У различитим структуралним ситуацијама, инжењери ће можда морати да процене чврстоћу спојева направљених заваривањем и механичким причвршћивачима.Данас су механички причвршћивачи обично вијци, али старији дизајни могу имати заковице.
Ово се може десити током надоградње, реновирања или побољшања пројекта.Нови дизајн може захтевати завртње и заваривање да би заједно радили у споју где се материјал који се спаја прво спаја вијцима, а затим заварује да би се споју обезбедила пуна чврстоћа.
Међутим, одређивање укупне носивости споја није тако једноставно као сабирање збира појединачних компоненти (завара, завртња и заковица).Таква претпоставка може довести до катастрофалних последица.
Вијчани спојеви су описани у спецификацији структурних спојева Америчког института за челичне конструкције (АИСЦ), која користи АСТМ А325 или А490 вијке као чврсту монтажу, преднапрезање или клизни кључ.
Затегните чврсто затегнуте спојеве ударним кључем или браваром користећи конвенционални двострани кључ како бисте осигурали да су слојеви у чврстом контакту.У преднапрегнутом споју, вијци се постављају тако да су подвргнути значајним затезним оптерећењима, а плоче под притиском притиска.
1. Окрените матицу.Метода окретања матице подразумева затезање завртња, а затим додатно окретање матице, што зависи од пречника и дужине завртња.
2. Калибрирајте кључ.Метода калибрираног кључа мери обртни момент који је повезан са затезањем завртња.
3. Вијак за подешавање затезања типа торзије.Затезни вијци који се увијају имају мале клинове на крају вијка насупрот глави.Када се постигне потребан обртни момент, клин се одврне.
4. Индекс равног повлачења.Индикатори директног затезања су специјалне подлошке са језичцима.Количина компресије на ушици показује ниво затезања примењеног на вијак.
Лаички речено, вијци се понашају као игле у чврстим и претходно затегнутим спојевима, слично као месингана игла која држи хрпу перфорираног папира заједно.Критични клизни зглобови раде трењем: предоптерећење ствара потисну силу, а трење између контактних површина ради заједно како би се одупрло проклизавању зглоба.То је као регистратор који држи хрпу папира заједно, не зато што су рупе на папиру избушене, већ зато што повезивач притиска папире заједно и трење држи хрпу заједно.
АСТМ А325 вијци имају минималну затезну чврстоћу од 150 до 120 кг по квадратном инчу (КСИ), у зависности од пречника вијка, док вијци А490 морају имати затезну чврстоћу од 150 до 170 КСИ.Спојеви заковица се понашају више као чврсти спојеви, али у овом случају, игле су заковице које су обично отприлике упола јаче од А325 вијка.
Једна од две ствари се може десити када је механички причвршћен спој подвргнут силама смицања (када један елемент тежи да клизи преко другог услед примењене силе).Вијци или заковице могу бити на бочним странама рупа, узрокујући да се вијци или заковице одвоје у исто време.Друга могућност је да трење изазвано силом стезања претходно затегнутих затварача може издржати смична оптерећења.За ову везу се не очекује проклизавање, али је могуће.
Чврста веза је прихватљива за многе примене, јер благо клизање не може негативно утицати на карактеристике везе.На пример, узмите у обзир силос дизајниран за складиштење зрнастог материјала.Може доћи до малог клизања приликом првог учитавања.Једном када дође до клизања, то се више неће поновити, јер су сва наредна оптерећења исте природе.
Преокрет оптерећења се користи у неким апликацијама, као што је када су ротирајући елементи изложени наизменичним затезним и компресивним оптерећењима.Други пример је елемент за савијање који је подвргнут потпуно обрнутом оптерећењу.Када дође до значајне промене у смеру оптерећења, може бити потребна преднапрегнута веза да би се елиминисало циклично клизање.Ово клизање на крају доводи до већег клизања у издуженим рупама.
