يمكن أن تعمل أدوات التثبيت فائقة القوة-عالية- على تقليل الوزن وزيادة مساحة التثبيت عن طريق تقليل حجمها تحت نفس قوة التثبيت، وبالتالي يمكن تحسين وظيفة الأجزاء المتصلة وحجمها، بحيث تتمكن المعدات من تحقيق الغرض المتمثل في تقليل الوزن الإجمالي وتحسين الأداء.
إذًا ما هي-البراغي عالية القوة؟ ما هي نقاط القوة-للمسامير ذات القوة العالية؟ اسمحوا لي أن تظهر لك اليوم.
في 28 تشرين الثاني (نوفمبر) 2021، اجتمع فريق المواد الفولاذية-عالي الأداء بقيادة البروفيسور دونغ هان من كلية علوم وهندسة المواد بجامعة شنغهاي، وشركة Hebei Longfengshan Casting Co., Ltd.، وشركة Qifeng Precision Technology Co., Ltd.، ومصنع Zhoushan 7412، ومعهد جيانغسو لأبحاث تكنولوجيا المعادن، ومعهد بحوث مواد الأجزاء الأساسية للمعدات المتطورة بجامعة شنغهاي (تشجيانغ)، معهد أبحاث المواد الجديدة بجامعة شنغهاي (تايتشو) وسبع وحدات أخرى، بعد أكثر من عام من البحث المشترك، من خلال "تقييم خدمة إنتاج المواد-تصنيع أدوات التثبيت-" التعاون الكامل لسلسلة الصناعة، استنادًا إلى-نظرية الأداء العالي للمواد الفولاذية، باستخدام-المواد الخام الحديدية عالية النقاء التي تنتجها شركة Longfengshan Casting، نجحت في تطوير الفولاذ B17.8 وB19.8 مثبتات فائقة القوة-عالية-، تشكل تقنية تصنيع أدوات التثبيت من الدرجة 16.8 و19.8.
السحابات الصف 16.8 و 19.8
1
ما هو الصاعقة-عالية القوة؟
مسمار ذو قوة عالية- (مسمار ذو قبضة احتكاك عالية-)، ترجمة حرفية باللغة الإنجليزية: مسمار محمل مسبقًا ذو قوة احتكاك عالية-، اختصار باللغة الإنجليزية: HSFG. يمكن ملاحظة أن - البراغي عالية القوة التي نشير إليها في البناء الصيني هي اختصار لـ -مسامير الشد العالية- ذات الاحتكاك المسبق. في الاتصالات اليومية، يتم اختصار الكلمتين "الاحتكاك" و"القبضة" ببساطة، لكن العديد من الموظفين الهندسيين والفنيين لديهم سوء فهم للتعريف الأساسي -للمسامير عالية القوة.
سوء الفهم 1:
هل تعتبر البراغي ذات درجة مادة تتجاوز 8.8 "مسامير ذات قوة عالية-"؟
الفرق الأساسي بين البراغي عالية القوة-والمسامير العادية ليس في قوة المادة المستخدمة، بل في شكل القوة. جوهر الأمر هو ما إذا كان سيتم تطبيق قوة الشد المسبق- واستخدام الاحتكاك الساكن لمقاومة القص.
في الواقع، في المعايير البريطانية والمعايير الأمريكية، فإن البراغي عالية القوة (HSFG BOLT) المذكورة في المواصفات لها نوعان فقط: 8.8 و10.9 (BS EN 14399 / ASTM-A325 & ASTM-490)، بينما تتضمن البراغي العادية 4.6، 5.6، 8.8، 10.9، 12.9، وما إلى ذلك (BS 3692 11 جدول 2)؛ يمكن ملاحظة أن قوة المادة ليست هي المفتاح لتمييز البراغي عالية القوة عن البراغي العادية.
2
أين توجد قوة-البراغي عالية القوة؟
وفقًا لـ GB50017، احسب قوة الشد والقص لمسمار عادي واحد (الفئة B) 8.8 ومسمار ذو قوة عالية - 8.8.
من خلال الحساب، يمكننا أن نرى أنه تحت نفس الدرجة، تكون قيم التصميم لقوة الشد وقوة القص للبراغي العادية أعلى من تلك الخاصة بالمسامير عالية القوة-.
إذن، ما هي "قوة" البراغي-عالية القوة؟
للإجابة على هذا السؤال، يجب أن نبدأ من حالة العمل التصميمية للمسمارين، ودراسة قانون التشوه اللدن المرن-، وفهم الحالة الحدية عند تدمير التصميم.
منحنيات الإجهاد-للمسامير العادية والمسامير عالية القوة-في ظل ظروف العمل
حالة الحد عند تدمير التصميم
البراغي العادية: يتعرض قضيب المسمار نفسه لتشوه بلاستيكي يتجاوز الحد المسموح به للتصميم، ويتم قطع قضيب المسمار.
