әкеледі.
Кейбір буындар шаршауға әкелетін көптеген жүктеме циклдарын бастан кешіреді.Оларға престер, кран тіректері және көпірлердегі қосылыстар жатады.Қосылым кері бағытта шаршау жүктемелеріне ұшыраған кезде сырғымалы сыни қосылымдар қажет.Жағдайлардың бұл түрлері үшін буынның сырғып кетпеуі өте маңызды, сондықтан сырғанау сыни буындар қажет.
Қолданыстағы болтты қосылыстар осы стандарттардың кез келгеніне сәйкес жобалануы және жасалуы мүмкін.Тойтармалар байланыстары тығыз болып саналады.
Дәнекерленген қосылыстар қатты болады.Дәнекерлеу қосылыстары қиын.Жүктеме астында сырғып кетуі мүмкін тығыз болттармен біріктірілген қосылыстардан айырмашылығы, дәнекерленген жіктердің созылуы және түсірілген жүктемені үлкен көлемде таратуы қажет емес.Көп жағдайда дәнекерленген және мойынтіректі типтегі механикалық бекіткіштер бірдей деформацияланбайды.
Механикалық бекіткіштермен дәнекерленген тігістерді пайдаланған кезде жүктеме қаттырақ бөлік арқылы тасымалданады, сондықтан дәнекерленген жік болтпен өте аз бөлінетін жүктің барлығын дерлік көтере алады.Сондықтан дәнекерлеу, болттарды бекіту және тойтару кезінде мұқият болу керек.Техникалық сипаттамалар.AWS D1 механикалық бекіткіштер мен дәнекерленген жіктерді араластыру мәселесін шешеді.Құрылымдық дәнекерлеуге арналған спецификация 1:2000 – болат.2.6.3-параграфта мойынтірек типті қосылыстарда қолданылатын тойтармалар немесе болттар үшін (яғни болт немесе тойтарма түйреуіш рөлін атқаратын жерлерде) механикалық бекіткіштер жүктемені дәнекерленген жікпен бөлісетін деп есептелмейтінін айтады.Егер дәнекерлеу қолданылса, олар қосылыстағы толық жүктемені көтеру үшін қамтамасыз етілуі керек.Дегенмен, бір элементке дәнекерленген және басқа элементке тойтарылған немесе болттармен бекітілген қосылыстарға рұқсат етіледі.
Мойынтірек тәрізді механикалық бекітпелерді пайдаланған кезде және дәнекерленген қосылыстарды қосқанда, болттың жүк көтергіштігі негізінен ескерілмейді.Осы ережеге сәйкес дәнекерленген жік барлық жүктемелерді беруге арналған болуы керек.
Бұл негізінен AISC LRFD-1999, J1.9 тармағымен бірдей.Дегенмен, канадалық CAN/CSA-S16.1-M94 стандарты механикалық бекіткіштің немесе болттың қуаты дәнекерлеуге қарағанда жоғары болған кезде де дербес пайдалануға мүмкіндік береді.
Бұл мәселеде үш критерий сәйкес келеді: мойынтірек түріндегі механикалық бекіту мүмкіндіктері мен дәнекерлеу тігістерінің мүмкіндіктері қосылмайды.
AWS D1.1 2.6.3 тарауында сонымен қатар 1-суретте көрсетілгендей болттар мен дәнекерленген қосылыстарды екі бөліктен тұратын қосылыста біріктіруге болатын жағдайлар қарастырылған.Мұнда дәнекерленген қосылыстар мен болттардың жалпы қуатын ескеруге болады.Бүкіл қосылымның әрбір бөлігі дербес жұмыс істейді.Осылайша, бұл кодекс 2.6.3 бірінші бөлігінде қамтылған қағидаттан ерекшелік болып табылады.
Жаңа ғана талқыланған ережелер жаңа ғимараттарға қатысты.Қолданыстағы құрылымдар үшін 8.3.7 D1.1 тармағында құрылымдық есептеулер тойтарма немесе болттың жаңа жалпы жүктемемен шамадан тыс жүктелетінін көрсеткенде, оған тек бар статикалық жүктеме тағайындалуы керек деп көрсетілген.
Дәл осындай ережелер тойтарма немесе болт тек статикалық жүктемелермен шамадан тыс жүктелсе немесе циклдік (шаршау) жүктемелерге ұшыраса, жалпы жүктемені қолдау үшін жеткілікті негізгі металды және дәнекерлеуді қосуды талап етеді.
Механикалық бекіткіштер мен дәнекерленген тігістер арасындағы жүктемені бөлу, егер құрылым алдын ала жүктелген болса, басқаша айтқанда, қосылған элементтер арасында сырғанау орын алса, рұқсат етіледі.Бірақ механикалық бекіткіштерге тек статикалық жүктемелерді қоюға болады.Көбірек сырғуға әкелетін ток жүктемелері бүкіл жүктемеге төтеп бере алатын дәнекерленген жіктерді қолдану арқылы қорғалуы керек.
