Mewn amrywiol sefyllfaoedd strwythurol, efallai y bydd angen i beirianwyr werthuso cryfder cymalau a wneir gan weldiadau a chaewyr mecanyddol. Heddiw, fel arfer bolltau yw caewyr mecanyddol, ond gall dyluniadau hŷn gynnwys rhybedion.
Gall hyn ddigwydd yn ystod uwchraddio, adnewyddu neu wella prosiect. Gall dyluniad newydd olygu bod angen bolltio a weldio i weithio gyda'i gilydd mewn cymal lle mae'r deunydd i'w uno yn cael ei folltio at ei gilydd yn gyntaf ac yna'n cael ei weldio i roi cryfder llawn i'r cymal.
Fodd bynnag, nid yw pennu cyfanswm capasiti llwyth cymal mor syml â chyfrifo swm y cydrannau unigol (weldiadau, bolltau a rhybedion). Gallai rhagdybiaeth o'r fath arwain at ganlyniadau trychinebus.
Disgrifir cysylltiadau bolltiedig ym Manyleb Cymal Strwythurol Sefydliad Strwythurau Dur America (AISC), sy'n defnyddio bolltau ASTM A325 neu A490 fel allwedd mowntio tynn, cyn-lwytho, neu allwedd llithro.
Tynhau cysylltiadau wedi'u tynhau'n dynn gyda wrench effaith neu gloiwr gan ddefnyddio wrench dwy ochr confensiynol i sicrhau bod yr haenau mewn cysylltiad tynn. Mewn cysylltiad wedi'i rag-straenio, mae'r bolltau wedi'u gosod fel eu bod yn destun llwythi tynnol sylweddol, ac mae'r platiau'n destun llwythi cywasgol.
1. Trowch y cneuen. Mae'r dull o droi'r cneuen yn cynnwys tynhau'r bollt ac yna troi'r cneuen ychydig yn ychwanegol, sy'n dibynnu ar ddiamedr a hyd y bollt.
2. Calibradu'r allwedd. Mae'r dull wrench calibradu yn mesur y trorym sy'n gysylltiedig â thensiwn bollt.
3. Bollt addasu tensiwn math torsiwn. Mae gan folltau tensiwn troelli stydiau bach ar ben y bollt gyferbyn â'r pen. Pan gyrhaeddir y trorym gofynnol, caiff y styd ei ddadsgriwio.
4. Mynegai tynnu syth. Golchwyr arbennig gyda thabiau yw dangosyddion tensiwn uniongyrchol. Mae faint o gywasgiad ar y clyg yn dangos lefel y tensiwn a roddir ar y bollt.
Yn nhermau cyffredin, mae bolltau'n gweithredu fel pinnau mewn cymalau tynn a rhag-densiwn, yn debyg iawn i bin pres sy'n dal pentwr o bapur tyllog at ei gilydd. Mae cymalau llithro critigol yn gweithio trwy ffrithiant: mae rhaglwyth yn creu grym i lawr, ac mae ffrithiant rhwng yr arwynebau cyswllt yn gweithio gyda'i gilydd i wrthsefyll llithro'r cymal. Mae fel rhwymwr sy'n dal pentwr o bapurau at ei gilydd, nid oherwydd bod tyllau'n cael eu dyrnu yn y papur, ond oherwydd bod y rhwymwr yn pwyso'r papurau at ei gilydd ac mae'r ffrithiant yn dal y pentwr at ei gilydd.
Mae gan folltau ASTM A325 gryfder tynnol lleiaf o 150 i 120 kg y fodfedd sgwâr (KSI), yn dibynnu ar ddiamedr y bollt, tra bod yn rhaid i folltau A490 fod â chryfder tynnol o 150 i 170-KSI. Mae cymalau rivet yn ymddwyn yn debycach i gymalau tynn, ond yn yr achos hwn, mae'r pinnau'n rivets sydd fel arfer tua hanner mor gryf â bollt A325.