في وصلات الترباس العادية، سيحدث انزلاق نسبي بين ألواح التوصيل قبل أن تبدأ قوة القص في تحملها، ومن ثم سيتصل قضيب الترباس ولوحة التوصيل، وسيحدث تشوه بلاستيكي مرن، وستتحمل قوة القص.
مسامير ذات قوة عالية-: تم التغلب على الاحتكاك الساكن بين أسطح الاحتكاك الفعالة، وخضعت اللوحتان الفولاذيتان لإزاحة نسبية، والتي تعتبر مدمرة في الاعتبارات التصميمية.
في توصيلات الترباس-عالية القوة، يتحمل الاحتكاك أولاً قوة القص. عندما يزيد الحمل إلى النقطة التي تكون فيها قوة الاحتكاك غير كافية لمقاومة قوة القص، يتم التغلب على قوة الاحتكاك الساكن، وتتعرض لوحة التوصيل للانزلاق النسبي (الحالة الحدية). ومع ذلك، على الرغم من تدميره في هذا الوقت، إلا أن قضيب الترباس على اتصال بلوحة التوصيل، ولا يزال بإمكانه استخدام التشوه البلاستيكي المرن- الخاص به لتحمل قوة القص.
المفهوم الخاطئ 2:
قدرة التحمل العالية تعني -مسامير ذات قوة عالية؟
ومن حساب مسمار واحد، يمكن ملاحظة أن قوة تصميم البراغي-عالية القوة في الشد والقص أقل من قوة البراغي العادية. قوتها العالية هي في الأساس: أثناء التشغيل العادي، لا يسمح بأي انزلاق نسبي في العقدة، أي تشوه بلاستيكي مرن صغير - وصلابة عقدة كبيرة.
يمكن ملاحظة أنه في ظل حمل عقدة التصميم المحدد، لا توفر العقد المصممة بمسامير عالية القوة- بالضرورة عدد البراغي المستخدمة، ولكنها تتمتع بتشوه صغير وصلابة عالية واحتياطي أمان عالي. تعتبر البراغي ذات القوة العالية - مناسبة للحزم الرئيسية والمواقع الأخرى التي تتطلب صلابة كبيرة للعقدة، والتي تتوافق مع مبدأ التصميم الزلزالي الأساسي المتمثل في "العقد القوية، والقضبان الضعيفة".
لا تكمن قوة البراغي عالية القوة- في قيمتها التصميمية الخاصة بقدرة التحمل، ولكن في الصلابة الكبيرة لعقد التصميم الخاصة بها، وأداء السلامة العالي والقدرة القوية على مقاومة-التدمير.
3
مقارنة بين-البراغي عالية القوة والبراغي العادية
هناك اختلافات كبيرة بين البراغي العادية والمسامير عالية القوة- في طرق فحص البناء نظرًا لاختلاف مبادئ قوة التصميم الخاصة بها.
تعد متطلبات الأداء الميكانيكي للبراغي العادية من نفس الدرجة أعلى قليلاً من تلك الخاصة بالمسامير عالية القوة-، ولكن البراغي ذات القوة العالية- لها متطلبات قبول طاقة تصادم أكثر من البراغي العادية.
يعد وضع علامات على البراغي العادية والمسامير عالية القوة- الطريقة الأساسية للتعرف على البراغي من نفس الدرجة في الموقع-. نظرًا لاختلاف قيم حساب قيمة عزم الدوران للمسامير عالية القوة-في المعايير البريطانية والأمريكية، فمن الضروري أيضًا تحديد مسامير ذات معيارين.
مسامير عالية القوة-: (M24، L60، درجة 8.8)
البراغي العادية: (M24، L60، درجة 8.8)
ويمكن ملاحظة أن سعر البراغي العادية يبلغ حوالي 70% من سعر البراغي ذات القوة العالية-. إلى جانب مقارنة متطلبات القبول، يمكن استنتاج أن الجزء المميز يجب أن يكون لضمان أداء طاقة الصدم (المتانة) للمادة.
4
كيفية تحسين قوة التعب من البراغي
بغض النظر عن الأحمال المعقدة التي يتم تحملها، فإن شكل الفشل الشائع للبراغي عالية القوة- هو فشل الكلال. في وقت مبكر من عام 1980، درس الخبراء 200 حالة فشل في توصيل البراغي، وكان أكثر من 50٪ منها عبارة عن فشل الكلال. يعد تحسين مقاومة الكلال للمسامير عالية القوة-أمرًا بالغ الأهمية.
يتميز كسر تعب الترباس بالخصائص التالية:
1. الحد الأقصى للضغط الناتج عن كسر الكلال أقل بكثير من حد قوة المادة تحت الضغط الساكن، وحتى أقل من حد الخضوع.
2. كسور التعب كلها كسور هشة بدون تشوه بلاستيكي واضح.
3. الكسر الناتج عن التعب هو نتيجة تراكم الضرر المجهري إلى حد ما.
