Kodėl išankstinė apkrova yra tvirtinimo sistemos darbinis parametras
Bėgio tvirtinimo sistemos suspaudimo jėga, paprastai išreiškiama kaip apkrova vienam spaustukui, iš tikrųjų išlaiko bėgį vėžėje, apsaugo nuo bėgių slinkimo ir išlaiko tvirtinimo sistemą. Jis gaminamas naudojant išankstinę apkrovą: varžto, sraigto smaigalio ar spaustuko kojelės įtempimas jį priveržus. Projektavimo tikslas nustatomas pagal tvirtinimo sistemos standartą, pvz., EN 13481-1 standarto EN 13481-1 reikalavimus betoninių pabėgių sistemoms, o pati suspaudimo jėga matuojama bandymo stende. Eksploatacijos metu techninės priežiūros inžinierius nemato išankstinės apkrovos, todėl ji valdoma atliekant sukimo momento, deformacijos ar tarpo patikras, apibrėžtas sistemos brėžinyje. Todėl teisingo įrengimo ir tinkamo priežiūros planavimo pagrindas yra supratimas, kaip generuojamas išankstinis įkėlimas, kur jis prarandamas ir kaip laikui bėgant atsipalaiduoja.
Perdavimo kelias ir kur dingo išankstinis įkrovimas
Išankstinė apkrova pereina nuo priveržimo įrankio iki bėgio per sąsajų grandinę, o kiekviena sąsaja sunaudoja dalį įvesties jėgos dėl trinties ir vietinės deformacijos. Žemiau esančioje lentelėje apibendrinami tipiniai nuostolių diapazonai, nurodyti tvirtinimo praktikoje, kai naudojama varžtais pritvirtinta elastinga tvirtinimo sistema; vertės yra inžinerinės sąmatos iš bėgių kelio komponentų bandymų ir turėtų būti patvirtintos atsižvelgiant į konkrečią sistemą ir tepimo būseną.
| Sąsaja apkrovos kelyje | Tipiškas išankstinio įkrovimo praradimas | Pagrindinė įtaka |
|---|---|---|
| Varžto sriegio sujungimas | 15-20 proc | Sriegio trinties koeficientas, tepimas, sriegio prigludimas |
| Veržlės paviršius ant slėgio plokštės arba poveržlės | 10-15 proc | Veido lygumas, paviršiaus šiurkštumas, kontaktinė sritis |
| Slėgio plokštė kontaktui prispausti | 8-12 proc | Klipo lanko geometrija, kontaktinio įtempio pasiskirstymas |
| Pritvirtinkite prie bėgio kojos | 5-10 procentų dinaminis praradimas | Rato{0}}vibracija, dinaminės apkrovos istorija |
Susumavus keturias sąsajas, efektyvioji suspaudimo jėga, pasiekianti bėgį, paprastai yra 50–60 procentų vertės, kurią numato vardinis priveržimo momentas. Tai nėra defektas; tai yra įprastas srieginės jungties konversijos efektyvumas, o priveržimo specifikacijos tai jau atspindi. Praktiškai svarbu nuoseklumas: tas pats sukimo momentas kiekvieną kartą turi sukurti tą pačią suspaudimo jėgą, o tai tiesa tik tuo atveju, jei trinties būsena yra kontroliuojama.
Sukimo momentas, trintis ir suspaudimo jėga
Ryšys tarp priveržimo sukimo momento T, suspaudimo jėgos F ir sriegio žingsnio skersmens d yra klasikinė formulė T=K x F xd, kur K yra sukimo momento koeficientas, sujungiantis sriegio trintį, paviršių trintį ir sriegio spiralės efektus. K paprastai yra nuo 0,15 iki 0,25, priklausomai nuo paviršiaus apdorojimo ir tepimo: švarus sausas plieninis sriegis yra šalia diapazono viršaus, tepamas arba cinku dengtas sriegis{4}} yra šalia apačios. Koeficientas nėra konstanta; jis kinta dėl dengimo, tepimo, pakartotinio varžto naudojimo ir aplinkos sąlygų, todėl ISO 16047 reikalauja standartinio bandymo, skirto matuoti tvirtinimo elementų sąrankos sukimo momento{7}}užspaudimo jėgos santykį, ir kodėl kritinės jungtys įrenginyje patikrinamos prieš užšaldant sukimo momento specifikaciją. Priveržimo metodas taip pat nustato sklaidą: sukimo momento valdiklis išlaiko sukimo momentą, bet ne suspaudimo jėgą, o susidariusios išankstinės apkrovos sklaida yra maždaug plius minus 25 procentai; kampu{10}}valdomas priveržimas sumažina sklaidą iki maždaug 15 proc.; našumo{12}}kontroliuojamas priveržimas, naudojamas aukščiausio-vientisumo jungtyse, išlaiko išankstinę apkrovą iki maždaug 8 procentų sklaidos. Vikšrų tvirtinimams sukimo momento arba deformacijos valdymas yra standartinis, nes jis yra greitas ir patikrinamas įrankiu, o trinties būsena valdoma nurodant komponentų dangą ir tepimą.