Gall un o ddau beth ddigwydd pan fydd cymal sydd wedi'i osod yn fecanyddol yn destun grymoedd cneifio (pan fydd un elfen yn tueddu i lithro dros un arall oherwydd grym a roddir). Gall bolltau neu rifedau fod ar ochrau'r tyllau, gan achosi i'r bolltau neu'r rifedau gneifio i ffwrdd ar yr un pryd. Yr ail bosibilrwydd yw y gall y ffrithiant a achosir gan rym clampio'r clymwyr wedi'u rhag-densiwn wrthsefyll llwythi cneifio. Ni ddisgwylir unrhyw lithriad ar gyfer y cysylltiad hwn, ond mae'n bosibl.
Mae cysylltiad tynn yn dderbyniol ar gyfer llawer o gymwysiadau, gan na all llithro bach effeithio'n andwyol ar nodweddion y cysylltiad. Er enghraifft, ystyriwch silo a gynlluniwyd i storio deunydd gronynnog. Efallai y bydd llithro bach wrth lwytho am y tro cyntaf. Unwaith y bydd llithro'n digwydd, ni fydd yn digwydd eto, oherwydd bod yr holl lwythi dilynol o'r un natur.
Defnyddir gwrthdroad llwyth mewn rhai cymwysiadau, fel pan fydd elfennau cylchdroi yn destun llwythi tynnol a chywasgol bob yn ail. Enghraifft arall yw elfen blygu sy'n destun llwythi hollol wrthdro. Pan fydd newid sylweddol yng nghyfeiriad y llwyth, efallai y bydd angen cysylltiad wedi'i lwytho ymlaen llaw i ddileu llithro cylchol. Mae'r llithro hwn yn y pen draw yn arwain at fwy o lithro yn y tyllau hirgul.
Mae rhai cymalau'n profi llawer o gylchoedd llwyth a all arwain at flinder. Mae'r rhain yn cynnwys gweisgfeydd, cynhalwyr craen a chysylltiadau mewn pontydd. Mae angen cysylltiadau llithro hanfodol pan fydd y cysylltiad yn destun llwythi blinder i'r cyfeiriad gwrthdro. Ar gyfer y mathau hyn o amodau, mae'n bwysig iawn nad yw'r cymal yn llithro, felly mae angen cymalau sy'n hanfodol i lithro.
Gellir dylunio a chynhyrchu cysylltiadau bolltiedig presennol i unrhyw un o'r safonau hyn. Ystyrir bod cysylltiadau rivet yn dynn.
Mae cymalau wedi'u weldio yn anhyblyg. Mae cymalau sodr yn anodd. Yn wahanol i gymalau wedi'u bolltio'n dynn, a all lithro o dan lwyth, nid oes rhaid i weldiadau ymestyn a dosbarthu'r llwyth cymhwysol i raddau helaeth. Yn y rhan fwyaf o achosion, nid yw clymwyr mecanyddol wedi'u weldio a rhai tebyg i ddwyn yn anffurfio yn yr un ffordd.
Pan ddefnyddir weldiadau gyda chaewyr mecanyddol, mae'r llwyth yn cael ei drosglwyddo trwy'r rhan galetach, felly gall y weldiad gario bron yr holl lwyth, gydag ychydig iawn yn cael ei rannu â'r bollt. Dyna pam y dylid bod yn ofalus wrth weldio, bolltio a rhybedu. Manylebau. Mae AWS D1 yn datrys y broblem o gymysgu caewyr mecanyddol a weldiadau. Manyleb 1:2000 ar gyfer weldio strwythurol - dur. Mae paragraff 2.6.3 yn nodi, ar gyfer rhybedion neu folltau a ddefnyddir mewn cymalau math beryn (h.y. lle mae'r bollt neu'r rhybed yn gweithredu fel pin), na ddylid ystyried bod caewyr mecanyddol yn rhannu'r llwyth gyda'r weldiad. Os defnyddir weldio, rhaid eu darparu i gario'r llwyth llawn yn y cymal. Fodd bynnag, caniateir cysylltiadau sydd wedi'u weldio i un elfen ac wedi'u rhybed neu eu bolltio i elfen arall.
Wrth ddefnyddio clymwyr mecanyddol math beryn ac ychwanegu weldiadau, mae gallu cario llwyth y bollt yn cael ei esgeuluso i raddau helaeth. Yn ôl y ddarpariaeth hon, rhaid dylunio'r weldiad i drosglwyddo'r holl lwythi.
