Yüksek mukavemetli cıvata bağlantısı ile sıradan cıvatalar arasındaki fark nedir? Sabitleme yöntemleri nelerdir?
Yüksek mukavemetli cıvatalar, çelik yapı yapımında en yaygın yapı içeriğidir ve tüm çelik yapı mühendisleri buna çok aşina olduklarını hissedeceklerdir.
Ancak durum böyle olmayabilir Bugün en temel kavramlarla başlıyoruz ve sizi en temel anlayışınızı altüst edebilecek yüksek mukavemetli cıvataları yeniden anlamaya götürüyoruz.
01. Yüksek mukavemetli cıvata nedir
Yüksek Mukavemetli Sürtünme Kavrama Cıvatası, İngilizce kelimenin tam anlamıyla şu şekilde çevrilir: Yüksek Mukavemetli Sürtünme Kavrama Cıvatası, İngilizce kısaltma: HSFG. Çin konstrüksiyonumuzda bahsedilen yüksek mukavemetli cıvataların, yüksek mukavemetli sürtünmeli ön sıkma cıvatalarının kısaltması olduğu görülebilir. Günlük iletişimde, iki kelime "Sürtünme" ve "Tutuş" basitçe kısaltılmıştır, ancak bu, birçok mühendis ve teknisyenin yüksek mukavemetli cıvataların temel tanımını anlamasına ve yanlış anlamasına neden olmuştur.
Yanlış anlama 1: Malzeme sınıfı 8.8'i aşan bir cıvata "yüksek mukavemetli cıvata" mıdır?
Yüksek mukavemetli cıvatalar ile sıradan cıvatalar arasındaki temel fark, kullanılan malzemelerin gücü değil, kuvvetin formudur. Esas olan, ön yük uygulanıp uygulanmayacağı ve kesilmeye direnmek için statik sürtünme kullanılıp kullanılmayacağıdır.
Aslında, İngiliz Standart Şartnamesinde, Amerikan Standart Şartnamesinde belirtilen yüksek mukavemetli cıvataların (HSFG BOLT) yalnızca iki türü vardır (BS EN 14399 / ASTM-A325ASTM-490), 8.8 ve 10.9, sıradan cıvatalar ise 4.6. 5.6, 8.8, 10.9, 12.9, vb. (BS 369211, Tablo 2); malzeme mukavemetinin yüksek mukavemetli cıvataları sıradan cıvatalardan ayırmanın anahtarı olmadığı görülebilir.
Yanlış anlama 2: Yüksek mukavemetli cıvataların taşıma kapasitesi, sıradan cıvatalara göre daha yüksek, "yüksek mukavemetli" mi?
Tek bir cıvatanın hesaplanmasından, çekme ve kaymada yüksek mukavemetli cıvataların tasarım mukavemetinin sıradan cıvatalara göre daha düşük olduğu görülebilir. Yüksek mukavemetinin özü, normal çalışma sırasında eklemde göreceli bir kaymaya izin verilmemesi, yani elastoplastik deformasyonun küçük ve eklem sertliğinin büyük olmasıdır.
Tasarım düğüm yükü göz önüne alındığında, yüksek mukavemetli cıvatalarla tasarlanan düğümün mutlaka cıvata sayısını kurtarması gerekmeyebilir, ancak deformasyonu küçük, rijitliği büyük ve güvenlik rezervi yüksektir. Ana kirişler ve daha fazla eklem sertliği gerektiren diğer yerler için uygundur ve "güçlü eklemler, zayıf elemanlar" temel sismik tasarım ilkesine uygundur.
Yüksek mukavemetli cıvataların gücü, kendi yük taşıma kapasitelerinin tasarım değerinde değil, tasarım düğümlerinin sertliğinde, yüksek güvenlik performansında ve hasara karşı güçlü dirençte yatmaktadır.
02, yüksek mukavemetli cıvata özellikleri
Çin'de yaygın olarak kullanılan yüksek mukavemetli cıvatalar, ASTM ve JIS özelliklerine ayrılmıştır. Yaygın olarak kullanılan ASTM yüksek mukavemetli cıvatalar A325 ve A490'dır.Özel kullanım Tablo 1'de gösterilmiştir.
Tablo 1 ASTM yüksek mukavemetli cıvataların genel durumu
A325 cıvataların ana bileşenleri TİP1 ve TİP3'tür.TİP1 genel yapı içindir.Gerekirse sıcak daldırma galvaniz yapılabilir.Tip3 cıvatalar ile hava şartlarına dayanıklı çelik kullanılmalıdır.Tip3 cıvatalar kullanıldığında tasarım çizimi özel olarak işaretlenmelidir.A325 cıvataların mekanik özellikleri Tablo 2'de gösterildiği gibi.
