Skrueforbindelse

Boltesamlinger er en af ​​de mest almindelige elementer i byggeri og maskinens design. De består af skruer, at opsamling og slutte andre dele, og er sikret med parring af gevind.

Der er to hovedtyper af boltet fælles design: spænding leddene og shear leddene.

I spændingen fælles, er boltenes og fastspændt komponenter af fælles konstrueret til at overføre den eksterne trækbelastning gennem samling ved hjælp af den fastspændte komponenter gennem udformningen af ​​en passende balance af fælles og bolt stivhed. Den fælles bør være udformet således, at klemkraft aldrig overvindes ved de ydre trækkræfter, der virker til at adskille samlingen.

Den anden type boltsamling overførsler den påførte belastning ved forskydning på boltskaftet og er afhængig af forskydningsstyrke bolten. Spændinger belastninger på en sådan fælles er helt utilsigtet. En forspænding stadig anvendes, men er ikke så kritisk som i det tilfælde, hvor belastninger overføres gennem fælles i spænding. Andre sådanne shear fuger ikke ansætte en forbelastning på bolten, da de tillader rotation af fælles om bolten, men bruger andre metoder til at fastholde bolt / fælles integritet. Dette kan omfatte gaffelhoveder bindinger, samlinger, der kan flytte, og led der er afhængige af en låsemekanisme.

Korrekt fælles design og bolt forspænding giver nyttige egenskaber:

  • For cykliske træklaster, er lukkemekanismen ikke udsættes for det fulde amplitude af lasten; som et resultat, er fastgørelsesorganet træthed liv øges eller hvis materialet udviser en udmattelsesgrænsen dets levetid strækker ubestemt tid.
  • Så længe de eksterne træklaster på en fælles ikke overstiger den klemkraft, er lukkemekanismen ikke udsættes for bevægelse, som ville løsne den, ikke er behov for låsemekanismer.
  • For forskydning fælles, en ordentlig lukkekraft på de fælles komponenter forhindrer relativ bevægelse af disse komponenter og fretting slid på dem, der ville resultere i træthed revner.

I både spænding og forskydning fælles design tilfælde, er afgørende for det fælles integritet vis grad af spænding forspænding i bolt og resulterer kompression forspænding i den fastspændte komponenter. Forbelastningen mål kan opnås ved at anvende en præcis drejningsmoment på bolten, måling bolt forlængelse, opvarmning for at udvide bolten derefter dreje møtrikken ned, tilspændes bolten til flydegrænse prøvning med ultralyd eller ved et bestemt antal grader af relativ rotation De gevindskårne komponenter. Hver metode har en række usikkerheder forbundet med det, hvoraf nogle er meget betydelig.

Teori

Typisk er en bolt spændes ved anvendelse af et drejningsmoment til enten bolthovedet eller møtrikken. Forbelastningen udviklet i en bolt skyldes det påførte drejningsmoment og er en funktion af bolten diameter, længde, geometrien af ​​trådene og friktionskoefficienter, der findes i gevindet og under skruehovedet eller møtrikken. Stivheden af ​​komponenterne fastholdes af bolten har ingen relation til den forspænding, der er udviklet af drejningsmomentet. Den relative stivhed af bolten og den fastspændte fælles komponenter gør dog bestemme den del af den eksterne spænding belastning, bolten vil bære, og som igen afgør forspænding nødvendig for at forhindre fælles separation og det betyder at reducere udvalget af understrege bolt erfaringer som spændingen belastning gentagne gange anvendes. Dette bestemmer holdbarheden af ​​bolten, når den udsættes for gentagne spændingsbelastninger. Fastholdelse af en tilstrækkelig fælles forbelastning forhindrer også relative glidning af de fælles komponenter, der ville producere fretting slid, der kunne resultere i en træthedsbrud af disse dele, når de underkastes i planet forskydningskræfter.

