Ujemanje velikosti navoja tirnega vijaka, prednapetosti in navora

Zakaj velikost navoja določa zgornjo mejo prednapetosti

Prednapetost je napetost, ki jo nosi vijak po zategovanju, in je tisto, kar dejansko vpne ribjo ploščo ali ramo sponke. Največja uporabna prednapetost je omejena z napetostnim območjem navojnega dela, ki raste približno s kvadratom premera. Vijak M16 ima obremenjeno površino približno 157 mm2; vijak M36 ima območje obremenitve približno 817 mm2, približno 5,2-krat večje, tako da lahko M36 ob enakem izkoristku svoje trdnosti zadrži približno petkrat večjo prednapetost kot M16. V okroglih številkah za storitve pritrjevanja tirnic je vijak M16 stopnje 8.8 zategnjen na prednapetost v območju od 60 do 80 kN, medtem ko je vijak M36 stopnje 10.9 mogoče zategniti do 450 kN. Preskok med sosednjimi velikostmi je precejšen: prehod od M16 do M20 do M24 do M30 poveča razpoložljivo prednapetost za 50 do 70 odstotkov na vsakem koraku, zato se sklepi plošč za težke-vleke premaknejo na M24 in višje, takoj ko to zahteva obremenitev.

Navor je samo sredstvo za prednapetost

Pri delu s tiri monter ne more neposredno izmeriti napetosti vijakov, zato se kot praktični približek uporablja navor. Razmerje med navorom in prednapetostjo urejajo korak navoja, trenje navoja in trenje glave, povzeto v klasični enačbi navora, ki jo uporablja VDI 2230: pravilo za jeklene vijake z običajnim mazanjem je, da le približno 10 do 15 odstotkov uporabljenega navora postane prednapetost, preostanek pa porabi trenje. Ker se trenje spreminja glede na prevleko, mazanje in stanje površine, lahko enak navor povzroči različne prednapetosti na različnih vijakih; zato so referenčne vrednosti navora vedno navedene za določeno stanje trenja in zato je treba upoštevati učinek površinske obdelave.

Pri vroče-cinkanih vijakih se koeficient trenja navojev opazno razlikuje od koeficienta trenja navojev-od črno{1}}naoljenih vijakov, zato je treba zatezni moment ponovno-izpeljati za dejansko stanje prevleke in mazanja, ne pa prepisati iz splošne tabele. V praksi inženirske organizacije nastavijo navor vgradnje s kalibracijo na dejansko kombinacijo vijaka, matice, podložke in prevleke, vrednosti v spodnji tabeli za hitre reference pa predvidevajo čiste, rahlo naoljene navoje.

Praktične referenčne vrednosti navora

Naslednje vrednosti so tipični navori vgradnje za ribiško ploščo tirnice in pritrdilne vijake pri običajno uporabljenih stopnjah trdnosti, ob predpostavki čistih navojev in normalnega mazanja; so izhodišča za kalibracijo, ne nadomestki za specifikacijo projektnega navora.

Preskok z M24 na M30 približno podvoji navor in prednapetost, zato se mora način zategovanja spremeniti s specifikacijo.

Zakaj so potrebni hidravlični ključi za M24 in višje

Ročni navorni ključ-tipa, ki se običajno uporablja na progi, ima praktično zgornje območje okoli 400 N-m, kar je pod načrtovanim navorom vijaka M24 razreda 10.9 pri 800 do 900 N-m in daleč pod območjem 1500 N-m M30. Poskus doseganja teh vrednosti z roko ni ne točen ne varen. Hidravlični momentni ključi pokrivajo območje od 500 do 5000 N-m, uporabljajo navor gladko brez udarcev in držijo ciljno vrednost s ponovljivostjo, ki je običajno znotraj približno 5 odstotkov. Odstranijo tudi človeški dejavnik: z ročnim ključem vsak monter uporabi drugačno silo in razpršitev prednapetosti po spoju ribje plošče je dovolj velika, da nekateri vijaki ostanejo blizu izkoristka, drugi pa komaj zategnjeni. Hidravlično zategovanje, ki mu idealno sledi revizija navora, ohranja razpršenost prednapetosti majhno in obnašanje spoja predvidljivo.