Trinties valdymas kiekvienoje sąsajoje
Kadangi trintis nulemia, kiek sukimo momento tampa suspaudimo jėga, praktiniai valdikliai taikomi sąsajose. Ant sriegio nustatytas tepalas arba danga stabilizuoja sriegio trinties koeficientą, paprastai nuo 0,10 iki 0,15 dengtam ir suteptam sriegiui, ir apsaugo nuo nešvarumų, atsirandančių ant neteptų padengtų sriegių. Ant veržlės paviršiaus ir spaustuko kontakto plokštumas ir šiurkštumas kontroliuojami apdirbant; 0,05 mm ar mažesnis lygumo nuokrypis ir 95 procentų ar daugiau sėdimosios vietos, kad būtų išvengta vietinių aukštų vietų, kurios netolygiai sunaudoja išankstinę apkrovą. Ant spaustuko -prie- bėgio kontakto spaustuko piršto ir bėgio pėdos geometrija fiksuojama sistemos brėžinyje, o sąsaja patiria dinaminę apkrovą, todėl susidėvėjimas ir įtrūkimai čia atsiranda pirmiausia. Elastinės poveržlės ir kūginės spyruoklinės poveržlės naudojamos ten, kur jungtis turi sugerti nuosėdas arba šiluminį judėjimą, nes jos dalį elastingos deformacijos paverčia išlaikoma išankstine apkrova, o ne ją praranda. Bendra taisyklė yra ta, kad kiekviena sąsaja yra nurodyta, išbandoma ir valdoma tiksliai kaip medžiagos savybė, nes K sklaida, o ne vardinė vertė, lemia, ar sumontuota suspaudimo jėga atitinka standartą.
Įtempių suderinimas su varžtais, spaustukais ir trinkelėmis
Išankstinė apkrova turi būti suderinama su kiekvieno komponento stiprumu apkrovos kelyje. Varžtai ir varžtų smaigaliai parenkami pagal savybių klasę, paprastai 8,8 arba 10,9 pagal ISO 898-1 vikšriniams varžtams, kad išankstinė apkrova, atitinkanti nurodytą sukimo momentą, liktų mažesnė už atsparumo įtempį su projektine riba; Įprasta projektavimo praktika yra išlaikyti 60–70 procentų statinių jungčių darbinį įtempį. Spyruokliniai spaustukai yra pagaminti iš grūdinto spyruoklinio plieno, pavyzdžiui, nuo 60Si2MnA iki GB/T 1222, o jų darbinį įtempį riboja nuovargio reikalavimas, o ne statinis stiprumas, todėl leistinas įtempis paprastai yra 50–60 procentų tamprumo ribos, o spaustuko įlinkis nustatomas pagal pirštų apkrovos tikslą. Pagalvėlės ir izoliaciniai komponentai yra minkštoji grandinės grandis: jų gniuždymo įtempį riboja trinkelės medžiaga, o trinkelės plotas yra toks, kad išankstinė apkrova ir eismo apkrova liktų žemiau trinkelės įtempių ribos, kitaip trinkelės šliaužia ir prarandama išankstinė apkrova. Projektavimo užduotis yra suderinti sistemos standumo gradientą, tvirtesnį varžtą ir spaustuką, minkštesnį trinkelę, kad išankstinė apkrova būtų dalijama neperkraunant nė vieno komponento.
