विविध संरचनात्मक परिस्थितींमध्ये, अभियंत्यांना वेल्ड आणि मेकॅनिकल फास्टनर्सद्वारे बनवलेल्या सांध्याच्या मजबुतीचे मूल्यांकन करावे लागू शकते. आज, मेकॅनिकल फास्टनर्स सहसा बोल्ट असतात, परंतु जुन्या डिझाइनमध्ये रिव्हेट्स असू शकतात.
हे एखाद्या प्रकल्पाच्या अपग्रेड, नूतनीकरण किंवा सुधारणा दरम्यान घडू शकते. नवीन डिझाइनमध्ये बोल्टिंग आणि वेल्डिंगची आवश्यकता असू शकते जेणेकरून जोडणीसाठी वापरले जाणारे साहित्य प्रथम एकत्र बोल्ट केले जाते आणि नंतर जोडणीला पूर्ण ताकद देण्यासाठी वेल्डिंग केले जाते.
तथापि, जोडणीची एकूण भार क्षमता निश्चित करणे हे वैयक्तिक घटकांची (वेल्ड्स, बोल्ट आणि रिव्हेट्स) बेरीज करण्याइतके सोपे नाही. अशा गृहीतकामुळे विनाशकारी परिणाम होऊ शकतात.
अमेरिकन इन्स्टिट्यूट ऑफ स्टील स्ट्रक्चर्स (AISC) च्या स्ट्रक्चरल जॉइंट स्पेसिफिकेशनमध्ये बोल्ट केलेले कनेक्शन वर्णन केले आहेत, जे ASTM A325 किंवा A490 बोल्टचा वापर टाइट माउंट, प्रीलोड किंवा स्लाइडिंग की म्हणून करतात.
थर घट्ट संपर्कात आहेत याची खात्री करण्यासाठी पारंपारिक दुहेरी बाजू असलेल्या रेंचचा वापर करून इम्पॅक्ट रेंच किंवा लॉकस्मिथने घट्ट घट्ट केलेले कनेक्शन घट्ट करा. प्रीस्ट्रेस्ड कनेक्शनमध्ये, बोल्ट अशा प्रकारे स्थापित केले जातात की त्यांच्यावर लक्षणीय तन्य भार पडतो आणि प्लेट्सवर संकुचित भार पडतो.
१. नट फिरवा. नट फिरवण्याच्या पद्धतीमध्ये बोल्ट घट्ट करणे आणि नंतर नटला अतिरिक्त प्रमाणात फिरवणे समाविष्ट आहे, जे बोल्टच्या व्यास आणि लांबीवर अवलंबून असते.
२. किल्ली कॅलिब्रेट करा. कॅलिब्रेटेड रेंच पद्धत बोल्ट टेंशनशी संबंधित टॉर्क मोजते.
३. टॉर्शन प्रकारचा टेंशन अॅडजस्टमेंट बोल्ट. ट्विस्ट-ऑफ टेंशन बोल्टमध्ये बोल्टच्या टोकाला डोक्याच्या विरुद्ध बाजूला लहान स्टड असतात. आवश्यक टॉर्क गाठल्यावर, स्टड उघडला जातो.
४. स्ट्रेट पुल इंडेक्स. डायरेक्ट टेंशन इंडिकेटर हे टॅब असलेले विशेष वॉशर आहेत. लगवरील कॉम्प्रेशनचे प्रमाण बोल्टवर लावलेल्या टेंशनची पातळी दर्शवते.
सामान्य माणसाच्या भाषेत सांगायचे तर, बोल्ट घट्ट आणि प्री-टेन्शन केलेल्या सांध्यामध्ये पिनसारखे काम करतात, जसे छिद्रित कागदाचा एक ढीग एकत्र धरून ठेवणाऱ्या पितळी पिनसारखे. क्रिटिकल स्लाइडिंग सांधे घर्षणाने कार्य करतात: प्रीलोड डाउनफोर्स तयार करते आणि संपर्क पृष्ठभागांमधील घर्षण सांध्याच्या घसरणीला प्रतिकार करण्यासाठी एकत्र काम करते. हे एका बाईंडरसारखे आहे जे कागदांचा एक ढीग एकत्र धरते, कागदात छिद्रे पडल्यामुळे नाही तर बाईंडर कागदांना एकत्र दाबतो आणि घर्षण स्टॅक एकत्र धरते.
