15. Tipuri de șuruburi și caracteristicile lor. Conexiuni de lucru înșurubate. Calculul șuruburilor de forfecare, strivire și întindere.
Pentru a conecta structurile metalice utilizate, în plus față de sudură bolțuri și nituri. bolting modele sunt anterioare sudate. Ușor de conectare și fiabilitate au contribuit la distribuirea lor pe scară largă în construcția instalației de structuri metalice.
Cu toate acestea bolting metal mai mult decât sudate, deoarece acestea au eclise și atenuează elemente sectionale găuri pentru șuruburi. Această din urmă împrejurare este compensată parțial prezumții elemente elasto plastic de lucru și condițiile de funcționare raportul introducere și pentru elementele comune pe șuruburile de înaltă rezistență - scăzând atenuarea efectivă datorită părții percepției forței de frecare dintre elementul de conectare care acționează în afara secțiunii slăbite.
În CONSTRUCȚIilor aplicate buloane dur, normal și de înaltă precizie, de înaltă rezistență, autofiletante și fundație (ancora). Bolt pentru conectarea structurilor cu un cap, o porțiune netedă a lungimii tijei de 2-3 mm mai mică decât grosimea pungii conectate și partea filetată a tijei, care se potrivește șaiba și piulița este înșurubată (fig. 6.1 a).
Șuruburile grosier (GOST 15589-70 rev.) Și normale (GOST 7798- 70 rev.) Diferite toleranțe de precizie privind diametrul abaterilor de șuruburi de la nominal. Pentru buloane precizie grosieră și variații normale pot atinge diametre, respectiv, 1 mm și 0,52 mm (bolt mm). Sunt realizate din oțel carbon buloane această poziție cald sau rece, uneori, urmată de tratament termic. În funcție de procesul de fabricație, există mai multe clase de șuruburi de rezistență, 4.6 la 8.8 (vezi Tabelul 6.1.). șuruburi clasa de rezistență sunt desemnate prin numere. Primul număr este multiplicat cu 10, indică rezistența la tracțiune (kgf / mm2) și produsul din primul număr la al doilea - limita de curgere a materialului (kgf / mm2).
Șuruburile coroborate puse în găurile 2-3 mm mai mare decât diametrul șurubului format prin forțând foraj sau în elemente separate. Ca urmare a găurilor de potrivire incomplete în elemente separate ale găurii bulon are o suprafață- non-netedă „blackness“ (tip C), care împiedică o fixare strânsă a șurubului în gaură. Diferența de diametru orificiile șuruburilor și facilitează șuruburile de aterizare și simplifică formarea de conectare; acesta este un mare avantaj al acestor șuruburi. totuși
o potrivire vrac în gaura șurubului crește deformabilitatea compusului la creșterile de forfecare și neuniformitatea șuruburilor individuale la conexiunea. De aceea, buloane normale (in special maculator) precizia nu este adecvat pentru utilizarea în construcții de oțel cu rezistență randament mai mare de 380 MPa, și în compușii responsabili de forfecare. Ele sunt utilizate pe scară largă în asamblarea compușilor în care buloane lucrează în tensiune sau sunt elemente de fixare.
Șuruburile de precizie ridicată (GOST 7805-70 rev.) De asemenea, fabricate din oțel carbon, și au aceleași clase de rezistență care buloane precizie normală.
Suprafața corpului șurub nenareznoy pisa porțiune și are o formă strict cilindrică. Diametrul acestor găuri nu trebuie să difere cu mai mult de 0,3 mm față de diametrul șurubului (toleranță pozitivă pentru diametrul șurubului și toleranța minus pentru găurile nu sunt permise); suprafața de deschidere trebuie să fie netedă, care poate fi realizată prin găurire în elementul de conectare prin șabloane jigs speciale, găuri rassverlovkoy la diametrul calculat după asamblarea elementelor formate anterior de găuri cu diametru mai mic, și, în final, prin găurire în diametrul de proiectare în celulele colectate (de tip B ).
Șuruburi în aceste găuri stai bine și sunt receptivi la forțe de forfecare; Cu toate acestea forțele de defectare ale pachetului de blocare se deteriorează performanțele sale în comparație cu compușii cu șuruburi de înaltă rezistență sau nituri. Complexitatea de fabricație și formularea de șuruburi de înaltă precizie a condus la faptul că legăturile de pe aceste șuruburi sunt rar folosite
buloane de înaltă rezistență (GOST 22353-77 și GOST 22356-77) (rezistent la forfecare-) realizat dintr-un aliaj de căldură din oțel bolțuri gata tratate (tab. 6.2). șuruburi de înaltă rezistență sunt înșurubate precizie normală, acestea sunt plasate în gaura mai mare decât un diametru șurub, dar piulițele sunt strânse cheia de calibrare vă permite să creați și să controleze forța de tracțiune a șuruburilor. Mare șurub de strângere forță strâns trage împreună elementele de împerechere și asigură o conexiune monolitic. Acțiunea unui astfel de compus pe forțele de forfecare între elementul de legătură cu forța de frecare care împiedică deplasarea elementelor în raport cu celălalt. Astfel, de înaltă rezistență bolț de lucru pe tensiunea axială, transmite forțele de forfecare de frecare între elementele conectate, motiv pentru care o astfel de conexiune este adesea numită frecare. Pentru a mări frecarea suprafață forțează elementele la îmbinarea este curățată de murdărie, ulei, rugina si perii metalice la scară, sablare sau mașină-sablare, de curățare și de ardere nu este colorat.