Dideli{0}}traukimo ir didelio{1}}greičių skirtumai
Sunkios{0}}traukos linijos nurodo didesnį pradinį išankstinį įkėlimą nei įprastos linijos dėl trijų priežasčių. Ratų apkrovos yra didesnės, todėl dinaminė suspaudimo jėgos poreikio dalis yra didesnė. Sąsajų trinties koeficientai linkę kilti esant didesniam sąsajos slėgiui, o tai padidina perdavimo nuostolius, paprastai 10–15 procentinių punktų daugiau nei įprastoje linijoje. O stipresnė vibracija pagreitina atsipalaidavimą, todėl pradinė išankstinė apkrova turi apimti atsipalaidavimo rezervą, kuris išlaiko efektyvią suspaudimo jėgą didesnę nei minimali visą sistemos eksploatavimo laiką. Didelio greičio linijose ta pati logika veikia priešinga kryptimi: vertikalios jėgos yra nedidelės, tačiau sistema turi išlaikyti tikslią bėgių kelio geometriją važiuojant greičiu, todėl prioritetas yra standumo nuoseklumas ir vienoda išankstinė apkrova nuo klipo iki klipo, o ne didžiausia išankstinė apkrova. Abiem atvejais techninės priežiūros pasekmės yra vienodos: išmatuokite suspaudimo jėgą arba sukimo momentą pagal mėginių ėmimą, stebėkite susilpnėjimo tendenciją ir iš naujo priveržkite, kol veiksminga išankstinė apkrova nukrenta žemiau sistemos standarto reikalaujamo minimumo.
Dažnai užduodami klausimai
1 klausimas: kodėl tik maždaug pusė sukimo momento tampa suspaudimo jėga?
Kadangi pritaikytas sukimo momentas pirmiausia įveikia sriegio trintį, tada veržlės trintį, o tada – spaustukų sąsajų trintį ir deformaciją. Šie nuostoliai yra įprastas jungties konversijos neefektyvumas, paprastai paliekant 50–60 procentų vardinės jėgos kaip efektyvią suspaudimo jėgą.
2 klausimas: ką reiškia sukimo momento koeficientas K?
K formulėje T=K x F xd sujungia visus jungties trinties efektus. AK 0,2 reiškia, kad 20 procentų sukimo momento sunaudojama dėl trinties. Žemesnis K suteikia didesnę suspaudimo jėgą esant tam pačiam sukimo momentui ir mažesnei sklaidai.
3 klausimas: kodėl tos pačios sukimo momento vertės suteikia skirtingas suspaudimo jėgas?
Kadangi trinties būsena skiriasi priklausomai nuo dengimo, tepimo, sriegio būklės ir pakartotinio naudojimo. Štai kodėl egzistuoja ISO 16047 bandymai ir kodėl kritinės jungtys įrenginyje yra patvirtinamos prieš įrašant sukimo momento vertę į montavimo specifikaciją.
4 klausimas: kada turėtų būti naudojamas kampu{1}}valdomas priveržimas?
Kai sklaida turi būti sumažinta, pvz., saugos -kritinėse jungtyse, kur suspaudimo jėgos juosta yra siaura. Kampo valdymas pašalina trinties įtaką, tačiau tam reikalinga elastinga jungtis, kurioje posūkio -prie-priešinės apkrovos santykis būtų stabilus.
5 klausimas: kaip trinkelės šliaužimas veikia išankstinę apkrovą?
Kai pagalvėlė nusistovi nuolat, spaustuko darbinis taškas pasislenka ir pirštų apkrova sumažėja. Tai yra dominuojantis minkštųjų trinkelių sistemų išankstinės apkrovos praradimo mechanizmas ir pagrindinė priežastis, dėl kurios pirmasis pakartotinis{1}}priveržimas numatytas praėjus keliems mėnesiams po linijos atidarymo.
6 klausimas: kodėl sunkiems{1}}užtraukimo tvirtinimams reikia daugiau pradinio išankstinio apkrovimo?
Kadangi sąsajos nuostoliai yra didesni, dinaminė paklausa yra didesnė, o vibracijos{0}}atsipalaidavimas yra greitesnis. Papildoma pradinė išankstinė apkrova yra rezervas, kuris visą eksploatavimo laiką palaiko efektyvią suspaudimo jėgą virš minimalios.