Неки зглобови доживљавају много циклуса оптерећења што може довести до умора.То укључује пресе, носаче за дизалице и везе у мостовима.Клизне критичне везе су потребне када је веза подвргнута оптерећењима од замора у обрнутом смеру.За ове врсте стања веома је важно да спој не клизи, па су потребни спојеви који су критични за клизање.
Постојеће вијчане везе могу бити пројектоване и произведене у складу са било којим од ових стандарда.Везе заковице се сматрају чврстим.
Заварени спојеви су крути.Спојеви за лемљење су незгодни.За разлику од затегнутих вијчаних спојева, који могу да клизе под оптерећењем, завари не морају у великој мери да се растежу и распоређују примењено оптерећење.У већини случајева, заварени и носећи механички причвршћивачи се не деформишу на исти начин.
Када се заварени спојеви користе са механичким причвршћивачима, оптерећење се преноси кроз тврђи део, тако да завар може да издржи скоро све оптерећење, са врло мало заједничког са завртњем.Због тога се мора пазити при заваривању, причвршћивању и закивању.Спецификације.АВС Д1 решава проблем мешања механичких причвршћивача и завара.Спецификација 1:2000 за заваривање конструкција – челик.Параграф 2.6.3 наводи да за заковице или завртње који се користе у лежајним спојевима (тј. где завртње или заковица делују као игла), не треба сматрати да механичка причвршћивача деле оптерећење са заваром.Ако се користи заваривање, они морају бити обезбеђени да носе пуно оптерећење у споју.Међутим, дозвољени су спојеви заварени за један елемент и причвршћени заковицама или вијцима за други елемент.
Приликом употребе механичких причвршћивача носивог типа и додавања заварених спојева, носивост завртња се у великој мери занемарује.Према овој одредби, завар мора бити пројектован тако да пренесе сва оптерећења.
Ово је у суштини исто као АИСЦ ЛРФД-1999, клаузула Ј1.9.Међутим, канадски стандард ЦАН/ЦСА-С16.1-М94 такође дозвољава самосталну употребу када је снага механичког затварача или завртња већа од снаге заваривања.
У овом питању су конзистентна три критеријума: могућности механичких причвршћивања носивог типа и могућности заварених спојева се не сабирају.
Одељак 2.6.3 АВС Д1.1 такође разматра ситуације у којима завртњи и завари могу да се комбинују у дводелни спој, као што је приказано на слици 1. Завари са леве стране, заварени са десне стране.Овде се може узети у обзир укупна снага заварених спојева и вијака.Сваки део целе везе ради независно.Дакле, овај код је изузетак од принципа садржаног у првом делу 2.6.3.
Правила о којима смо управо разговарали важе за нове зграде.За постојеће конструкције, тачка 8.3.7 Д1.1 каже да када прорачуни конструкције покажу да ће заковица или вијак бити преоптерећен новим укупним оптерећењем, треба им доделити само постојеће статичко оптерећење.
Иста правила захтевају да ако су заковица или вијак само преоптерећени статичким оптерећењима или подвргнути цикличном (заморном) оптерећењу, потребно је додати довољно основног метала и заварених спојева да би издржали укупно оптерећење.
Расподела оптерећења између механичких спојних елемената и заварених спојева је прихватљива ако је конструкција преднапрегнута, другим речима, ако је дошло до клизања између спојених елемената.Али само статичка оптерећења могу се поставити на механичке причвршћиваче.Жива оптерећења која могу довести до већег клизања морају бити заштићена употребом заварених спојева који могу да издрже целокупно оптерећење.
Завари се морају користити да издрже сва примењена или динамичка оптерећења.Када су механички причвршћивачи већ преоптерећени, подела оптерећења није дозвољена.При цикличном оптерећењу подела оптерећења није дозвољена, јер оптерећење може довести до трајног клизања и преоптерећења шава.
илустрација.Размислите о преклопном споју који је првобитно био чврсто причвршћен (погледајте слику 2).Структура додаје додатну снагу, а везе и конектори морају бити додати да би се обезбедила двострука снага.На сл.3 приказан је основни план ојачања елемената.Како треба да се успостави веза?