Tablo 2 ASTM yüksek mukavemetli cıvataların mekanik özellikleri
A490 cıvatalarının malzeme mukavemeti A325'ten daha yüksektir, ancak A490 cıvataları sıcak daldırma galvanizlenemez. Üç tip A490 cıvata vardır.Tip3 cıvatalarla aynı hava şartlarına dayanıklı çelik kullanılır. A325 ve A490 cıvatalarının standart çapı 1/8 fit artışlarla fit cinsindendir ve her ikisi de 1 fit ile 1,5 fit arasındadır. Yaklaşık 1 fitlik bir çap daha yaygın olarak kullanılır.
Bazı özel durumlarda, gerekli cıvata çapı 1.5'i aşar, bu durumda A490 cıvatalar kullanılabilir. A490 cıvataların kullanımı Tablo 1'de, malzeme dayanımı ise Tablo 2'de gösterilmektedir. ASTM yüksek mukavemetli cıvataların kafaları ve somunları altı köşelidir ve somun, ağır hizmet altıgen bir somun olmalıdır.
JIS özelliğine sahip yüksek mukavemetli cıvatalar, malzeme tüketimini ve estetik gereksinimleri azaltmak için geliştirilmiş F serisi altıgen cıvata başlarına ve S serisi yuvarlak cıvata başlarına bölünmüştür (bkz. Şekil 1) Yuvarlak cıvata başlarının kurulumdan sonra sökülmesi zordur.
Şekil 1 JIS F10T yuvarlak başlı tork kontrolü yüksek mukavemetli cıvata
Malzeme mukavemeti farklıdır. F serisi F8t, F10t ve F11t'ye bölünmüştür. S serisi s8t ve s10t'ye ayrılmıştır. F11t malzemesinin kalitesi nedeniyle kontrol edilmesi zordur. Yalnızca bazı üreticiler imalat niteliklerine sahiptir. Malzeme dayanımı tabloda gösterilmiştir Üç adet gösterilmiştir.
Tablo 3 JIS yüksek mukavemetli cıvata malzemesi mukavemeti
JIS cıvatalarının çapı mm cinsindendir ve yaygın olarak kullanılan çap 12 mm ile 24 mm arasındadır. Sıcak daldırma galvanizlemedeki geçmiş deneyimler, yüksek mukavemetli cıvataların sıcak daldırma galvanizlemeden önce asitleme işlemi sırasında hidrojen ve oksijeni emeceğini, bu nedenle gecikmeli arıza meydana geleceğini göstermektedir.Gecikmeli arıza, yüksek mukavemetli cıvataların bir süre sonra ani kırılmasıdır. Olgu, bu metal kristalde bulunan aşırı hidrojen ve oksijen basıncının sonucudur.
F10t üzerindeki yüksek mukavemetli cıvataların gecikmeli tahribatı meydana gelecektir ve F8t'nin altında gerçekleşmeyecektir.Bu nedenle, sürtünmeli bağlantı için kullanılan sıcak daldırma galvanizli yüksek mukavemetli cıvatalar yalnızca F8t'nin altında kullanılabilir.
Çünkü Çin İnşaat ve Su Koruma Mühendisliği Derneği tarafından derlenen "Sıcak Daldırma Galvanizli Çelik Köprü Tasarım ve İnşaat Kılavuzu", binanın F8t cıvataları, F10 somunları, F35 rondela kombinasyonlarını kullandığını ve galvanizli test parçasının yorulma mukavemetinin siyah boya temel malzemesinden yaklaşık olarak daha yüksek olduğunu açıkça göstermektedir. Düşük 12kgf / mm2, bu nedenle sıcak daldırma galvanizli yüksek mukavemetli somun F8t için duruma göre cıvata miktarı artırılmalıdır.
Cıvatanın görünümü Şekil 2'de gösterilmektedir ve cıvatanın tipi, kullanım ve yapım yönetimini kolaylaştırmak için Şekil 3 ve 4'te gösterildiği gibi cıvata başı üzerinde işaretlenmiştir.
Şekil 2 Cıvata görünümü ve boyutu
Şekil 3 ASTM yüksek mukavemetli cıvataların işaretlenmesi
Şekil 4 JIS yüksek mukavemetli cıvataların işaretlenmesi
Cıvataların somun ve rondelalarla kullanılması gerekir.Cıvata, somun ve pullar bir cıvata grubu oluşturur Tablo 4 ve Tablo 5, sırasıyla ASTM ve JIS yüksek mukavemetli cıvata gruplarının kombinasyonlarıdır. Hava koşullarına dayanıklı çelik, hava koşullarına dayanıklı cıvata, somun ve pullarla kullanılmalıdır.
Tablo 4 ASTM Yüksek Mukavemetli Cıvata Grubu
Not: A563-B hariç, somunların tümü ağır altıgen cıvatalardır.