ASTM A325 बोल्टची किमान तन्य शक्ती 150 ते 120 किलो प्रति चौरस इंच (KSI) असते, जी बोल्टच्या व्यासावर अवलंबून असते, तर A490 बोल्टची तन्य शक्ती 150 ते 170-KSI असणे आवश्यक आहे. रिव्हेट जॉइंट्स अधिक घट्ट जॉइंट्ससारखे वागतात, परंतु या प्रकरणात, पिन हे रिव्हेट असतात जे सामान्यतः A325 बोल्टपेक्षा अर्ध्या मजबूत असतात.
यांत्रिकरित्या बांधलेल्या जोडावर कातरण्याचे बल असते तेव्हा दोन गोष्टींपैकी एक घडू शकते (जेव्हा एक घटक लागू केलेल्या बलामुळे दुसऱ्या घटकावर सरकतो). बोल्ट किंवा रिव्हेट्स छिद्रांच्या बाजूने असू शकतात, ज्यामुळे बोल्ट किंवा रिव्हेट्स एकाच वेळी कातरतात. दुसरी शक्यता अशी आहे की प्रीटेन्शन केलेल्या फास्टनर्सच्या क्लॅम्पिंग फोर्समुळे होणारे घर्षण कातरण्याचे भार सहन करू शकते. या जोडणीसाठी कोणतेही स्लिपेज अपेक्षित नाही, परंतु ते शक्य आहे.
अनेक अनुप्रयोगांसाठी घट्ट कनेक्शन स्वीकार्य आहे, कारण थोडासा घसरण कनेक्शनच्या वैशिष्ट्यांवर प्रतिकूल परिणाम करू शकत नाही. उदाहरणार्थ, दाणेदार पदार्थ साठवण्यासाठी डिझाइन केलेल्या सायलोचा विचार करा. पहिल्यांदा लोड करताना थोडासा घसरण होऊ शकतो. एकदा घसरण झाली की, ती पुन्हा होणार नाही, कारण त्यानंतरचे सर्व भार एकाच स्वरूपाचे असतात.
काही अनुप्रयोगांमध्ये लोड रिव्हर्सलचा वापर केला जातो, जसे की जेव्हा फिरणारे घटक पर्यायी तन्य आणि संकुचित भारांच्या अधीन असतात. दुसरे उदाहरण म्हणजे पूर्णपणे उलट भारांच्या अधीन असलेला वाकणारा घटक. जेव्हा लोड दिशेने लक्षणीय बदल होतो, तेव्हा चक्रीय स्लिप दूर करण्यासाठी प्रीलोडेड कनेक्शनची आवश्यकता असू शकते. या स्लिपमुळे शेवटी वाढवलेल्या छिद्रांमध्ये अधिक स्लिप होते.
काही सांध्यांमध्ये अनेक भार चक्रे असतात ज्यामुळे थकवा येऊ शकतो. यामध्ये प्रेस, क्रेन सपोर्ट आणि पुलांमधील कनेक्शनचा समावेश आहे. जेव्हा कनेक्शन उलट दिशेने थकवा भारांच्या अधीन असते तेव्हा स्लाइडिंग क्रिटिकल कनेक्शन आवश्यक असतात. या प्रकारच्या परिस्थितींसाठी, सांधे घसरू नयेत हे खूप महत्वाचे आहे, म्हणून स्लिप-क्रिटिकल जॉइंट्स आवश्यक आहेत.
विद्यमान बोल्ट केलेले कनेक्शन यापैकी कोणत्याही मानकांनुसार डिझाइन आणि तयार केले जाऊ शकतात. रिव्हेट कनेक्शन घट्ट मानले जातात.
वेल्डेड सांधे कडक असतात. सोल्डर सांधे अवघड असतात. घट्ट बोल्ट केलेल्या सांध्यांच्या विपरीत, जे भाराखाली घसरू शकतात, वेल्ड्सना लागू केलेला भार मोठ्या प्रमाणात ताणून वितरित करावा लागत नाही. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, वेल्डेड आणि बेअरिंग प्रकारचे यांत्रिक फास्टनर्स त्याच प्रकारे विकृत होत नाहीत.
