Зашто је предоптерећење радни параметар система за причвршћивање
Сила стезања система за причвршћивање шине, која се обично изражава као оптерећење прстију по копчи, је оно што заправо држи шину у ширини, одолијева пузању шине и одржава систем за причвршћивање крутим. Производи се преднапрезањем: затезањем које се ствара у завртњу, шиљку завртња или ножици обујма када се затегне. Циљ дизајна је постављен стандардом за систем причвршћивања, на пример, оптерећење на прстима и захтеви за вертикалну крутост према ЕН 13481-1 за системе на бетонским праговима, а сама сила стезања се мери на испитном уређају. У сервису, инжењер одржавања не може директно да види предоптерећење, тако да се њиме управља кроз провере обртног момента, угиба или зазора дефинисаних цртежом система. Разумевање начина на који се генерише предоптерећење, где се губи и како се опушта током времена је стога основа исправне инсталације и правилног заказивања одржавања.
Путања преноса и где је изгубљено предоптерећење
Предоптерећење путује од алата за затезање до шине кроз ланац интерфејса, а сваки интерфејс троши део улазне силе кроз трење и локалну деформацију. Табела у наставку сумира типичне опсеге губитака пријављених у пракси причвршћивања за систем еластичног причвршћивања вијцима; вредности су инжењерске процене из испитивања компоненти колосека и треба их потврдити за одређени систем и стање подмазивања.
| Интерфејс у путањи учитавања | Типичан губитак предоптерећења | Главни утицај |
|---|---|---|
| Захватање навоја вијака | 15-20 посто | Коефицијент трења навоја, подмазивање, уклапање навоја |
| Лице матице на потисној плочи или подлошку | 10-15 посто | Равност лица, храпавост површине, контактна површина |
| Притисна плоча за клипни контакт | 8-12 посто | Геометрија лука спојнице, расподела контактног напона |
| Спојница за стопу шине | 5-10 процената динамичког губитка | Вибрација{0}}точкова, историја динамичког оптерећења |
Након што се четири интерфејса саберу, ефективна сила стезања која достиже шину је типично 50 до 60 процената вредности коју подразумева номинални момент затезања. Ово није недостатак; то је нормална ефикасност конверзије навојног споја, а спецификација затезања то већ објашњава. Оно што је важно у пракси је доследност: исти обртни момент мора сваки пут произвести исту силу стезања, што је тачно само ако се контролише стање трења.
Обртни момент, трење и сила стезања
Однос између момента затезања Т, силе стезања Ф и пречника навоја д је класична формула Т=К к Ф кд, где је К коефицијент обртног момента који обједињује ефекте трења навоја, чеоног трења и спирале навоја. К се обично налази између 0,15 и 0,25 у зависности од површинске обраде и подмазивања: чиста сува челична нит је близу врха опсега, а подмазана или цинк{4}}превучена љуском навој је близу дна. Коефицијент није константа; мења се са оплатом, подмазивањем, поновним коришћењем завртња и условима околине, због чега ИСО 16047 прописује стандардни тест за мерење односа силе затезања обртног момента-причвршћивача и зашто се критични спојеви валидирају на платформи пре него што се спецификација обртног момента замрзне. Метода затезања такође поставља расипање: контрола обртног момента држи обртни момент, али не и силу стезања, са расипањем од око плус или минус 25 процената на резултујућем преднапрезању; затезање{10}}контролисаним углом смањује расипање на око 15 процената; притезање{12}}контролисано затезање, које се користи на спојевима највећег-интегритета, одржава предоптерећење на око 8 процената распршења. За причвршћивање на шинама, контрола обртног момента или угиба је стандардна јер је брза и{16}}проверљива помоћу алата, а стањем трења се управља одређивањем премаза и подмазивања компоненти.
Контролисање трења на сваком интерфејсу
Пошто трење одлучује колико обртног момента постаје сила стезања, практичне контроле се примењују на интерфејсима. На навоју, дефинисано мазиво или премаз стабилизује коефицијент трења навоја, обично у опсегу од 0,10 до 0,15 за обложене и подмазане навоје, и спречава нагризање које се појављује на неподмазаним навојима. На површини матице и контакту копче, равност и храпавост се контролишу машинском обрадом; одступање равности од око 0,05 мм или мање и површина за седење од 95 процената или више избегавају локалне високе тачке које неравномерно троше предоптерећење. На контакту шине -на-, геометрија врха копче и стопе шине је фиксирана цртежом система, а интерфејс носи динамичко оптерећење, тако да се хабање и хабање овде појављују прво у употреби. Еластичне подлошке и конусне опружне подлошке се користе тамо где спој мора да апсорбује слијегање или топлотно кретање, јер претварају део еластичног отклона у задржано предоптерећење уместо да га губе. Опште правило је да се сваки интерфејс специфицира, тестира и контролише тачно као својство материјала, јер распршивање К, а не номинална вредност, одређује да ли инсталирана сила стезања испуњава стандард.
