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塔式起重機(jī)螺栓連接的預(yù)緊力及應(yīng)用方法
$ q6 d4 ?. t l1、受拉螺栓的預(yù)緊力與外力間的關(guān)系 ; ?5 K! U6 U7 |
若將螺母充分?jǐn)Q緊,，則螺母在螺栓的軸線方向前進(jìn)了h,，必然會(huì)使螺栓受到預(yù)緊力而使板受到壓力，假定沿板間將螺栓切斷,，用P代表預(yù)緊力,，T代表板間的擠壓力，由平衡條件得到P=T,，即預(yù)緊力與擠壓力相等,，此時(shí)螺栓桿的伸長Δl1，板的擠壓變形量為,，若以E1和A1代表螺栓桿的彈性模量和截面積,，E2和A2代表板的彈性模量和截面積,。) r4 l; x- t# W# a# R7 s F0 P3 V" ^
( o, G( V+ z) q4 \5 M, W/ ` （1）當(dāng)外力N作用時(shí),，由于此力并不直接加在螺栓上,，而是加在被連板上，因而將被連件趨于分開,，壓縮變形減小,，減少了板間的擠壓力，使擠壓力由減小為,，此時(shí)由平衡條件有：外力N繼續(xù)增加,，當(dāng)加大到板間原來的壓縮變形完全消失=0，板間的擠壓力也隨之消失,，與之平衡的預(yù)緊力也隨之消失,。但并不意味著螺栓不承受拉力，反之,，當(dāng)板間的壓縮變形完全消失后,，螺栓相應(yīng)被拉長了，使螺栓拉長的力的增量,。) } Q' L$ D$ c: \# o9 E
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�,。�2）一般情況下，E1和E2近似相等,，但連接件的面積比螺桿的截面積A1大得多,，假設(shè)E1=E2，A2=10A1,，代入（2）式ΔP=0.1P.' c& \+ x! l3 _; _
8 o8 s% ^2 H. |) |, P 由以上分析可知,，拉力螺栓連接必須施加預(yù)緊力,，被連接件受到擠壓,，當(dāng)承受外力時(shí)，連接件間的擠壓力隨外力增大而減小,，預(yù)緊力也減小,。當(dāng)外力加大到使兩連接件剛好分開時(shí)預(yù)緊力減小為零，螺栓所受的拉力將大于原來靜連接時(shí)施加的預(yù)緊力,。
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2,、高強(qiáng)度螺栓連接的特點(diǎn)
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高強(qiáng)度螺栓的桿身采用經(jīng)過熱處理的45號(hào)鋼或合結(jié)鋼，其性能等級(jí)為8.8級(jí),、10.9級(jí)或更高,。螺母和墊圈為相應(yīng)性能等級(jí)的鋼材制成，安裝時(shí)要求將螺栓擰得很緊,，取得很大的預(yù)緊力,，將構(gòu)件接觸面壓緊,。摩擦型的高強(qiáng)度螺栓完全依靠接觸面間的摩擦力來傳遞剪力，并以出現(xiàn)滑移為承載能力的極限狀態(tài),。承壓型的高強(qiáng)度螺栓以連接失效為承載能力的極限狀態(tài),，并以出現(xiàn)滑移為正常工作的極限狀態(tài)。所施加的預(yù)緊力一般為螺栓材料凈截面積與屈服極限乘積的0.7倍,，所選用的最大工作拉力應(yīng)小于預(yù)緊力,，以使構(gòu)件接觸面間仍有殘余預(yù)緊力，保證正常工作的可靠性,。
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3,、塔機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)套管連接螺栓/ l/ w! @. l3 Q- I
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塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為主要受力構(gòu)件，工作時(shí)承受軸力,、彎矩及扭矩,。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的聯(lián)接，我廠采用套管連接螺栓,，塔身主肢由單角鋼組成,，主肢端頭和套管端頭的平面上下連接，平面間的摩擦力可承受工作時(shí)由扭矩引起的剪力,，因此,，連接螺栓可視為摩擦型，而且用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接,，所以預(yù)緊力是一個(gè)不容忽視的問題,。我們發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)多的在用塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力均沒達(dá)到規(guī)定數(shù)值,，隨著塔機(jī)工作時(shí),，塔身主肢的反復(fù)拉、壓交變,，螺母松弛,，主肢端面間的間隙增大，使起重臂與塔身連接處的水平變位增大,，引起塔身二次應(yīng)力的拉大,，使安全性減小，有的甚至釀成倒塔事故,，因此預(yù)緊力的實(shí)施方法和數(shù)值控制是塔機(jī)安裝的重要環(huán)節(jié),。
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0 [# s! A! j8 ^ 塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和許多生產(chǎn)廠家的說明書均給出了連接螺栓的預(yù)緊力數(shù)值，用專用扳手來緊固,，但在實(shí)施中存在一些具體問題,，例如如何判斷預(yù)緊力施加時(shí)被連接件充分貼緊的起始狀態(tài)，在沒有扭矩扳手的大多數(shù)場(chǎng)合下,，如何用普通扳手達(dá)到規(guī)定的預(yù)緊力,，我們?cè)趯?shí)際工作中采用的方法是：6 ]2 y' ? c( |
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塔機(jī)塔身接高完成后,，空載載重小車位于最小幅度處，臂架旋轉(zhuǎn)至塔身對(duì)角線方位,，在塔機(jī)上部不平衡力矩自的作用下,，靠近平衡重一側(cè)的主肢A處于受壓狀態(tài)，主肢間的壓力：其中為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接處上部自重引起的軸力,。自b在塔機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算中已得出,，故N為已知。由前拉力螺栓受力分析中已知此擠壓力等于螺栓的初預(yù)緊力,，A處螺栓的實(shí)施預(yù)緊力,，其中P為單個(gè)螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)緊力，n為單肢的連接螺栓數(shù),。為得到,，螺母應(yīng)擰進(jìn)的行程，其中L是兩連接套中螺栓的工作長度,，是螺栓的桿身截面積,。螺母所需轉(zhuǎn)動(dòng)角度。其中t為螺栓的螺紋導(dǎo)程,。故用普通扳手加套桿或用榔頭敲打扳手尾部使螺母轉(zhuǎn)動(dòng)θ即可得到A處設(shè)計(jì)的預(yù)緊力,。用同樣的方法將平衡重對(duì)到C、B及D點(diǎn),，就可使一個(gè)連接面的所有螺栓具有一定的預(yù)緊力,。! G' X5 h! v. ]1 ^% f- h: z
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4、塔機(jī)回轉(zhuǎn)支承連接螺栓
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根據(jù)工作受力特點(diǎn),，回轉(zhuǎn)支承高強(qiáng)度螺栓連接應(yīng)屬于摩擦型,，回轉(zhuǎn)支承與上、下支承座的連接工作一般在地面完成,，擰緊螺栓時(shí),，可用扭矩法或轉(zhuǎn)角法在圓周方向?qū)ΨQ均勻多次擰緊，達(dá)到規(guī)定的預(yù)緊力,。% m" _3 E, |- {- k' D/ P
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5,、結(jié)束語
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0 n1 K* T2 ^6 g8 J5 [' D6 c% Z6 h 以上根據(jù)虎克定律對(duì)螺栓連接的受力分析,，導(dǎo)出預(yù)緊力在塔機(jī)上的應(yīng)用方法,，在沒有扭矩扳手的情況下，采用轉(zhuǎn)角法可有效的達(dá)到和保證安裝時(shí)規(guī)定的預(yù)緊力數(shù)值,。 |
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樓主: 斷箭斷箭
發(fā)表于 2009-3-28 23:07:35