Klemmen belastning, også kaldet forspænding, af et fastgørelsesorgan oprettes, når et drejningsmoment påføres, og så udvikler en trækstyrke forbelastning, der generelt er en betydelig procentdel af fastgørelsesorganet er blivende. En lukkemekanismen er fremstillet til forskellige standarder, der definerer, blandt andet styrke og klemme belastning. Moment diagrammer er tilgængelige til at identificere den nødvendige drejningsmoment for en nitte baseret på dens ejendom klasse eller kvalitet.

Når et fastgørelsesorgan er vredet en spænding forspænding udvikler sig i bolten og en kompressionskraft forbelastning udvikler sig i de dele er fastgjort. Dette kan modelleres som en fjeder-lignende konstruktion, der har nogle antaget fordeling af trykpåvirkning i den fastspændte fælles komponenter. Da spændingen belastning påføres det lindrer de kompressionskraft stammer induceret af forspænding, deraf forspænding virker på de komprimerede fælles komponenter giver den eksterne spænding indlæse en anden vej end gennem bolten. Så længe de kræfter, der virker på de fastgjorte dele ikke overstiger forbelastningen, er lukkemekanismen ikke udsættes for en stigning i trækbelastning.

Dette er imidlertid en forenklet model, der kun er gyldig, når de fastgjorte dele er meget stivere end lukkemekanismen. I virkeligheden fastgørelsesorganet bærer en lille del af den ydre belastning selv om denne ydre belastning ikke overstiger den klemkraft. Når fastgjort dele er mindre stive end fastgørelseselementet, denne model bryder sammen, og fastgørelsesorganet underkastes en trækbelastning, som er summen af ​​spændingen forbelastning og den eksterne trækbelastning.

I nogle anvendelser er leddene udformet således, at lukkemekanismen vinder ikke før dyrere komponenter. I dette tilfælde erstatter en eksisterende befæstelser med en højere styrke befæstelser kan resultere i beskadigelse af udstyret. Det er således generelt god praksis at erstatte gamle skruer med nye skruer i samme lønklasse.

Indstilling af drejningsmoment

Konstruerede samlinger kræver momentet, der skal vælges til at tilvejebringe den korrekte forspænding. Anvende drejningsmomentet til fastgørelseselementer opnås almindeligvis ved hjælp af en momentnøgle. Drejningsmomentet værdi kræves til en bestemt befæstelser ansøgning kan citeres i den offentliggjorte standard dokument, defineret af fabrikanten eller beregnes.

En fælles forhold anvendes til at beregne drejningsmomentet for en ønsket forbelastning tager hensyn tråden geometri og friktion i gevindet og under skruehovedet eller møtrikken. I det følgende antager standard ISO eller national standard bolte og gevind anvendes:

hvor

Møtrikken faktor K står for tråden geometri, gnidning, banen. Når ISO og Unified National Standard tråde bruges møtrikken faktor er:

hvor

Når en værdi på = = 0,15 anvendes, og dimensionerne for enhver størrelse bolt, om kursus eller fine møtrikken faktor er K ≈ 0,20 og drejningsmomentet / preload forhold bliver

En undersøgelse af virkningen af ​​tilspændes to prøver, en smurt og den anden ikke smurt, 1/2 in.- 20 UNF bolte til 800 lb-in, producerede den samme gennemsnitlige forbelastning på 7700 lbf. De forbelastninger for ikke smurt bolt prøven havde en standardafvigelse fra middelværdien på 1100 lbf, mens smurt prøve havde en standardafvigelse på 680 lbf. Hvis der anvendes forbelastningen værdi og momenter i ovennævnte forhold at løse for møtrikken faktor det viser sig at være K = 0,208, hvilket er meget tæt på den anbefalede værdi på 0,20

Den foretrukne bolt preload for strukturelle applikationer bør være mindst 75% af lukkemekanismen er bevis belastning for de højere styrke skruer og så højt som 90% af beviset belastning til permanente skruer. For at opnå fordelene ved forbelastningen, skal klemkraften være højere end den fælles separation belastning. For nogle samlinger er flere skruer kræves for at sikre det fælles; disse er alle hånd strammet før den endelige moment anvendes for at sikre en jævn fælles siddepladser.