Pentru a vă conecta la tampoane de pe ambele părți pentru a funcționa în mod fiabil, este necesar ca grosimea strict uniformă a elementelor conectate, deoarece chiar și cu o mică diferență în grosimea lor pentru a obține un element ajustaj eșuează, iar forța de frecare și capaitatii portantă a șurubului scade brusc. Uneori, între suprafețele de îmbinare, periile metalice purificate, se introduce o bandă subțire din oțel, având două fețe cu un strat de adeziv polimeric cu pulbere de corindon. Această soluție permite alinierea planele picătură pervaze piese simultan, și dă un coeficient de frecare ridicat.
Pe lângă rezistența la forfecare, îmbinările de frecare asupra șuruburilor de înaltă rezistență sunt compuși cu bolțuri „purtător“ de înaltă rezistență, caracterizate prin transferul de forțe de forfecare lucru comun de frecare, strivire și șuruburi de forfecare. Acești compuși vor avea o deplasare reziduală care apare în depășirea frecării inițiale și în funcție de densitatea de plantare buloane în găuri, dar capacitatea lor portantă a crescut semnificativ de 1,5-2 ori și simplifică pregătirea suprafețelor de contact. Cu toate acestea, un astfel de compus nu poate fi recomandată în construcții unde deplasare reziduale nedorite, și vibrații încarcă.
Pentru a îmbunătăți compușii sunt uneori se utilizează compus kleeboltovoe asemenea combinate, în care fețele conjugate sunt lipite cu adezivi speciali, și apoi strângerea șuruburilor de înaltă rezistență. Compușii cu șuruburi de înaltă rezistență au avantajele de îmbinare filetată convențională simplitatea dispozitivului de cuplare; calitatea lucrărilor care nu sunt inferioare îmbinări sudate, dar inferioare acestora în consumul de metal. Ele sunt folosite în rosturile de construcție cu forțe mari de forfecare, și sub sarcini dinamice și vibrații.
șuruburi autofiletante (TU 34-5815-70) diferă de prezența normală a firelor de profil special complet pe întreaga lungime a tijei pentru filetare și înșurubarea pieselor de deschidere formate anterior destinate a fi îmbinate (Fig. 6.1,6). Materialul utilizat pentru lor de oțel întărit termic St10kp. Acestea sunt utilizate în principal pentru fixarea mm profilate foi de grinzi și elemente Fachwerk, iar cel mai mare avantaj lor este nevoia de acces la structura dintr-o singură parte.
Fundația (ancora) bolțuri (GOST 24,379.1-80) servesc pentru a transmite forțele de tracțiune din coloană la fundație. Structura lor este prezentată în Fig. 6.1, adică un material sunt mărci de oțel VStZkp2, 09G2Si 10G2S1,
2. Munca și calculul îmbinărilor cu șuruburi.
forfecare de lucru este operația principală a majorității compușilor.
1. În compușii încuie precizie normală și înaltă, cu elemente de forță de strângere necontrolate șuruburile legate Forța de contracție a forței de frecare și la deplasări mici și nesigure.
Ele nu pot fi mult mai mare datorita puterii insuficiente a răsucirea materialului șurubul și stretching. Acești compuși acționează după cum urmează:
Etapa 1 - forța de frecare dintre elementul de legătură nu este depășită, șuruburile nu experimentează forțe de forfecare și funcționează numai în tensiune (conexiunile de lucru pe șuruburi de înaltă rezistență).
Etapa 2 - frecarea forțe sunt depășite, există o schimbare a conexiunii cu valoarea clearance-ului între suprafața găurii și cepul bolt.
Etapa 3 - transferul forței de forfecare, presiune de suprafață de pe tija de gaura bolț; tija și marginea găurii perforate treptat; Bolt îndoit, întins, pentru că deține capul piulița și șurubul.