Дәнекерленген тігістер 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 жол берілмейді, өйткені жүктеме тұрақты сырғып кетуге және дәнекерленген тігістің шамадан тыс жүктелуіне әкелуі мүмкін.
иллюстрация.Бастапқыда мықтап бекітілген тігуді қарастырайық (2-суретті қараңыз).Құрылым қосымша қуат қосады және қосылыстар мен қосқыштарды екі есе күшті қамтамасыз ету үшін қосу керек.Суретте.3 элементтерді нығайтудың негізгі жоспарын көрсетеді.Байланысты қалай жасау керек?
Жаңа болат ескі болатқа филетті дәнекерлеу арқылы қосылуы керек болғандықтан, инженер түйіспеге бірнеше дәнекерлеуді қосуды ұйғарды.Болттар әлі де орнында болғандықтан, бастапқы идея жаңа болатқа қосымша қуатты беру үшін қажет дәнекерлеуді ғана қосу болды, жүктің 50% болттардан өтеді және жүктің 50% жаңа дәнекерленген жіктерден өтеді.Бұл қолайлы ма?
Алдымен қосылымға қазіргі уақытта статикалық жүктемелер қолданылмаған деп есептейік.Бұл жағдайда AWS D1.1 2.6.3 тармағы қолданылады.
Бұл мойынтірек түріндегі қосылыста дәнекерленген жік пен болтты жүктемені бөліседі деп санауға болмайды, сондықтан көрсетілген дәнекерлеу өлшемі барлық статикалық және динамикалық жүктемені көтеретіндей үлкен болуы керек.Бұл мысалдағы болттардың көтергіштігі ескерілмейді, өйткені статикалық жүктемесіз қосылым бос күйде болады.Дәнекерленген жік (жарты жүкті көтеруге арналған) бастапқыда толық жүктеме түскенде үзіледі.Содан кейін болт, сонымен қатар жүктің жартысын беруге арналған, жүктемені беруге тырысады және үзіледі.
Әрі қарай статикалық жүктеме қолданылады деп болжаңыз.Сонымен қатар, қолданыстағы байланыс бар тұрақты жүктемені көтеру үшін жеткілікті деп есептеледі.Бұл жағдайда 8.3.7 D1.1 тармағы қолданылады.Жаңа дәнекерленген қосылыстар тек статикалық және жалпы ток кернеуінің жоғарылауына төтеп беруі керек.Қолданыстағы өлі жүктемелер бар механикалық бекіткіштерге тағайындалуы мүмкін.
Тұрақты жүктеме кезінде байланыс салбырап кетпейді.Оның орнына болттар қазірдің өзінде өз жүктемесін көтереді.Байланыста біраз сырғып кетті.Сондықтан дәнекерленген жіктерді қолдануға 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 шарттарында жауап иә.
Статикалық жүктеме қолданылғандықтан, қорытынды жасау әрқашан мүмкін емес.Статикалық жүктемелердің деңгейі, бар механикалық қосылымдардың сәйкестігі және соңғы жүктемелердің сипаты - статикалық немесе циклдік - жауапты өзгертуі мүмкін.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, дәнекерлеу технологиясы орталығының менеджері, Lincoln Electric Company, www.lincolnelectric.com.Lincoln Electric бүкіл әлем бойынша дәнекерлеу жабдықтары мен дәнекерлеу материалдарын шығарады.Дәнекерлеу технологиясы орталығының инженерлері мен техниктері тұтынушыларға дәнекерлеу мәселелерін шешуге көмектеседі.
American Welding Society, 550 NW LeJeune Road, Майами, FL 33126-5671, телефон 305-443-9353, факс 305-443-7559, www.aws.org веб-сайты.
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, телефон 610-832-9585, факс 610-832-9555, www.astm.org веб-сайты.
American Steel Structures қауымдастығы, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Чикаго, IL 60601-2001, телефон 312-670-2400, факс 312-670-5403, www.aisc.org веб-сайты.
FABRICATOR — Солтүстік Американың жетекші болат өндіру және қалыптау журналы.Журнал өндірушілерге өз жұмысын тиімдірек орындауға мүмкіндік беретін жаңалықтарды, техникалық мақалаларды және сәттілік оқиғаларын жариялайды.ФАБРИКАТОР өнеркәсіпте 1970 жылдан бері жұмыс істейді.
Енді FABRICATOR сандық басылымына толық қол жетімділік, құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізу.
The Tube & Pipe Journal сандық басылымы қазір толық қолжетімді, бұл құнды салалық ресурстарға оңай қол жеткізуді қамтамасыз етеді.
Металл штамптау нарығына арналған соңғы технологияларды, озық тәжірибелерді және салалық жаңалықтарды қамтитын STAMPING журналына толық сандық қолжетімділікті алыңыз.
Енді The Fabricator en Español бағдарламасына толық цифрлық қол жетімділікпен сіз бағалы салалық ресурстарға оңай қол жеткізе аласыз.