بالنسبة للبراغي، فإن شكل الفشل هو بشكل أساسي تشوه بلاستيكي لجزء الخيط وكسر الكلال للمسمار، ومن بينها:
65% من الضرر يحدث عند الخيط الأول المتصل بالجوز؛
20% من الضرر يحدث عند الانتقال بين الخيط والقضيب العاري؛
يحدث 15% من الضرر عند نصف القطر الانتقالي بين رأس الترباس والمسمار.
01
تحسين التصميم لتقليل تركيز التوتر
تحكم بدقة في الحجم النهائي للمسمار للتخلص من تركيز الضغط:
أ. استخدم نصف قطر انتقالي أكبر؛
ب. قطع أخدود الإغاثة.
ج. قطع أخدود القطع الخلفي في نهاية الخيط؛
د. يمكن أن يؤدي تحسين زاوية إمالة رأس البرغي أيضًا إلى تقليل تركيز الضغط بشكل فعال؛
ه. استخدام الخيوط المقواة.
الفرق الرئيسي بين الخيط المقوى والخيط العادي هو القطر الصغير d1 وشريحة انتقال الجذر R للخيط الخارجي.
السمة الرئيسية للخيط المقوى هي أن القطر الصغير d1 أكبر من قطر الخيط العادي، ويزداد نصف قطر شريحة انتقال الجذر، ويزيد R، ويقلل تركيز الضغط للمسمار، وهناك متطلبات محددة لـ R: R+=0.18042P، Rmin=0.15011P، حيث P هي درجة الصوت، في حين أن الخيط العادي ليس لديه مثل هذا الشرط ويمكن أن يكون مقطعًا مستقيمًا.
02
تحسين عملية التصنيع
إن تعزيز التحكم في عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة الأسطح أثناء عملية تصنيع البراغي يمكن أن يحسن بشكل فعال إجهاد البراغي.
أ. المعالجة الحرارية تتم معالجة البراغي بالحرارة أولاً ثم دحرجتها، مما ينتج عنه إجهاد ضغط متبقي كبير داخل البراغي، وبالتالي إبطاء تكوين وتطور الشقوق، وبالتالي تحسين قوة الكلال للمسامير.
أثناء المعالجة الحرارية، يجب أيضًا منع إزالة الكربنة، ويجب مقارنة قوة الكلال للمسامير مع وبدون إزالة الكربنة السطحية.
وبما أن الكربون يتأكسد في الطبقة منزوعة الكربنة، فإن كمية السمنتيت في البنية المعدنية أقل من تلك الموجودة في البنية العادية، وبالتالي فإن قوتها أو صلابتها في الخواص الميكانيكية أقل من تلك الموجودة في البنية العادية.
عادة، تنخفض قوة الكلال للمسمار بنسبة 19.8% عند إزالة الكربنة من السطح.
ب. المعالجة بالفوسفات تهدف معالجة الفوسفات لسطح المسمار إلى منع الصدأ وتثبيت الاحتكاك أثناء التجميع، لكن معالجة الفوسفات يمكنها أيضًا تقليل التآكل.
إن تقليل الاحتكاك بين خيط عجلة لف الخيط والخيط اللولبي أثناء عملية لف الخيط سيكون له تأثير إيجابي على توزيع الضغط على خيط الترباس بعد لف الخيط وتقليل خشونة سطح الخيط.
03
إعداد التحميل المسبق المناسب
يتم تحمل قوة الشد لبرغي وصلة الترباس العادية بشكل أساسي من خلال خيط التحمل الثلاثة-ضغط الأسنان-الموجود في المقدمة.
عندما يكون التحميل المسبق الأولي كبيرًا بدرجة كافية، سيدخل جزء من جذر الخيط في تشوه البلاستيك محليًا، وسيتم إنشاء الضغط المتبقي عند جذور الخيط هذه. يمكن أن يؤدي ضغط الضغط المتبقي المتولد عند جذر الخيط إلى تحسين قوة الكلال للخيط.
في الوقت نفسه، يمكن للخيط بعد التشوه البلاستيكي أيضًا تحسين توزيع قوة الخيط وتقليل ضغط التلامس على أسنان الخيط.
يؤدي هذا أيضًا إلى تحسين قوة تعب الخيط.
كلما زاد التحميل المسبق، زادت قدرة اتصال الترباس على مقاومة فصل الاتصال وزادت قدرته على مقاومة استرخاء التحميل المسبق. وفي الوقت نفسه، فإن قوة الكلال الفعالة الفعلية لوصلة الترباس أكبر أيضًا.
لذلك، فإن زيادة التحميل المسبق لوصلة الترباس تساعد على تحسين قدرة وصلة الترباس على مقاومة فشل الكلال تحت الأحمال الخارجية الدورية، مما يجعل خطر فشل الكلال في وصلة الترباس تحت قوة تأثير الاهتزاز والحمل الزائد المحدود أصغر.