जेव्हा वेल्ड्स यांत्रिक फास्टनर्ससह वापरले जातात, तेव्हा भार कठीण भागातून हस्तांतरित केला जातो, त्यामुळे वेल्ड जवळजवळ सर्व भार वाहून नेऊ शकते, बोल्टसह फारच कमी सामायिक केले जाते. म्हणूनच वेल्डिंग, बोल्टिंग आणि रिव्हेटिंग करताना काळजी घेणे आवश्यक आहे. तपशील. AWS D1 यांत्रिक फास्टनर्स आणि वेल्ड्स मिसळण्याची समस्या सोडवते. स्ट्रक्चरल वेल्डिंगसाठी स्पेसिफिकेशन 1:2000 - स्टील. परिच्छेद 2.6.3 मध्ये असे म्हटले आहे की बेअरिंग-प्रकारच्या जोड्यांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या रिव्हेट्स किंवा बोल्टसाठी (म्हणजे जिथे बोल्ट किंवा रिव्हेट्स पिन म्हणून काम करतात), यांत्रिक फास्टनर्सना वेल्डसह भार सामायिक करण्याचा विचार करू नये. जर वेल्डिंग वापरले जात असेल, तर ते जोडणीमध्ये पूर्ण भार वाहून नेण्यासाठी प्रदान केले पाहिजेत. तथापि, एका घटकाशी वेल्ड केलेले आणि दुसऱ्या घटकाशी रिव्हेट्स किंवा बोल्ट केलेले कनेक्शन अनुमत आहेत.
बेअरिंग-प्रकारचे मेकॅनिकल फास्टनर्स वापरताना आणि वेल्ड्स जोडताना, बोल्टची लोड-बेअरिंग क्षमता मोठ्या प्रमाणात दुर्लक्षित केली जाते. या तरतुदीनुसार, वेल्ड सर्व भार हस्तांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले असणे आवश्यक आहे.
हे मूलतः AISC LRFD-1999, कलम J1.9 सारखेच आहे. तथापि, कॅनेडियन मानक CAN/CSA-S16.1-M94 देखील जेव्हा मेकॅनिकल फास्टनर किंवा बोल्टची शक्ती वेल्डिंगपेक्षा जास्त असते तेव्हा स्वतंत्र वापरास परवानगी देते.
या बाबतीत, तीन निकष सुसंगत आहेत: बेअरिंग प्रकारच्या यांत्रिक फास्टनिंगची शक्यता आणि वेल्डची शक्यता एकत्र येत नाही.
AWS D1.1 च्या कलम 2.6.3 मध्ये अशा परिस्थितींची देखील चर्चा केली आहे जिथे बोल्ट आणि वेल्ड्स दोन भागांच्या जोडणीत एकत्र केले जाऊ शकतात, जसे की आकृती 1 मध्ये दाखवले आहे. डावीकडे वेल्ड्स, उजवीकडे बोल्ट केलेले. वेल्ड्स आणि बोल्टची एकूण शक्ती येथे विचारात घेतली जाऊ शकते. संपूर्ण कनेक्शनचा प्रत्येक भाग स्वतंत्रपणे कार्य करतो. अशा प्रकारे, हा कोड 2.6.3 च्या पहिल्या भागात समाविष्ट असलेल्या तत्त्वाला अपवाद आहे.
आत्ताच चर्चा केलेले नियम नवीन इमारतींना लागू होतात. विद्यमान संरचनांसाठी, कलम 8.3.7 D1.1 मध्ये असे म्हटले आहे की जेव्हा स्ट्रक्चरल गणना दर्शवते की रिव्हेट किंवा बोल्ट नवीन एकूण भाराने ओव्हरलोड होईल, तेव्हा फक्त विद्यमान स्थिर भार त्याला नियुक्त केला पाहिजे.