Mae hyn yn ei hanfod yr un fath ag AISC LRFD-1999, cymal J1.9. Fodd bynnag, mae safon Canada CAN/CSA-S16.1-M94 hefyd yn caniatáu defnydd annibynnol pan fydd pŵer y clymwr mecanyddol neu'r bollt yn uwch na phŵer weldio.
Yn y mater hwn, mae tri maen prawf yn gyson: nid yw'r posibiliadau o glymu mecanyddol o'r math dwyn a'r posibiliadau o weldiadau yn adio i fyny.
Mae Adran 2.6.3 o AWS D1.1 hefyd yn trafod sefyllfaoedd lle gellir cyfuno bolltau a weldiadau mewn cymal dwy ran, fel y dangosir yn Ffigur 1. Weldiadau ar y chwith, wedi'u bolltio ar y dde. Gellir ystyried cyfanswm pŵer y weldiadau a'r bolltau yma. Mae pob rhan o'r cysylltiad cyfan yn gweithredu'n annibynnol. Felly, mae'r cod hwn yn eithriad i'r egwyddor a gynhwysir yn rhan gyntaf 2.6.3.
Mae'r rheolau a drafodwyd yn berthnasol i adeiladau newydd. Ar gyfer strwythurau presennol, mae cymal 8.3.7 D1.1 yn nodi pan fydd cyfrifiadau strwythurol yn dangos y bydd rhybed neu follt yn cael ei orlwytho gan lwyth cyfanswm newydd, dim ond y llwyth statig presennol y dylid ei neilltuo iddo.
Mae'r un rheolau'n ei gwneud yn ofynnol, os yw rhybed neu follt wedi'i orlwytho â llwythi statig yn unig neu'n destun llwythi cylchol (blinder), rhaid ychwanegu digon o fetel sylfaen a weldiadau i gynnal y llwyth cyfan.
Mae dosbarthiad y llwyth rhwng clymwyr mecanyddol a weldiadau yn dderbyniol os yw'r strwythur wedi'i raglwytho, mewn geiriau eraill, os yw llithro wedi digwydd rhwng yr elfennau cysylltiedig. Ond dim ond llwythi statig y gellir eu rhoi ar glymwyr mecanyddol. Rhaid amddiffyn llwythi byw a all arwain at lithriad mwy trwy ddefnyddio weldiadau sy'n gallu gwrthsefyll y llwyth cyfan.
Rhaid defnyddio weldiadau i wrthsefyll pob llwyth cymhwysol neu ddeinamig. Pan fydd clymwyr mecanyddol eisoes wedi'u gorlwytho, ni chaniateir rhannu llwyth. O dan lwytho cylchol, ni chaniateir rhannu llwyth, gan y gall y llwyth arwain at lithro parhaol a gorlwytho'r weldiad.
darlun. Ystyriwch gymal glin a oedd wedi'i folltio'n dynn yn wreiddiol (gweler Ffigur 2). Mae'r strwythur yn ychwanegu pŵer ychwanegol, a rhaid ychwanegu cysylltiadau a chysylltwyr i ddarparu dwbl y cryfder. Ar ffig. 3 dangosir y cynllun sylfaenol ar gyfer cryfhau'r elfennau. Sut y dylid gwneud y cysylltiad?
Gan fod yn rhaid cysylltu'r dur newydd â'r hen ddur gan weldiadau ffiled, penderfynodd y peiriannydd ychwanegu rhai weldiadau ffiled yn y cymal. Gan fod y bolltau yn dal yn eu lle, y syniad gwreiddiol oedd ychwanegu dim ond y weldiadau oedd eu hangen i drosglwyddo'r pŵer ychwanegol i'r dur newydd, gan ddisgwyl i 50% o'r llwyth fynd trwy'r bolltau a 50% o'r llwyth fynd trwy'r weldiadau newydd. A yw'n dderbyniol?
Gadewch i ni dybio yn gyntaf nad oes unrhyw lwythi statig yn cael eu rhoi ar y cysylltiad ar hyn o bryd. Yn yr achos hwn, mae paragraff 2.6.3 o AWS D1.1 yn berthnasol.