Пошто је нови челик морао да се споји са старим угаоним заваром, инжењер је одлучио да на споју дода неколико угаоних завара.Пошто су вијци још увек били на месту, првобитна идеја је била да се додају само завари потребни за пренос додатне снаге на нови челик, очекујући да 50% оптерећења прође кроз завртње и 50% оптерећења кроз нове заваре.Да ли је прихватљиво?
Претпоставимо прво да се на везу тренутно не примењује никаква статичка оптерећења.У овом случају се примењује параграф 2.6.3 АВС Д1.1.
У овом лежајном споју, не може се сматрати да завар и вијак деле оптерећење, тако да наведена величина завара мора бити довољно велика да издржи сво статичко и динамичко оптерећење.Носивост вијака у овом примеру се не може узети у обзир, јер ће без статичког оптерећења веза бити у лабавом стању.Завар (дизајниран да носи половину оптерећења) у почетку пуца када се примени пуно оптерећење.Затим вијак, такође дизајниран да пренесе половину оптерећења, покушава да пренесе оптерећење и ломи се.
Даље претпоставимо да је примењено статичко оптерећење.Поред тога, претпоставља се да је постојећа веза довољна за ношење постојећег трајног оптерећења.У овом случају се примењује параграф 8.3.7 Д1.1.Нови заварени спојеви морају само да издрже повећана статичка и општа жива оптерећења.Постојећа мртва оптерећења могу се доделити постојећим механичким причвршћивачима.
Под сталним оптерећењем, веза не пада.Уместо тога, вијци већ сносе своје оптерећење.Дошло је до неког клизања у вези.Због тога се заварени спојеви могу користити и могу пренети динамичка оптерећења.
Одговор на питање "Да ли је ово прихватљиво?"зависи од услова оптерећења.У првом случају, у одсуству статичког оптерећења, одговор ће бити негативан.Под специфичним условима другог сценарија, одговор је да.
Само зато што се примењује статичко оптерећење, није увек могуће извући закључак.Ниво статичких оптерећења, адекватност постојећих механичких веза и природа крајњих оптерећења — било статичких или цикличних — могу променити одговор.
Дуане К. Миллер, МД, ПЕ, 22801 Саинт Цлаир Аве., Цлевеланд, ОХ 44117-1199, менаџер центра за технологију заваривања, Линцолн Елецтриц Цомпани, ввв.линцолнелецтриц.цом.Линцолн Елецтриц производи опрему за заваривање и потрошни материјал за заваривање широм света.Инжењери и техничари Центра за заваривање помажу купцима да реше проблеме са заваривањем.
Америцан Велдинг Социети, 550 НВ ЛеЈеуне Роад, Мајами, ФЛ 33126-5671, телефон 305-443-9353, факс 305-443-7559, веб страница ввв.авс.орг.
АСТМ Интл., 100 Барр Харбор Дриве, Вест Цонсхохоцкен, ПА 19428-2959, телефон 610-832-9585, факс 610-832-9555, веб страница ввв.астм.орг.
Америчко удружење челичних конструкција, Оне Е. Вацкер Дриве, Суите 3100, Чикаго, ИЛ 60601-2001, телефон 312-670-2400, факс 312-670-5403, веб страница ввв.аисц.орг.
ФАБРИЦАТОР је водећи часопис за производњу и обликовање челика у Северној Америци.Часопис објављује вести, техничке чланке и приче о успеху који омогућавају произвођачима да ефикасније раде свој посао.ФАБРИЦАТОР је у индустрији од 1970. године.
Сада са пуним приступом дигиталном издању Тхе ФАБРИЦАТОР, лаким приступом вредним индустријским ресурсима.
Дигитално издање Тхе Тубе & Пипе Јоурнал је сада потпуно доступно, пружајући лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Добијте потпун дигитални приступ часопису СТАМПИНГ Јоурнал, који садржи најновију технологију, најбоље праксе и вести из индустрије за тржиште штанцања метала.
Сада са потпуним дигиталним приступом Тхе Фабрицатор ен Еспанол, имате лак приступ вредним индустријским ресурсима.