Momentværdien er afhængig af friktionen fremstillet i gevindet og under tilspændt bolthoved eller møtrikken og fastgøres materiale eller skive, hvis de anvendes. Denne friktion kan påvirkes ved anvendelse af et smøremiddel eller en plating påføres trådene, og fastgørelsesorganet standard definerer, om værdien drejningsmomentet er for tør eller smurt gevindskæring, som smøring kan reducere værdien drejningsmomentet med 15% til 25%; smøring en befæstelser designet til at blive torqued tørt kunne over-stramme den, der kan ødelægge gevind eller strække lukkemekanismen ud over dets elastiske grænse og dermed reducere sin fastspænding evne.

Enten bolthovedet eller møtrikken kan tilspændes. Hvis man har en større indflydelse område eller friktionskoefficient det vil kræve mere moment til at give det samme mål forbelastning. Fasteners bør kun tilspændes, hvis de er monteret i clearance huller.

Momentnøgler giver ikke en direkte måling af forbelastningen i bolten. En stor del af det påførte drejningsmoment er tabt overvinde friktionen under vrides bolthoved eller møtrik og i gevindet. De resterende 10% af det påførte drejningsmoment gør et nyttigt arbejde på at strække bolten og yde forbelastningen. I første omgang, da momentet påføres, skal den overvinde statiske friktion under hovedet af bolten eller møtrikken og også i trådene. Endelig dynamisk friktion hersker og momentet er fordelt på en måde som 50/40/10 bolten spændes.

Mere præcise metoder til bestemmelse af preload stole på at definere eller måle skruen forlængelse fra møtrikken. Alternativt kan måling af vinkeldrejning af møtrikken tjene som grundlag for fastlæggelse af skruen forlængelse baseret på fastgørelsesorganet s gevindstigning. Måling af skruen forlængelse direkte tillader spændekraften at være meget præcist beregnet. Dette kan opnås ved hjælp af en skive testindikator, læsning afbøjning ved lukkemekanismen halen ved hjælp af en strain gauge eller måling ultralyd længde.

Bolt forbelastning kan også styres ved momenttilspænding bolten til det punkt, hvilket gav. Under visse omstændigheder kan en dygtig operatør føler drop off af arbejde, der kræves for at dreje momentnøglen som materiale af bolten begynder at give efter. På det tidspunkt bolten har en forbelastning bestemmes af bolten område og flydespænding boltmaterialet. Denne teknik kan mere præcist udføres af specielt bygget maskiner. Fordi denne metode virker kun for meget høje forbelastninger og kræver forholdsvis dyrt værktøj, er det kun almindeligt anvendt til specifikke applikationer, primært i højtydende motorer.

Der er ingen enkel metode til at måle spændingen i et fastgørelsesorgan allerede i andet end at stramme den og identificere på hvilket tidspunkt fastgørelsesorganet begynder strækker sted. Dette er kendt som re-nde. En elektronisk momentnøgle kan bruges på fastgørelseselementet pågældende, så at drejningsmomentet konstant kan måles som den langsomt forøges i størrelse.

Den seneste udvikling gør det muligt spændingerne skal anslås ved hjælp af ultralyd test. En anden måde at sikre korrekt spænding indebærer anvendelse af knuse-skiver. Det er skiver, der er blevet boret og fyldt med orange RTV. Når den orange gummi tråde vises, spændingen er korrekt.

Store mængder brugere ofte bruger computerstyrede møtrik drivere. Med sådanne maskiner, computeren i kraft plotter en graf af momentet, der udøves. Når drejningsmomentet når et sæt maksimalt drejningsmoment valgt af konstruktøren, stopper maskinen. Sådanne maskiner bruges ofte til at passe hjulbolte og normalt spænd alle hjulmøtrikker samtidigt.