Yn y math hwn o gymal dwyn, ni ellir ystyried bod y weldiad a'r bollt yn rhannu'r llwyth, felly rhaid i faint penodedig y weldiad fod yn ddigon mawr i gynnal yr holl lwyth statig a deinamig. Ni ellir ystyried capasiti dwyn y bolltau yn yr enghraifft hon, oherwydd heb lwyth statig, bydd y cysylltiad mewn cyflwr llac. Mae'r weldiad (a gynlluniwyd i gario hanner y llwyth) yn rhwygo i ddechrau pan gymhwysir y llwyth llawn. Yna mae'r bollt, a gynlluniwyd hefyd i drosglwyddo hanner y llwyth, yn ceisio trosglwyddo'r llwyth ac yn torri.
Tybiwch ymhellach fod llwyth statig yn cael ei gymhwyso. Yn ogystal, tybir bod y cysylltiad presennol yn ddigonol i gario'r llwyth parhaol presennol. Yn yr achos hwn, mae paragraff 8.3.7 D1.1 yn berthnasol. Dim ond llwythi statig a chyffredinol cynyddol sydd angen i weldiadau newydd wrthsefyll. Gellir neilltuo llwythi marw presennol i glymwyr mecanyddol presennol.
O dan lwyth cyson, nid yw'r cysylltiad yn sagio. Yn lle hynny, mae'r bolltau eisoes yn dwyn eu llwyth. Mae rhywfaint o lithriad wedi bod yn y cysylltiad. Felly, gellir defnyddio weldiadau a gallant drosglwyddo llwythi deinamig.
Mae'r ateb i'r cwestiwn "A yw hyn yn dderbyniol?" yn dibynnu ar amodau'r llwyth. Yn yr achos cyntaf, yn absenoldeb llwyth statig, bydd yr ateb yn negyddol. O dan amodau penodol yr ail senario, yr ateb yw ydy.
Dim ond oherwydd bod llwyth statig yn cael ei gymhwyso, nid yw bob amser yn bosibl dod i gasgliad. Gall lefel y llwythi statig, digonolrwydd cysylltiadau mecanyddol presennol, a natur y llwythi terfynol—boed yn statig neu'n gylchol—newid yr ateb.
Duane K. Miller, MD, PE, 22801 Saint Clair Ave., Cleveland, OH 44117-1199, Rheolwr Canolfan Technoleg Weldio, Cwmni Lincoln Electric, www.lincolnelectric.com. Mae Lincoln Electric yn cynhyrchu offer weldio a nwyddau traul weldio ledled y byd. Mae peirianwyr a thechnegwyr Canolfan Technoleg Weldio yn helpu cwsmeriaid i ddatrys problemau weldio.
Cymdeithas Weldio America, 550 NW LeJeune Road, Miami, FL 33126-5671, ffôn 305-443-9353, ffacs 305-443-7559, gwefan www.aws.org.
ASTM Intl., 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, ffôn 610-832-9585, ffacs 610-832-9555, gwefan www.astm.org.
Cymdeithas Strwythurau Dur America, One E. Wacker Drive, Suite 3100, Chicago, IL 60601-2001, ffôn 312-670-2400, ffacs 312-670-5403, gwefan www.aisc.org.
FABRICATOR yw cylchgrawn gwneuthuriad a ffurfio dur blaenllaw Gogledd America. Mae'r cylchgrawn yn cyhoeddi newyddion, erthyglau technegol a straeon llwyddiant sy'n galluogi gweithgynhyrchwyr i wneud eu gwaith yn fwy effeithlon. Mae FABRICATOR wedi bod yn y diwydiant ers 1970.
Nawr gyda mynediad llawn i rifyn digidol The FABRICATOR, mynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.
Mae rhifyn digidol The Tube & Pipe Journal bellach yn gwbl hygyrch, gan ddarparu mynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.
Mynnwch fynediad digidol llawn i'r STAMPING Journal, sy'n cynnwys y dechnoleg ddiweddaraf, arferion gorau a newyddion y diwydiant ar gyfer y farchnad stampio metel.
Nawr gyda mynediad digidol llawn i The Fabricator yn Sbaeneg, mae gennych fynediad hawdd at adnoddau gwerthfawr y diwydiant.