Rozdíl a použití vysokopevnostních šroubů a běžných šroubů
Vysokopevnostní šrouby a běžné šrouby jsou dva typy spojovacích prostředků používaných v různých aplikacích.
Zde je srovnání jejich rozdílů a typických aplikací:
Pevnost: Vysokopevnostní šrouby jsou navrženy tak, aby měly výrazně vyšší pevnost v tahu a smyku ve srovnání s běžnými šrouby. Jsou vyrobeny z legované oceli a procházejí speciálními procesy tepelného zpracování pro zvýšení jejich pevnosti. Na druhou stranu běžné šrouby mají nižší pevnost a jsou obvykle vyrobeny z uhlíkuobrábění oceli.
Označení: Vysokopevnostní šrouby mají na hlavách často značky, které označují jejich třídu nebo třídu pevnosti. Tato označení pomáhají identifikovat specifikace šroubu, jako je jeho pevnost v tahu a vlastnosti materiálu. Běžné šrouby obvykle nemají specifické označení týkající se pevnosti.
Instalace: Vysokopevnostní šrouby vyžadují přesné instalační postupy k dosažení požadované pevnosti a výkonu. Často se používají v aplikacích, kde je kritická strukturální integrita a nosnost. Metody instalace pro vysokopevnostní šrouby obvykle zahrnují použití kalibrovaných momentových klíčů nebo hydraulického napínacího zařízení k dosažení specifikovaného předpětí. Obyčejné šrouby se obecně snáze instalují a nevyžadují specializované vybavení ani ovládání krouticího momentu.
Aplikace: Vysokopevnostní šrouby se běžně používají ve stavebnictví, infrastrukturních projektech, mostech, budovách a dalších aplikacích, kde se očekává velké zatížení nebo vysoká úroveň napětí. Jsou nezbytné pro spojování konstrukčních ocelových prvků, jako jsou nosníky, sloupy a vazníky. Běžné šrouby nacházejí uplatnění v méně náročných aplikacích, včetněcnc části strojůmontáž nábytku, automobilové komponenty, nekonstrukční spoje a univerzální upevnění.
Normy: Vysokopevnostní šrouby jsou často vyráběny a specifikovány podle průmyslových standardů, jako jsou ASTM A325 a ASTM A490 ve Spojených státech. Tyto normy definují požadavky na materiál, mechanické vlastnosti, rozměry a instalační postupy pro vysokopevnostní šrouby. Běžné šrouby se obvykle řídí obecnějšími normami, jako je ASTM A307, které pokrývají širší rozsah aplikací a nižší požadavky na pevnost.
Co jsou šrouby s vysokou pevností?
High-Strength Friction Grip Bolt, anglický doslovný překlad je: vysokopevnostní frikční předpínací šroub, anglická zkratka: HSFG. Je vidět, že vysokopevnostní šrouby uvedené v naší čínské konstrukci jsou zkratky vysokopevnostních šroubů s třecím předpětím. V každodenní komunikaci jsou slova „Friction“ a „Grip“ zmíněna jen krátce, ale mnoho inženýrů a techniků špatně pochopilo základní definici vysokopevnostních šroubů.
Nedorozumění jedna:
Šrouby s jakostí materiálu přesahující 8,8 jsou „vysokopevnostní šrouby“?
Hlavním rozdílem mezi vysokopevnostními šrouby a běžnými šrouby není síla použitého materiálu, ale forma síly. Podstatou je, zda použít předpětí a použít statické tření k odolnosti proti smyku.
Ve skutečnosti jsou vysokopevnostní šrouby (HSFG BOLT) uvedené v britské normě a americké normě pouze 8,8 a 10,9 (BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490), zatímco běžné šrouby zahrnují 4,6, 5,6, 8,8, 10,9, 12.9 atd. (BS 3692 11 tabulka 2); je vidět, že pevnost materiálu není klíčem k odlišení vysokopevnostních šroubů od běžných šroubů.