Kaj gre narobe, če se navoj in navor ne ujemata

Pre-privijanje majhnega vijaka je klasična napaka pri namestitvi. Vijak popusti v navojnem delu, trajni raztezek pomeni, da prednapetosti ni mogoče vzdrževati, in pod delovnimi vibracijami spoj izgubi svojo vpenjalno silo; vijak nato deluje pod upogibom in utrujenostjo ter se sčasoma zlomi, običajno pri prvem vpetem navoju. Pri-nategovanju velikega vijaka je spoj ohlapen že od samega začetka: reža v obliki ribje plošče se odpre in zapre pod vsakim kolesom, vijak opazi izmenično striženje in upogibanje, konci tirnice se udarijo in geometrija spoja se poslabša. Spoj, ki je na ta način ohlapen, porablja ure vzdrževanja nesorazmerno z njegovo dolžino in je znan vir okvar na koncih-tirnic. Inženirski popravek je vedno enak: izberite velikost navoja, tako da je zahtevana prednapetost udobno znotraj zmogljivosti vijaka, in nastavite navor, tako da je prednapetost dosežena, ne da bi presegla približno 80 do 90 odstotkov testne napetosti.

Dolge niti in stabilnost prednapetosti na progah za-težke vleke

Pri težkih-vlečnih spojih je pomembna tudi dolžina vpetega navoja. Daljši vpetje navojev poveča število obremenjenih navojev, enakomernejšo porazdelitev obremenitve, zmanjša koncentracijo napetosti pri prvem navoju in zniža strižno napetost na enoto vpete dolžine. Vijaki z daljšimi navojnimi deli prenašajo tudi večjo elastičnost, kar pomaga spoju vzdrževati prednapetost skozi temperaturne cikle in ponavljajoče se udarce. To je inženirski razlog, zakaj so za težke{4}}navojne vijačne plošče določeni vijaki z daljšimi navoji in zakaj zamenjava s kratkimi-navojnimi avtomobilskimi sorniki ni nikoli sprejemljiva pri uporabi tirov.

pogosta vprašanja

Zakaj je prednapetost pomembnejša od samega navora?

Ker je prednapetost dejanska vpenjalna sila, ki ohranja spoj tesen in komponente pred premikanjem; navor je le praktičen način za ustvarjanje prednapetosti in isti navor lahko povzroči različne prednapetosti pod različnimi pogoji trenja.

Kakšen navor je potreben za tirnični vijak M24 razreda 10,9?

Običajni navor pri vgradnji je v razponu od 800 do 900 N-m z običajnim mazanjem, kar povzroči prednapetost približno 160 do 200 kN; vrednost je treba umeriti glede na dejanski premaz in mazivo.

Ali lahko ročni momentni ključ pravilno zategne vijake M30?

Ne. Načrtovani navor vijaka M30 razreda 10.9 je okoli 1500 N-m in več, kar daleč presega praktični obseg ročnih -ključev; potreben je hidravlični momentni ključ.

Zakaj pocinkani vijaki potrebujejo različne vrednosti navora?

Ker plast cinka spremeni koeficient trenja niti in s tem spremeni delež navora, ki se pretvori v prednapetost; zatezni moment je treba ponovno -izpeljati glede na stanje pocinkane površine, običajno z namazanimi navoji.

Kaj se zgodi, če je vijak zategnjen čez mejo?

Vijak se trajno razteza, prednapetost popusti pod projektno vrednostjo in pod tresljaji se spoj zrahlja; vijak nato prenaša cikle utrujenosti pri upogibanju in običajno odpove na korenu navoja.

Kako se na mestu preveri pravilna prednapetost?

Z revizijo navora s kalibriranim ključem, z merjenjem dodatnega zasučnega kota ali z neposrednim indikatorjem napetosti, kot je podložka za-indikacijo obremenitve; merilo sprejemljivosti je prednapetost znotraj določenega pasu, ne le odčitek ključa.