Усклађивање напрезања на завртњима, обујмицама и јастучићима
Предоптерећење мора бити компатибилно са снагом сваке компоненте на путу оптерећења. Завртњи и шиљци завртња се бирају према класи својстава, обично 8,8 или 10,9 по ИСО 898-1 за завртње на шинама, тако да преднапрезање које одговара наведеном обртном моменту остаје испод напона за проверу са пројектованом маргином; уобичајена дизајнерска пракса је да се радни напон задржи на 60 до 70 процената приноса за статичне спојеве. Обујмице за опруге су направљене од каљеног опружног челика, на пример 60Си2МнА до ГБ/Т 1222, и њихов радни напон је ограничен захтевима за замор, а не статичком чврстоћом, тако да је дозвољено напрезање обично 50 до 60 процената границе еластичности, а отклон копче је постављен циљним оптерећењем прстију. Јастучићи и изолационе компоненте су мека карика у ланцу: њихов притисак на притисак је ограничен материјалом јастучића, а површина јастучића је тако димензионисана тако да предоптерећење плус саобраћајно оптерећење остаје испод границе напрезања јастучића, иначе јастучић пузи и преднапрезање се губи. Задатак дизајна је да усклади градијент крутости кроз систем, чвршћи на завртњу и копчи, мекши на подлози, тако да се предоптерећење дели без преоптерећења ниједне компоненте.
Разлике у-извлачењу и великој{1}}брзини
Линије за{0}}тешке вучне линије наводе веће почетно оптерећење од конвенционалних линија из три разлога. Оптерећења точкова су већа, па је динамички удео потражње силе стезања већи. Коефицијенти трења интерфејса имају тенденцију да расту са вишим притисцима на интерфејсу, што повећава губитак преноса, обично 10 до 15 процентних поена више него на конвенционалној линији. А јача вибрација убрзава релаксацију, тако да почетно предоптерећење мора укључити резерву за опуштање која држи ефективну силу стезања изнад минимума током века трајања система. На линијама великих{7}}брзина иста логика тече у супротном смеру: вертикалне силе су умерене, али систем мора да држи прецизну геометрију стазе при брзини, тако да је приоритет доследност крутости и уједначено предоптерећење од копче до клипа, а не максимално предоптерећење. У оба случаја последица одржавања је иста: измерите силу стезања или обртни момент на основу узорковања, пратите тренд слабљења и поново-затегните пре него што ефективно предоптерећење падне испод минимума који захтева системски стандард.
Често постављана питања
П1: Зашто само око половине обртног момента постаје сила стезања?
Зато што примењени обртни момент прво превазилази трење навоја, затим трење на површини матице, а затим трење и деформацију интерфејса обујмица. Ови губици су нормална неефикасност конверзије споја, обично остављајући 50 до 60 процената номиналне силе као ефективну силу стезања.
П2: Шта значи коефицијент обртног момента К?
К у формули Т=К к Ф кд обједињује све ефекте трења споја. АК од 0,2 значи да се 20 процената обртног момента троши на трење. Нижи К даје већу силу стезања за исти обртни момент и мање расипање.
П3: Зашто исте вредности обртног момента дају различите силе стезања?
Пошто стање трења варира у зависности од оплате, подмазивања, стања навоја и поновне употребе. Због тога постоје ИСО 16047 тестови и зашто се критични спојеви валидирају на опреми пре него што се вредност обртног момента упише у спецификацију за инсталацију.
П4: Када треба користити-затезање под контролом угла?
Када се расипање мора свести на минимум, на пример на безбедносним{0}}критичним спојевима где је опсег силе стезања уски. Контрола угла уклања утицај трења, али захтева еластичан спој где је однос заокрета-до-предоптерећења стабилан.
П5: Како пузање јастучића утиче на предоптерећење?
Када се јастучић трајно постави, радна тачка копче се помера и оптерећење прста опада. Ово је доминантан механизам губитка предоптерећења на системима меких подметача и главни разлог због којег је прво{1}}затезање заказано неколико месеци након отварања линије.
П6: Зашто је тешким-причвршћивачима потребно више почетног предоптерећења?
Пошто су губици интерфејса већи, динамичка потражња је већа, а опуштање изазвано вибрацијама{0}}је брже. Додатни почетни преднапон је резерва која одржава ефективну силу стезања изнад минимума током радног века.