Správné pochopení „vysoké síly“, kde je síla
Podle GB50017 vypočítejte pevnost v tahu a smyku jednoho běžného šroubu (typ B) třídy 8,8 a šroubu s vysokou pevností třídy 8,8.
Prostřednictvím výpočtu můžeme vidět, že pod stejnou třídou je design ahliníkový cnc servishodnoty pevnosti v tahu a pevnosti ve smyku jsou u běžných šroubů vyšší než u šroubů s vysokou pevností.
Kde je tedy „pevnost“ vysokopevnostních šroubů?
Pro zodpovězení této otázky je nutné začít s návrhovým pracovním stavem dvou šroubů, prostudovat zákon pružně-plastické deformace a pochopit mezní stav v době konstrukčního selhání.
Křivky napětí-deformace běžných šroubů a šroubů s vysokou pevností za pracovních podmínek
Mezní stav při selhání návrhu
Obyčejné šrouby: Samotná plastická deformace šroubu přesahuje konstrukční přídavek a šroub je poškozen střihem.
U běžného šroubového spojení dojde k relativnímu prokluzu mezi spojovacími deskami dříve, než začne působit smyková síla, a poté dojde ke kontaktu tyče šroubu a spojovací desky, dojde k pružně-plastické deformaci a smyková síla je vydržena.
Vysokopevnostní šrouby: Statické tření mezi účinnými třecími plochami je překonáno a dochází k relativnímu posunutí dvou ocelových plátů, což je z konstrukčních důvodů považováno za poškozené.
U vysokopevnostního šroubového spojení třecí síla nejprve nese smykovou sílu. Když zatížení vzroste do bodu, kdy třecí síla nestačí odolat smykové síle, je statická třecí síla překonána a dochází k relativnímu prokluzu spojovací desky (mezní stav). I když je však v tuto chvíli poškozena, tyč závorníku je v kontaktu se spojovací deskou a stále může využívat vlastní pružně-plastickou deformaci, aby odolala smykové síle.
Nedorozumění 2:
Únosnost vysokopevnostních šroubů je vyšší než u běžných šroubů. Je to „vysoká síla“?
Z výpočtu jednoho šroubu je vidět, že návrhová pevnost vysokopevnostních šroubů v tahu a smyku je nižší než u běžných šroubů. Jeho vysokopevnostní podstata spočívá v tom, že při normálním provozu nesmí mít uzly relativní skluz, to znamená, že elasticko-plastická deformace je malá a tuhost uzlu je velká.
Je vidět, že v případě daného návrhového zatížení uzlu nemusí uzel navržený s vysokopevnostními šrouby nutně ušetřit počet použitých šroubů, ale má malou deformaci, vysokou tuhost a vysokou bezpečnostní rezervu. Je vhodný pro hlavní nosníky a další místa, která vyžadují vysokou tuhost uzlu, a vyhovuje základnímu seismickému principu návrhu „silné uzly, slabé prvky“.
Pevnost vysokopevnostních šroubů nespočívá v konstrukční hodnotě jejich vlastní únosnosti, ale ve vysoké tuhosti jejich konstrukčních uzlů, vysoké bezpečnosti a vysoké odolnosti proti poškození.
Porovnání vysokopevnostních šroubů a běžných šroubů
Obyčejné šrouby a šrouby s vysokou pevností se velmi liší v metodách stavební kontroly kvůli jejich odlišným konstrukčním principům.
Požadavky na mechanickou výkonnost běžných šroubů stejné třídy jsou o něco vyšší než požadavky na šrouby s vysokou pevností, ale šrouby s vysokou pevností mají ještě jeden požadavek přijatelnosti na energii nárazu než běžné šrouby.
Značení běžných šroubů a šroubů s vysokou pevností je základní metodou pro identifikaci šroubů stejné třídy na místě. Protože hodnoty vypočítané pro hodnotu točivého momentu vysokopevnostních šroubů v britských a amerických normách nejsou stejné, je také nutné identifikovat šrouby obou norem.
