Análisis: Serie de selección de sujetadores de conexión de pernos de alta resistencia

Los pernos de alta resistencia son una nueva forma de conexión desarrollada desde los años 50. Tiene las ventajas de una construcción simple, buen rendimiento mecánico, removible, resistencia a la fatiga y sin aflojamiento bajo cargas dinámicas. Tiene un futuro prometedor. Método de conexión.

Al ensamblar, use una llave dinamométrica para apretar la tuerca y hacer que el perno genere una pretensión Fp enorme y controlada. A través de la tuerca y del casquillo se genera la misma pretensión Fp en las piezas conectadas. Bajo la acción de la presión previa Fp, se generará una fuerza de fricción relativamente grande a lo largo de la superficie de la pieza conectada. Obviamente, siempre que la fuerza de deslizamiento F sea menor que la fuerza de fricción, el componente no se deslizará y la conexión no se dañará. Este es un principio de conexión de pernos de alta resistencia.

Como se mencionó anteriormente, las conexiones de pernos de alta resistencia dependen de la fricción entre las superficies de contacto de los conectores para evitar que se deslicen; Para que las superficies de contacto tengan suficiente fricción, es necesario aumentar la fuerza de sujeción de los componentes y aumentar el coeficiente de fricción entre componentes. La fuerza de sujeción entre los componentes se logra aplicando una fuerza de preapriete a los pernos, pero en los pernos comunes hechos de acero con bajo contenido de carbono, debido a la limitación de la resistencia del material, la fuerza de preapriete que se puede aplicar es limitada. La fuerza de fricción es menor que la resistencia al corte de los pernos ordinarios, por lo que si se va a utilizar la fuerza de fricción causada por la pretensión del perno para transmitir la fuerza, la resistencia del material del perno debe ser mucho mayor que la resistencia del material componente. es decir, se debe utilizar el perno que está fabricado en acero de alta resistencia, por lo que se convierte en una conexión atornillada de alta resistencia.

La resistencia del material utilizado para los pernos de alta resistencia es de 4 a 5 veces mayor que la de los pernos ordinarios, y los niveles de rendimiento comúnmente utilizados son 8,8 y 10,9. El grado 8.8 utiliza acero al carbono de alta calidad No. 35 o no. 45 acero; El grado 10.9 utiliza acero estructural de aleación 20MnTiB, 40B, 35VB. Hay dos tipos de pernos de alta resistencia: pernos de cabeza hexagonal grande y tipo de torsión. La especificación de la estructura de acero estipula que el material de los pernos de alta resistencia debe cumplir con los requisitos de las normas vigentes.

La pretensión de un perno de alta resistencia está determinada por el rendimiento del material y el área efectiva del perno, teniendo en cuenta un cierto coeficiente de fricción. La pretensión de los pernos de alta resistencia se establece apretando la tuerca durante la construcción. Hay varias formas de apretar (apretar) la tuerca.:

(1) Método de torsión

De acuerdo con la relación entre el par M y la fuerza de pretensión, la tuerca se aprieta preliminarmente con una llave común y luego se usa una llave especial que puede mostrar el valor del par para apretar hasta el valor de par especificado.

(2) Método de la esquina

Método que se determina según la relación entre el ángulo de rotación de la tuerca y la pretensión del perno después del estrecho contacto entre las placas.

Al apretar, primero use una llave corta para atornillar la tuerca a la posición no giratoria y luego use una llave larga para atornillar la tuerca a la posición especificada para lograr la pretensión.

(3) Desenrosque la cola del perno.

Para pernos de alta resistencia del tipo de torsión, este perno tiene una cola especial. Al apretar, utilice una llave especial para cubrir el perno y el extremo del perno. Una manga gira hacia adelante y la otra hacia atrás. Cuando la tuerca se aprieta hasta cierto punto, el extremo del perno se rompe. Dado que la profundidad de la muesca en el extremo del perno está determinada por la relación entre el par de torsión y la fuerza de apriete previo, al desenroscarlo se alcanza el valor de tensión previa correspondiente.

En las uniones atornilladas de alta resistencia, el coeficiente de fricción tiene una gran influencia en la capacidad de carga. Las pruebas han demostrado que el coeficiente de fricción está directamente relacionado con el material del componente, la rugosidad de la superficie de contacto y la magnitud de la fuerza opuesta, principalmente la forma de la superficie de contacto y el material del componente. Para aumentar el coeficiente de fricción de la superficie de contacto, la superficie de contacto de los componentes dentro del rango de conexión debe tratarse durante la construcción. Los métodos de tratamiento incluyen arenado y limpieza con cepillos de alambre. En el diseño, de acuerdo con la situación de ingeniería, intente utilizar un método de tratamiento con un coeficiente de fricción mayor e indíquelo claramente en el plano de construcción.

Además de los métodos de tratamiento anteriores, también existe un método de tratamiento para pulir la superficie de contacto con una muela eléctrica portátil. La dirección del pulido debe ser perpendicular a la dirección de la fuerza y ​​su coeficiente antideslizante es equivalente al pulido con chorro de arena.

Cabe señalar que los pernos de alta resistencia en realidad se dividen en tipos de fricción y tipos que soportan presión. El criterio para que los pernos de alta resistencia de tipo fricción soporten la fuerza de corte es hacer que la fuerza de corte causada por la carga de diseño no exceda la fuerza de fricción. Los pernos de alta resistencia que soportan presión están diseñados de manera que el eje no se dañe ni la placa se aplaste. Sus características de fuerza y ​​métodos de cálculo son básicamente los mismos que los de los pernos ordinarios, pero debido a que los pernos están hechos de acero de alta resistencia, tiene una alta capacidad de carga.