Etapa 4 - vine de lucru elastoplastic șurubul. Lucrul forma extrem de complicată și neregulată a peretelui găurii de șuruburi; astfel încât calculul conexiunii este condiționată. Distinge lucra, de asemenea odnoboltovogo și mnogoboltovogo compus. În compusul mnogoboltovom aceeași formă neregulată a bolțului și găurile, precum și posibil, golurile dintre bolțul și gaura va conduce inevitabil la funcționarea neuniformă a compușilor individuali bolțurilor, care iau în considerare reducerea bolțurilor rezistențe calculate compus mnogoboltovom material și ar fi mai bine să se ia în considerare corespunzătoare destinației de conectare condițiile de funcționare coeficientul .
Calculul plumb bazat pe eventuala distrugere a compușilor de formă ale bolțului de forfecare conectat cu foi groase sau ridare la suprafața găurii de foi subțiri:
a) forța estimată a primit un șurub pe felie:
- șuruburile de rezistență la forfecare calculate;
- ➢ Condițiile de operare ale compușilor (și pentru șuruburi grosiere de precizie normală, pentru bolțuri crescute de precizie); - zona bolt secțiune a porțiunii netăiat; - numărul calculat de secțiuni ale șurubului;
b) calcularea peretelui flambajul pe gaura bolt este condiționată, ca și în domeniul care transmite forța cu șurubul pe foile de împerechere
note slozhnonapryazhennoe de stat.
Figura arată că, la un moment dat, si creste zdrobește brusc deschideri de tensiune de perete și solicitări de tracțiune.
materiale și tracțiune tensiunilor -
rupe (clivaj) al elementului de legătură, în timp ce bolt „taie“ ea. În același timp, la punctul b
Bolt cu greu transmite forțele la peretele găurii, iar în acest moment se datorează creșterii de tensiune este doar normală de concentrare de stres la marginile găurii. Neuniformitatea materialului de lucru în apropierea deschiderii crește în compușii grupului G. Înregistrarea de stat de dificultate slozhnonapryazhonnogo valabilă a dus la ceea ce este luată pe baza unui perete uniform gaură bolț de presiune pe diametrul șurubului. Acest calcul discrepanță ia în considerare natura reală a rezistențelor de decontare contingente. forță calculată care poate fi percepută de un perete ridarea singur bolț
- rezistență la colaps calculată
perete gaură; grosimea totală este de cele mai mici elemente pliabile într-o direcție;
Numărul necesar de șuruburi din compusul se determină prin formula
- cea mai mică dintre valorile calculate pentru eforturile bolțului; - coeficientul condițiilor r de proiectare de muncă;
Munca și calculul conexiunilor în tensiune
Dacă forța exterioară care acționează asupra conexiunii, este orientată paralel cu axa longitudinală a conexiunilor șuruburilor sau niturilor, acestea vor funcționa în tensiune; un astfel de compus de lucru numit să lucreze la întindere sau de lucru pe diferența de cap. Deoarece forța de tracțiune este direcționată de-a lungul axei șurubului sau nit, atunci când calitatea statică a găurilor de conectare și suprafața
Bolt nu joacă nici un rol și șuruburi de precizie normală și ridicată a tensiunii, la fel (ele sunt calculate
egală rezistență). De aici concluzia că șuruburile de mare precizie pentru întindere utilizare necorespunzătoare mai scumpe; rar utilizate pentru șuruburi rezistență la tracțiune și de înaltă rezistență precum și o durabilitate crescută a materialului nu poate fi utilizat pe deplin datorită puterii insuficiente a elementelor materiale care urmează să fie conectate prin capul șurubului.
Este interesant de notat faptul că șuruburile de tensionare inițiale și niturile nu afectează capacitatea portantă a tensiunii. Motivul este faptul că șuruburile de tensiune inițiale și niturile sunt tensiuni interne forțe de compresie echilibrate între elementele conectate.
Prin aplicarea forțelor externe
N la elementele care urmează să fie conectate, acestea vor înlocui treptat forța de comprimare între elementele, fără a deranja elementul de blocare. Acest lucru nu va rupt densitatea conexiunilor. Numai atunci când forța externă N va depăși forța inițială contracția internă a conexiunilor sau șuruburi de nit monolitic rupte, iar forța de tracțiune în șurubul începe să crească. Astfel, forța de legătură este determinată de șuruburile rezistență materialului unei forțe de tracțiune, indiferent de șuruburile de tensionare inițiale sau nituri. În compușii de lucru forță de coaja de la șuruburile de prindere sunt adesea însoțite de o excentricitate care face luând coeficientul de medii de conectare este mai mică decât unitatea și de a reduce rezistența calculată.
Calculat pentru forța de tracțiune care poate fi percepută de către un singur șurub sau nit, se determină prin formula
- șuruburile de rezistență la tracțiune calculate; este aria secțiunii transversale netă a șurubului;
Numărul necesar de șuruburi în legătură care rulează pe acțiunea forței de tracțiune N, aplicată în centrul compusului se determină prin formula
Cu acțiunea simultană a forțelor de forfecare și de racordare la tracțiune, rezistența este verificată separat pentru schimbare, și apoi se întinde.