Vysokopevnostní šrouby: (M24, L60, třída 8.8)
Obyčejné šrouby: (M24, L60, třída 8.8)
Je vidět, že obyčejné šrouby jsou asi 70% ceny vysokopevnostních šroubů. V kombinaci s porovnáním jejich akceptačních požadavků lze dojít k závěru, že prémiovou částí by mělo být zajištění rázové energetické náročnosti (houževnatosti) materiálu.
Shrnout
U zdánlivě jednoduchého problému není jednoduchou záležitostí mít hluboké, komplexní a správné pochopení jeho podstaty. Definice, význam a hluboký rozdíl mezi vysokopevnostními šrouby a běžnými šrouby jsou základním předpokladem pro správné pochopení, použití vysokopevnostních šroubů a provádění stavebního řízení.
Pohled:
1) V některých knihách o ocelových konstrukcích je skutečně uvedeno, že vysokopevnostní šrouby se týkají šroubů, jejichž pevnost přesahuje 8,8 stupně. Z tohoto hlediska to za prvé nepodporují anglo-americké standardy a neexistuje žádná definice „silného“ a „slabého“ pro určitou úroveň síly. Za druhé, nesplňuje „vysokopevnostní šrouby“ uvedené v naší práci.
2) Pro usnadnění srovnání zde není uvažováno namáhání komplexních skupin šroubů.
3) Při návrhu tlakového vysokopevnostního šroubu je zohledněna i přítlačná síla šroubu, která bude podrobně představena v následujícím „Porovnání vysokopevnostních šroubů tlakového a třecího typu“.
Kolik toho víte o vysokopevnostních šroubech?
Celý název vysokopevnostních šroubů ve výrobě se nazývá vysokopevnostní šroubový spojovací pár a obecně se zkráceně neoznačuje jako vysokopevnostní šrouby.
Podle instalačních charakteristik se dělí na: velké šrouby se šestihrannou hlavou a šrouby s torzním střihem. Mezi nimi se typ torzního smyku používá pouze v úrovni 10.9.
Podle výkonnostního stupně vysokopevnostních šroubů se dělí na: 8,8 a 10,9. Mezi nimi jsou pouze velké šestihranné vysokopevnostní šrouby třídy 8.8. U způsobu značení udává číslo před desetinnou čárkou pevnost v tahu po tepelném zpracování; číslo za desetinnou čárkou udává poměr kluzu, tedy poměr naměřené hodnoty meze kluzu k naměřené hodnotě meze pevnosti v tahu. . Stupeň 8,8 znamená, že pevnost v tahu hřídele šroubu není menší než 800 MPa a poměr kluzu je 0,8; Stupeň 10.9 znamená, že pevnost v tahu hřídele šroubu není menší než 1000 MPa a poměr kluzu je 0,9.
Průměry vysokopevnostních šroubů v konstrukčním návrhu obecně zahrnují M16/M20/M22/M24/M27/M30, ale M22/M27 je řada druhé volby a M16/M20/M24/M30 je za normálních okolností hlavní volbou.
Z hlediska střihového provedení se vysokopevnostní šrouby podle konstrukčních požadavků dělí na: vysokopevnostní šroubový typ s tlakovým ložiskem a vysokopevnostní šroubový typ tření.
Únosnost třecího typu závisí na protiskluzovém koeficientu třecí plochy přenosu síly a počtu třecích ploch. Koeficient tření červené rzi po pískování (výstřelu) je nejvyšší, ale je velmi ovlivněn úrovní konstrukce z hlediska skutečného provozu. Mnoho dozorčích jednotek Všechny vznesly otázku, zda lze snížit standard, aby byla zajištěna kvalita projektu.
Únosnost tlakového typu závisí na minimální hodnotě smykové únosnosti šroubu a tlakové únosnosti šroubu. V případě pouze jedné spojovací plochy je smyková únosnost třecího typu M16 21,6-45,0 kN, zatímco smyková únosnost tlakového typu M16 je 39,2-48,6 kN a výkon je lepší než u třecí typ.