त्याच नियमांनुसार जर रिव्हेट किंवा बोल्ट फक्त स्थिर भारांनी भरलेला असेल किंवा चक्रीय (थकवा) भारांना सामोरे जात असेल तर एकूण भार सहन करण्यासाठी पुरेसे बेस मेटल आणि वेल्ड्स जोडले पाहिजेत.
जर रचना प्रीलोडेड असेल, म्हणजेच जोडलेल्या घटकांमध्ये घसरण झाली असेल तर मेकॅनिकल फास्टनर्स आणि वेल्ड्समधील भाराचे वितरण स्वीकार्य आहे. परंतु मेकॅनिकल फास्टनर्सवर फक्त स्थिर भारच ठेवता येतात. जास्त घसरण होऊ शकणारे लाईव्ह भार संपूर्ण भार सहन करण्यास सक्षम असलेल्या वेल्ड्सच्या वापराने संरक्षित केले पाहिजेत.
सर्व लागू केलेले किंवा गतिमान भार सहन करण्यासाठी वेल्ड्स वापरणे आवश्यक आहे. जेव्हा यांत्रिक फास्टनर्स आधीच ओव्हरलोड केलेले असतात, तेव्हा लोड शेअरिंगला परवानगी नाही. चक्रीय लोडिंगमध्ये, लोड शेअरिंगला परवानगी नाही, कारण भारामुळे वेल्ड कायमचे घसरू शकते आणि ओव्हरलोड होऊ शकते.
उदाहरण. एका लॅप जॉइंटचा विचार करा जो मूळतः घट्ट बोल्ट केलेला होता (आकृती २ पहा). ही रचना अतिरिक्त शक्ती जोडते आणि दुप्पट ताकद देण्यासाठी कनेक्शन आणि कनेक्टर जोडणे आवश्यक आहे. आकृती ३ मध्ये घटकांना मजबूत करण्याची मूलभूत योजना दाखवली आहे. कनेक्शन कसे करावे?
नवीन स्टीलला जुन्या स्टीलला फिलेट वेल्ड्सने जोडावे लागत असल्याने, अभियंत्याने जॉइंटवर काही फिलेट वेल्ड्स जोडण्याचा निर्णय घेतला. बोल्ट अजूनही जागेवर असल्याने, मूळ कल्पना नवीन स्टीलमध्ये अतिरिक्त शक्ती हस्तांतरित करण्यासाठी आवश्यक असलेले वेल्ड्स जोडण्याची होती, ५०% भार बोल्टमधून जाईल आणि ५०% भार नवीन वेल्ड्समधून जाईल अशी अपेक्षा होती. हे मान्य आहे का?
प्रथम असे गृहीत धरू की सध्या कनेक्शनवर कोणतेही स्थिर भार लागू केलेले नाहीत. या प्रकरणात, AWS D1.1 चा परिच्छेद 2.6.3 लागू होतो.
या बेअरिंग प्रकारच्या जॉइंटमध्ये, वेल्ड आणि बोल्ट भार सामायिक करण्यासाठी विचारात घेतले जाऊ शकत नाहीत, म्हणून निर्दिष्ट वेल्ड आकार सर्व स्थिर आणि गतिमान भार सहन करण्यासाठी पुरेसा मोठा असणे आवश्यक आहे. या उदाहरणात बोल्टची बेअरिंग क्षमता विचारात घेतली जाऊ शकत नाही, कारण स्थिर भार नसल्यास, कनेक्शन स्लॅक स्थितीत असेल. पूर्ण भार लागू केल्यावर वेल्ड (अर्धा भार वाहून नेण्यासाठी डिझाइन केलेले) सुरुवातीला फुटते. नंतर अर्धा भार हस्तांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले बोल्ट भार हस्तांतरित करण्याचा प्रयत्न करते आणि तुटते.
पुढे असे गृहीत धरा की एक स्थिर भार लागू केला आहे. याव्यतिरिक्त, असे गृहीत धरले जाते की विद्यमान कनेक्शन विद्यमान कायमस्वरूपी भार वाहून नेण्यासाठी पुरेसे आहे. या प्रकरणात, परिच्छेद 8.3.7 D1.1 लागू होते. नवीन वेल्ड्सना फक्त वाढलेले स्थिर आणि सामान्य जिवंत भार सहन करावे लागतात. विद्यमान मृत भार विद्यमान यांत्रिक फास्टनर्सना नियुक्त केले जाऊ शकतात.