Tablo 5 JIS yüksek mukavemetli cıvata grubu
Ayrıca rondela, cıvata veya somun kilitleme işleminin dönme nedeniyle çelik plakaya zarar vermesini engelleyebileceği gibi cıvatanın üst kısmındaki aşırı basıncı dağıtabilir.Ayrıca rondelayı dönen uca (cıvata başı ucu veya somun ucu) yerleştirmek dönen yüzeyin sürtünmesini azaltabilir. .
03. Cıvata mili gerginlik eksenel deformasyon eğrisi
Cıvata sıkma işlemi önce sıkıca tutturulmuş duruma kilitlenir Sözde sıkıca tutturulmuş durum, özel bir anahtar ile cıvatayı birkaç kez sıkarak bağlantı yüzeyinin eklem yüzeyine tutturulduğu sıkma durumudur. Sıkı durumdaki cıvata, ön gerilimin bir parçası olmuştur.
Şekil 8, cıvatanın sıkma durumundan eksenel deformasyonunun eğri ilişkisini göstermektedir Apsis, eksenel deformasyona eşdeğer somunun dönüş sayısıdır.Ordinat cıvata gerginliğidir.Sıkma duruma ulaştığında eğri doğrusal olmaya başlar. İlişki daha sonra önce iplikte akar ve eğri doğrusal olmayan bir aşamaya girer, daha sonra iplik küçülür ve mukavemet azalmaya başlar ve son olarak iplik kopar.
Şekil 8 Cıvata eksenel gerilim-eksenel deformasyon ilişki eğrisi
Cıvata gerilim altındayken, kritik bölüm dişte meydana gelir ve ipliğin maksimum gerilme mukavemeti, malzemenin çekme mukavemeti ile gerilme yüzeyinin ürünüdür.
. onların arasında,
= 0.75 ila 0.79Abn = santimetre başına diş sayısı d = standart cıvata çapı Ab = cıvatanın standart kesit alanı (cm2) = d / 4 Malzemenin verimi, ipliğin girintisinde meydana gelir ve ipliğin verimi hapsetmede meydana gelir Lokal alan ve cıvatanın eksenel gerilme deformasyonunun ilişki eğrisi net değildir. Bu noktada, vida dişi esnediğinde cıvatanın yükü, cıvata malzemesinin akma mukavemeti ile gerilim alanının ürününe eşit olan deneme yüküdür. Deneme yükü, kendi gerilme mukavemetinin yaklaşık% 70'idir ve A490 cıvataların deneme yükü, kendi gerilme mukavemetinin yaklaşık% 80'idir.
Bu nedenle, yüksek mukavemetli cıvataların bir ön sıkma kuvveti Tb ile takılması gerekir. Ön sıkma kuvveti, cıvata gerilme mukavemetinin% 80'idir. Tablo 8, A325 ve A490 cıvatalarının minimum ön sıkma kuvveti ve Tablo 9, JIS cıvatalarının minimum ön sıkma kuvvetidir.
A572 cıvatasının minimum ön gerdirme kuvveti yaklaşık olarak deneme yüküne eşittir ve A490 cıvatasının minimum ön gerdirme kuvveti de deneme yüküne çok yakındır.Ön gerdirme kuvveti, gerçek inşaat sırasında minimum ön gerdirme kuvvetinden daha yüksek olacaktır, bu nedenle cıvata temelde ön gerdirme kuvveti uygulandığında ortaya çıkmıştır.
Prensip olarak, cıvatanın ön sıkma kuvveti ne kadar büyük olursa, cıvata hasar için kullanılmazsa o kadar iyidir ve cıvata, kolayca gevşeyecek şekilde kalıcı olarak plastik olarak deforme olmayacaktır.
Tablo 8 A325 ve A490 cıvatalarının minimum ön yükü
Tablo 9 JIS cıvatalarının minimum ön yükü
04. Sıradan cıvataların ve yüksek mukavemetli cıvataların karşılaştırılması
- Sıradan cıvatalar tekrar kullanılabilir, ancak yüksek mukavemetli cıvatalar tekrar kullanılamaz.
- Yüksek mukavemetli cıvatalar genellikle yüksek mukavemetli çelikten (45 çelik (8.8s), 20MmTiB (10.9S)) yapılır. Bunlar önceden gerilmiş cıvatalardır. Sürtünme tipi, belirtilen ön gerilimi uygulamak için bir tork anahtarı kullanır ve basınç taşıyan tip, erik başını gevşetir. Sıradan cıvatalar genellikle Sıradan çelikten (Q235) yapılmıştır, sadece sıkın.
- Sıradan cıvatalar genellikle 4.4, 4.8, 5.6 ve 8.8'dir. Yüksek mukavemetli cıvatalar genellikle 8.8 ve 10.9'dur ve bunların çoğunluğu 10.9'dur.