Z hlediska instalace je proces tlakového typu jednodušší a spojovací povrch je třeba pouze očistit od oleje a plovoucí rzi. Únosnost v tahu ve směru hřídele je v kódu ocelové konstrukce velmi zajímavá. Návrhová hodnota třecího typu je rovna 0,8násobku předpínací síly a návrhová hodnota přítlačného typu je rovna efektivní ploše šroubu vynásobené návrhovou hodnotou pevnosti v tahu materiálu. Zdá se, že existuje velký rozdíl, ve skutečnosti jsou tyto dvě hodnoty v podstatě stejné.
Při současném působení smykové síly a tahové síly ve směru osy tyče typ tření vyžaduje, aby poměr smykové síly přenášené šroubem ke smykové kapacitě plus součet poměru napětí přenášené axiální síly šroubem k tahové kapacitě je menší než 1,0 a typ tlaku vyžaduje Je to součet druhé mocniny poměru smykové síly ke smykové kapacitě šroubu plus druhé mocniny poměru axiální síly k pevnost v tahu šroubu je menší než 1,0, to znamená při stejné kombinaci zatížení, stejném průměru ložiska Bezpečnostní rezerva konstrukce vysokopevnostních šroubů je vyšší než u vysokopevnostních šroubů třecího typu .
Vzhledem k tomu, že při opakovaném působení silných zemětřesení může dojít k porušení třecí plochy spojení a smyková kapacita v tomto okamžiku stále závisí na smykové kapacitě šroubu a tlakové kapacitě desky. Proto seismický zákon stanovuje mezní únosnost vysokopevnostních šroubů Vzorec pro výpočet únosnosti.
Ačkoli tlakový typ má výhodu v návrhové hodnotě, protože patří k typu porušení smykovým tlakem, otvory pro šrouby jsou otvory pro šrouby pórového typu podobné běžným šroubům a deformace při zatížení je mnohem větší než u šroubů. třecí typ, takže vysokopevnostní šrouby snesou tlak Typ se používá hlavně pro neseismické spoje součástí, nedynamické spoje součástí zatížení a neopakující se spoje součástí.
Normální provozní mezní stavy těchto dvou typů se také liší:
Spoj typu tření se vztahuje k relativnímu prokluzu třecí plochy připojení při základní kombinaci zatížení;
Tlakové spojení se vztahuje k relativnímu prokluzu mezi spojovacími částmi při standardní kombinaci zatížení;
Společný šroub
1. Běžné šrouby jsou rozděleny do tří typů: A, B a C. První dva jsou zdokonalené šrouby, méně používané. Obecně řečeno, obyčejné šrouby odkazují na běžné šrouby úrovně C.
2. V některých dočasných spojích a spojích, které je třeba rozebrat, se běžně používají běžné šrouby úrovně C. Běžné šrouby běžně používané ve stavebních konstrukcích jsou M16, M20, M24. Některé hrubé šrouby ve strojírenství mohou mít relativně velký průměr a používají se pro speciální účely.
Vysokopevnostní šrouby
3. Materiál vysokopevnostních šroubů se liší od běžných šroubů. Vysokopevnostní šrouby se obecně používají pro trvalé spoje. Běžně používané jsou M16~M30. Výkon nadrozměrných vysokopevnostních šroubů je nestabilní a měl by být používán s opatrností.
4. Šroubový spoj hlavních komponentů stavební konstrukce je obecně spojen vysokopevnostními šrouby.
5. Vysokopevnostní šrouby dodávané výrobcem nejsou klasifikovány jako tlakové nebo třecí.
6. Jsou to vysokopevnostní šrouby třecího typu nebo vysokopevnostní šrouby nesoucí tlak? Ve skutečnosti existuje rozdíl v metodě výpočtu návrhu:
1) U vysokopevnostních šroubů třecího typu se za mezní stav únosnosti považuje prokluz mezi deskami.