सततच्या भाराखाली, कनेक्शन खाली पडत नाही. त्याऐवजी, बोल्ट आधीच त्यांचा भार सहन करतात. कनेक्शनमध्ये काही घसरण झाली आहे. म्हणून, वेल्ड्स वापरता येतात आणि ते गतिमान भार प्रसारित करू शकतात.
"हे स्वीकार्य आहे का?" या प्रश्नाचे उत्तर भार परिस्थितीवर अवलंबून असते. पहिल्या प्रकरणात, स्थिर भार नसताना, उत्तर नकारात्मक असेल. दुसऱ्या परिस्थितीच्या विशिष्ट परिस्थितीत, उत्तर होय आहे.
केवळ स्थिर भार लागू केला जातो म्हणून, निष्कर्ष काढणे नेहमीच शक्य नसते. स्थिर भारांची पातळी, विद्यमान यांत्रिक कनेक्शनची पर्याप्तता आणि अंतिम भारांचे स्वरूप - स्थिर असो किंवा चक्रीय - उत्तर बदलू शकते.
डुएन के. मिलर, एमडी, पीई, २२८०१ सेंट क्लेअर अव्हेन्यू, क्लीव्हलँड, ओहायो ४४११७-११९९, वेल्डिंग टेक्नॉलॉजी सेंटर मॅनेजर, लिंकन इलेक्ट्रिक कंपनी, www.lincolnelectric.com. लिंकन इलेक्ट्रिक जगभरात वेल्डिंग उपकरणे आणि वेल्डिंग उपभोग्य वस्तूंचे उत्पादन करते. वेल्डिंग टेक्नॉलॉजी सेंटरचे अभियंते आणि तंत्रज्ञ ग्राहकांना वेल्डिंग समस्या सोडवण्यास मदत करतात.
अमेरिकन वेल्डिंग सोसायटी, ५५० एनडब्ल्यू लेज्युन रोड, मियामी, एफएल ३३१२६-५६७१, फोन ३०५-४४३-९३५३, फॅक्स ३०५-४४३-७५५९, वेबसाइट www.aws.org.
एएसटीएम इंटरनॅशनल, १०० बार हार्बर ड्राइव्ह, वेस्ट कॉन्शोहोकेन, पीए १९४२८-२९५९, फोन ६१०-८३२-९५८५, फॅक्स ६१०-८३२-९५५५, वेबसाइट www.astm.org.
अमेरिकन स्टील स्ट्रक्चर्स असोसिएशन, वन ई. वॅकर ड्राइव्ह, सुइट ३१००, शिकागो, आयएल ६०६०१-२००१, फोन ३१२-६७०-२४००, फॅक्स ३१२-६७०-५४०३, वेबसाइट www.aisc.org.
फॅब्रिकेटर हे उत्तर अमेरिकेतील आघाडीचे स्टील फॅब्रिकेशन आणि फॉर्मिंग मासिक आहे. हे मासिक बातम्या, तांत्रिक लेख आणि यशोगाथा प्रकाशित करते जे उत्पादकांना त्यांचे काम अधिक कार्यक्षमतेने करण्यास सक्षम करते. फॅब्रिकेटर १९७० पासून या उद्योगात आहे.
आता द फॅब्रिकेटर डिजिटल आवृत्तीत पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश.
द ट्यूब अँड पाईप जर्नलची डिजिटल आवृत्ती आता पूर्णपणे उपलब्ध आहे, जी मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश प्रदान करते.
मेटल स्टॅम्पिंग मार्केटसाठी नवीनतम तंत्रज्ञान, सर्वोत्तम पद्धती आणि उद्योग बातम्या असलेले स्टॅम्पिंग जर्नलमध्ये पूर्ण डिजिटल प्रवेश मिळवा.
आता द फॅब्रिकेटर एन एस्पॅनॉलच्या पूर्ण डिजिटल प्रवेशासह, तुम्हाला मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश मिळेल.