- Sıradan cıvataların vida deliklerinin, yüksek mukavemetli cıvataların deliklerinden mutlaka daha büyük olması gerekmez. Aslında, sıradan cıvata delikleri nispeten küçüktür.
- Sıradan cıvatalar A ve B sınıfı vida delikleri genellikle cıvatalardan yalnızca 0,3 ~ 0,5 mm daha büyüktür. C-seviye vida delikleri genellikle cıvatalara göre 1.0 ~ 1.5 mm daha büyüktür.
- Sürtünme tipi yüksek mukavemetli cıvatalar, yükleri sürtünmeyle aktarır, böylece vida ile vida deliği arasındaki fark 1.5-2.0 mm'ye ulaşabilir.
- Basınç taşıyan yüksek mukavemetli cıvataların kuvvet aktarım özellikleri, normal kullanım koşullarında kesme kuvvetinin, sürtünme tipi yüksek mukavemetli cıvatalarla aynı olan sürtünme kuvvetini aşmamasını sağlar. Yük tekrar arttığında, bağlantı plakaları arasında nispi kayma meydana gelecektir.Bağlantı, vidanın kesme direncine ve delik duvarının normal cıvata ile aynı olan kuvvet iletme basıncına bağlıdır, bu nedenle vida ile vida deliği arasındaki fark biraz daha küçüktür, 1.0 ~ 1.5 mm.
Sıradan cıvatalar ve yüksek mukavemetli cıvatalar, farklı tasarım kuvvetleri nedeniyle inşaat denetim yöntemlerinde büyük farklılıklar gösterir.
Aynı sınıftaki sıradan cıvataların mekanik performans gereksinimleri, yüksek mukavemetli cıvatalara göre biraz daha yüksektir, ancak yüksek mukavemetli cıvataların, sıradan cıvatalara göre bir daha fazla darbe enerjisi kabul gereksinimi vardır.
Logo stili karşılaştırması
Sıradan cıvataların ve yüksek mukavemetli cıvataların işaretlenmesi, aynı sınıftaki cıvataların yerinde tanımlanması için temel yöntemdir. İngiliz ve Amerikan standartlarında yüksek mukavemetli cıvatalar için hesaplanan tork değerleri aynı olmadığından iki standardın cıvatalarının belirlenmesi de gereklidir.
fiyat karşılaştırması
Yüksek mukavemetli cıvatalar: (M24, L60, 8.8 sınıfı)
Sıradan cıvatalar: (M24, L60, 8.8 sınıfı)
Sıradan cıvataların yüksek mukavemetli cıvataların fiyatının yaklaşık% 70'ini oluşturduğu görülmektedir.Kabul gereksinimlerinin karşılaştırılmasıyla birlikte, malzemenin darbe enerjisi (tokluk) performansını sağlamak için prim kısmının olması gerektiği sonucuna varılabilir.
05. Cıvata bağlama yöntemi
Sıradan cıvataların sıkma derecesi açıkça belirtilmemiştir ve kilitleme sırasında uygulanan kuvvetin genellikle yalnızca sıkıca bağlanması gerekir. Ancak, kilitleme sırasında herhangi bir gerilim uygulanmadığı için, somun gevşemeye ve düşmeye meyillidir.Gevşemeyi önlemek için, iki somunun senkronize olmasını önlemek için iç somunu dış somunla sıkıştırmak için yaylı rondela veya çift somun yöntemi kullanabilirsiniz. Döndür ve rahatla.
Çift somun kullanıldığında, iç somunun ağır hizmet altıgen bir somun kullanması gerekir ve dış somun genel bir somun olabilir (bkz. Şekil 9) Genel yüksek mukavemetli cıvatalar için, yük taşıma tipi veya sürtünme tipinden bağımsız olarak, ön sıkmadan sonra gerilim vardır. Sıkma kuvvetinin neden olduğu temas yüzeyinin normal gerilimi, burulma önleyici sürtünme direnci üretebilir, böylece somun gevşemeyecektir, bu nedenle düşmeyi önleyici bir cihaz eklemek gerekli değildir.
Figür 9
Bununla birlikte, somunun gevşemesini önlemek için özel aynaların kullanılması gereken özel amaçlar için (vibrasyon makineleri veya araç gövdesinin önemli yapısal konumları gibi) ise cıvata aynası, gevşemeyi önlemek için cıvata ve dişin uzunluğunu veya şeklini belirler. Kapak sıkıştırma cihazının ayrıntılı bilgileri Şekil 10'da gösterilmektedir.
Figür 10
06, sonuç
Yüksek mukavemetli cıvatalar şu anda otomotiv alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.Genellikle otomobilin mukavemetinde ve arabanın tekerlek göbeği gibi önemli parçalarında kullanılmaktadır.Aracın güvenli ve istikrarlı sürüşü için yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır.