2) U tlakových vysokopevnostních šroubů se za mezní stav běžného používání považuje prokluz mezi deskami a za mezní stav únosnosti porušení spojení.
7. Vysokopevnostní šrouby třecího typu nemohou plně využít potenciál šroubů. V praktických aplikacích by měly být vysokopevnostní šrouby třecího typu použity pro velmi důležité konstrukce nebo konstrukce vystavené dynamickému zatížení, zejména když zatížení způsobuje zpětné napětí. V tomto okamžiku lze nevyužitý potenciál šroubu využít jako bezpečnostní rezervu. Na jiných místech by se ke snížení nákladů měly používat vysokopevnostní šrouby nesoucí tlak.
Rozdíl mezi běžnými šrouby a šrouby s vysokou pevností
8. Běžné šrouby lze znovu použít, ale šrouby s vysokou pevností nelze znovu použít.
9. Vysokopevnostní šrouby jsou obecně vyrobeny z vysokopevnostní oceli (ocel č. 45 (8,8s), 20MmTiB (10,9S), což jsou předpjaté šrouby. Třecí typ používá k aplikaci předepsaného předpětí momentový klíč a tlakový typ odšroubuje hlavu švestkového květu Běžné šrouby jsou obecně vyrobeny z běžné oceli (Q235) a je třeba je pouze utáhnout.
10. Běžné šrouby jsou obecně třídy 4.4, 4.8, 5.6 a 8.8. Vysokopevnostní šrouby jsou obecně třídy 8,8 a třídy 10,9, z nichž většina je třídy 10,9.
11. Otvory pro šrouby u běžných šroubů nemusí být nutně větší než u šroubů s vysokou pevností. Ve skutečnosti mají běžné šrouby relativně malé otvory pro šrouby.
12. Otvory pro šrouby tříd A a B běžných šroubů jsou obecně pouze o 0,3~0,5 mm větší než šrouby. Otvory pro šrouby třídy C jsou obecně o 1,0 ~ 1,5 mm větší než šrouby.
13. Vysokopevnostní šrouby třecího typu přenášejí zatížení třením, takže rozdíl mezi šroubovou tyčí a otvorem pro šroub může dosáhnout 1,5-2,0 mm.
14. Charakteristiky přenosu síly tlakových vysokopevnostních šroubů mají zajistit, že při normálním používání smyková síla nepřekročí třecí sílu, která je stejná jako u vysokopevnostních šroubů třecího typu. Když se zatížení znovu zvýší, dojde k relativnímu prokluzu mezi spojovacími deskami a spojení závisí na smykové odolnosti šroubu a tlaku stěny otvoru k přenosu síly, která je stejná jako u běžných šroubů, takže rozdíl mezi šroubem a otvorem pro šroub je o něco menší, 1,0-1,5 mm.
Anebon se drží zásady „čestný, pracovitý, podnikavý, inovativní“, aby neustále získával nová řešení. Anebon považuje vyhlídky, úspěch za svůj osobní úspěch. Nechte Anebon vybudovat prosperující budoucnost ruku v ruce pro mosazné obráběné díly a komplexní titanové cnc díly / lisovací příslušenství. Anebon má nyní komplexní nabídku zboží a prodejní cena je naší výhodou. Vítejte v dotazech na produkty Anebon.
Trendové produkty Čína CNC obráběcí díl a přesný díl, pokud by vás některá z těchto položek skutečně zajímala, dejte nám prosím vědět. Anebon vám po obdržení podrobných specifikací rád poskytne cenovou nabídku. Anebon má naše osobní specialisty pro výzkum a vývoj, aby splnili jakýkoli z požadavků. Anebon se těší na brzké obdržení vašich dotazů a doufám, že bude mít příležitost s vámi v budoucnu spolupracovat. Vítejte, abyste se podívali na organizaci Anebon.
Čas odeslání: Jun-01-2023