Gevindindgreb

Tråd engagement er længden eller antallet af tråde, der er beskæftiget mellem skruen og de kvindelige gevind. Skruer er konstrueret således, at bolten skaft svigter før trådene, men for at dette kan være tilfældet, skal et minimum tråd engagement anvendes. Følgende ligning definerer dette minimum tråd engagement:

Hvor Le er tråden engagement længde, på, er trækspændingen området, D er den største diameter af skruen, og p er på banen. Denne ligning kun gælder, hvis skruen og kvindelige trådmaterialer er de samme. Hvis de ikke er det samme, så følgende ligninger kan anvendes til at bestemme yderligere gevindlængde, der kræves:

Hvor LE2 er den nye nødvendige tråd engagement.

Mens disse formler giver absolut minimum tråd engagement, mange brancher angiver, at boltesamlinger mindst fuldt engageret. For eksempel har FAA fastslået, at i almindelige tilfælde skal mindst én tråd skal udragende fra en skrueforbindelse.

Fejltilstande

Den mest almindelige form for svigt er overbelastning: Drift kræfter af ansøgningen producerer belastninger, der overstiger klemmen belastning, hvilket får fælles at løsne over tid eller svigte katastrofalt.

Overtorquing kan forårsage fejl ved at beskadige gevindet og deformerer lukkemekanismen, selv om dette kan ske over meget lang tid. Undertorquing kan forårsage fejl ved at lade en fælles at komme løs, og det kan også gøre det muligt for fælles at bøje og dermed svigte under træthed.

Forrykkelse kan forekomme med dårlig kvalitet skiver, hvilket fører til et tab af klemkraft og efterfølgende svigt af leddet.

Andre former for svigt omfatter korrosion, nedstøbning, og overstiger den forskydningsspænding grænse.

Boltesamlinger kan anvendes bevidst som offer dele, som er beregnet til at mislykkes før andre dele, som i en forskydning pin.

Låsemekanismer

Låsemekanismer holde boltet leddene i at komme løs. De er nødvendige, når vibrationer eller fælles bevægelse vil medføre tab af klemkraft og fælles fiasko, og i udstyr, hvor sikkerheden af ​​boltsamlinger er afgørende.

  • To møtrikker, strammet på hinanden. I denne ansøgning en tyndere møtrik skal placeres ved siden af ​​samlingen, og en tykkere møtrik spændes på det. Jo tykkere møtrik gælder mere kraft til det fælles, først aflaste kraft på gevindet på den tyndere nødder og derefter anvende en kraft i den modsatte retning. På denne måde de tykkere møtrik presser tæt på den side af trådene væk fra den fælles, mens de tyndere møtrik presser på den side af trådene nærmeste samlingen tæt låsning de to møtrikker mod trådene i begge retninger.

Bolt banging

Bolt banging sker i bygninger, når boltesamlinger glide ind bærende under belastning, og dermed forårsager en højlydt og potentielt skræmmende støj ligner en riffel skud, der er dog ikke af strukturel betydning og ikke udgør nogen trussel for beboerne.

Internationale standarder

  • SA-193 / SA-193: "Specifikation for legeret stål og rustfrit stål sigtning materialer til høj temperatur service"
  • SA-194 / SA-194: "Specifikation for kulstof og legeret stål møtrikker til bolte til høj temperatur service"
  • SA-320 / SA-320M: "Specifikation for legeret stål stokløbende materialer til lav temperatur service"
  • EN 1515: "Flanger og deres samlinger - bolte"
    • EN 1515-1: "Flanger og deres samlinger - bolte - Del 1: Valg af sigtning"
    • EN 1515-2: "Flanger og deres samlinger Antræksmoment Del 2: Klassifikation af bolt materialer til stålflanger, PN betegnet"
    • EN 1515-2: "Flanger og deres samlinger Antræksmoment Del 3: Klassificering af bolt materialer til stålflanger, betegnet klasse"
  • ISO 4017: "Hexagon skruer - Produkt kvaliteter A og B"
  • ISO 4032: "Hexagon nødder, style 1 - kvaliteter A og B"
  • ISO 4033: "Hexagon nødder, stil 2 - Produkt kvaliteter A og B"
  0   0
Forrige artikel Klima i Filippinerne
Næste artikel Arifin C. Noer

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha