Проверка болтовых соединений – Рекомендации «Рекомендации по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР»

ПУЭ Раздел 1 => 2. проверка качества выполнения болтовых и сварных соединений.. 3. проверка состояния изоляционных прокладок.. 4….

2. Проверка качества выполнения болтовых и сварных соединений.

Выборочно проверяется затяжка болтовых соединений токопровода, производится выборочная разборка 1-2 болтовых соединений токопровода с целью проверки качества выполнения контактных соединений.

Сварные соединения подвергаются осмотру в соответствии с инструкцией по сварке алюминия или при наличии соответствующей установки — контролю методом рентгено- или гаммадефектоскопии или другим рекомендованным заводом-изготовителем способом.

3. Проверка состояния изоляционных прокладок.

Производится у токопроводов, оболочки которых изолированы от опорных металлоконструкций. Проверка целости изоляционных прокладок осуществляется путем сравнительных измерений падения напряжения на изоляционных прокладках секции фазы или измерения тока, проходящего в металлоконструкциях между станинами секций. Критерии отсутствия короткозамкнутых контуров в токопроводах генераторного напряжения приведены в табл. 1.8.25.

4. Осмотр и проверка устройства искусственного охлаждения токопровода.

Производится согласно инструкции завода-изготовителя.

Таблица 1.8.25

Критерии отсутствия короткозамкнутых контуров в токопроводах

1.8.27. Сборные и соединительные шины

Шины испытываются в объеме:

на напряжение до 1 кВ — по пп.1, 3-5;

на напряжение выше 1 кВ — по пп.2-6.

1. Измерение сопротивления изоляции подвесных и опорных фарфоровых изоляторов.

Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ только при положительной температуре окружающего воздуха.

Сопротивление каждого изолятора или каждого элемента многоэлементного изолятора должно быть не менее 300 Мом.

2. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание изоляции проводится согласно табл. 1.8.24.

Продолжительность испытания — 1мин.

3. Проверка качества выполнения болтовых контактных соединений.

Производится выборочная проверка качества затяжки контактов и вскрытие 2-3% соединений. Измерение переходного сопротивления контактных соединений следует производить выборочно на 2-3% соединений. Контактные соединения на ток более 1000 А рекомендуется проверять в полном объеме.

Падение напряжения или сопротивление на участке шины (0,7-0,8 м) в месте контактного соединения не должно превышать падения напряжения или сопротивления участка шин той же длины более чем в 1,2 раза.

4. Проверка качества выполнения спрессованных контактных соединений.

Спрессованные контактные соединения бракуются, если:

а) их геометрические размеры (длина и диаметр спрессованной части) не соответствуют требованиям инструкции по монтажу соединительных зажимов данного типа;

б) на поверхности соединителя или зажима имеются трещины, следы значительной коррозии и механических повреждений;

в) кривизна опрессованного соединителя превышает 3 % его длины;

г) стальной сердечник опрессованного соединителя смещен относительно симметричного положения более чем на 15 % длины прессуемой части провода.

Следует произвести выборочное измерение переходного сопротивления 3-5 % опрессованных контактных соединений. Падение напряжения или сопротивление на участке соединения не должно превышать падения напряжения или сопротивления на участке провода той же длины более чем в 1,2 раза.

5. Контроль сварных контактных соединений.

Сварные контактные соединения бракуются, если непосредственно после выполнения сварки будут обнаружены:

а) пережог провода наружного повива или нарушение сварки при перегибе соединенных проводов;

б) усадочная раковина в месте сварки глубиной более 1/3 диаметра провода.

6. Испытание проходных изоляторов.

Производится в соответствии с 1.8.34.

1.8.28. Сухие токоограничивающие реакторы

1. Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно болтов крепления.

Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.

2. Испытание опорной изоляции реакторов повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытательное напряжение опорной изоляции полностью собранного реактора принимается согласно табл. 1.8.24.

Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.

Испытание опорной изоляции сухих реакторов повышенным напряжением промышленной частоты может производиться совместно с изоляторами ошиновки ячейки.

1.8.29. Электрофильтры

1. Измерение сопротивления изоляции обмоток трансформатора агрегата питания.

Сопротивление изоляции обмоток напряжением 380/220 В с подсоединенными к ним цепями должно быть не менее 1 МОм.

Сопротивление изоляции обмоток высокого напряжения не должно быть ниже 50 МОм при температуре 25°С или не должно быть менее 70 % значения, указанного в паспорте агрегата.

2. Испытание изоляции цепей 380/220 В агрегата питания.

Испытание изоляции производится напряжением 2 кВ частотой 50 Гц в течение 1 мин. Элементы, работающие при напряжении 60 В и ниже, должны быть отключены.

3. Измерение сопротивления изоляции кабеля высокого напряжения.

Сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром на напряжение 2500 В, не должно быть менее 10 МОм.

4. Испытание изоляции кабеля высокого напряжения.

Испытание производится напряжением 75 кВ постоянного тока в течение 30 мин.

5. Испытания трансформаторного масла.

Предельно допустимые значения пробивного напряжения масла: до заливки — 40 кВ, после — 35 кВ. В масле не должно содержаться следов воды.

6. Проверка исправности заземления элементов оборудования.

Производится проверка надежности крепления заземляющих проводников к заземлителю и следующим элементам оборудования: осадительным электродам, положительному полюсу агрегата питания, корпусу электрофильтра, корпусам трансформаторов и электродвигателей, основанию переключателей, каркасам панелей и щитов управления, кожухам кабеля высокого напряжения, люкам лазов, дверкам изоляторных коробок, коробкам кабельных муфт, фланцам изоляторов и другим металлическим конструкциям согласно проекту.

7. Проверка сопротивления заземляющих устройств.

Сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом, а сопротивление заземляющих проводников (между контуром заземления и деталью оборудования, подлежащей заземлению) — 0,1 Ом.

8. Снятие вольтамперных характеристик.

Вольтамперные характеристики электрофильтра (зависимость тока короны полей от приложенного напряжения) снимаются на воздухе и дымовом газе согласно указаниям табл. 1.8.26.

Таблица 1.8.26

Указания по снятию характеристик электрофильтров

1.8.30. Конденсаторы

Конденсаторы для повышения коэффициента мощности напряжением ниже 1 кВ испытываются по пп. 1, 4, 5; конденсаторы для повышения коэффициента мощности напряжением 1 кВ и выше испытываются по пп. 1, 2, 4, 5; конденсаторы связи, отбора мощности и делительные конденсаторы испытываются по пп. 1-4; конденсаторы для защиты от перенапряжений и конденсаторы продольной компенсации испытываются по пп. 1, 2, 4, 5.

Таблица 1.8.27

Допустимое изменение емкости конденсатора

1. Измерение сопротивления изоляции.

Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ. Сопротивление изоляции между выводами и относительно корпуса конденсатора.

2. Измерение емкости.

Производится при температуре 15-35°С. Измеренная емкость должна соответствовать паспортным данным с учетом погрешности измерения и приведенных в таблице 1.8.27 допусков.

3. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь.

Измерение производится на конденсаторах связи, конденсаторах отбора мощности и конденсаторах делителей напряжения.

Измеренное значение tg d не должно превышать 0,3 % (при температуре 20 °С).

4. Испытание повышенным напряжением.

Испытывается изоляция относительно корпуса при закороченных выводах конденсатора.

Значение и продолжительность приложения испытательного напряжения регламентируется заводскими инструкциями.

Испытательные напряжения промышленной частоты для различных конденсаторов приведены ниже:

Испытания напряжением промышленной частоты могут быть заменены одноминутным испытанием выпрямленным напряжением удвоенного значения по отношению к указанным испытательным напряжениям.

5. Испытание батареи конденсаторов трехкратным включением.

Производится включением на номинальное напряжение с контролем значений токов по каждой фазе. Токи в различных фазах должны отличаться один от другого не более чем на 5%.

1.8.31. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений*

_____________

* Испытания ОПН, не указанных в настоящем разделе, следует проводить в соответствии с инструкцией по эксплуатации завода-изготовителя.

1. Измерение сопротивления разрядников и ограничителей перенапряжения.

Измерение проводится:

на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением менее 3 кВ — мегаомметром на напряжение 1000 В;

на разрядниках и ОПН с номинальным напряжением 3 кВ и выше — мегаомметром на напряжение 2500 В;

Сопротивление разрядников РВН, РВП, РВО, CZ должно быть не менее 1000 МОм.

Сопротивление элементов разрядников РВС должно соответствовать требованиям заводской инструкции.

Сопротивление элементов разрядников РВМ, РВРД, РВМГ, РВМК должно соответствовать значениям, указанным в таблице 1.8.28.

Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением 110 кВ и выше должно быть не менее 3000 МОм и не должно отличаться более чем на ±30 % от данных, приведенных в паспорте.

Сопротивление изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатывания измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В. Значение измеренного сопротивления изоляции должно быть не менее 1 МОм.

Сопротивление ограничителей перенапряжений с номинальным напряжением до 3 кВ должно быть не менее 1000 МОм.

firenotes.ru

Вопрос 28. Расчет болтовых соединений без контролируемого натяжения болтов.

а) – деформация стержня болта, заклепки; б) – срез стержня болта, заклепки; в) – смятие соединяемого элемента.

Расчет болтов и заклепок на срез.

где – расчетное усилие, действующее в соединении;

п – число болтов или заклепок в соединении;

– число рабочих срезов одного болта или заклепки;

d – наружный диаметр болта в болтовом соединении или диаметр отверстия в заклепочном соединении;

— коэффициент условий работы соединения.

Расчет болтового и заклепочного соединения на смятие.

где – расчетная площадь смятия, условно принимаемая как произведение диаметра болта (или диаметра отверстия под заклепку) d на наименьшую суммарную толщину листов, сминаемых в одном направлении;

п – число болтов или заклепок в соединении.

Практически при расчете болтовых или заклепочных соединений удобно поступать следующим образом.

Определяют предельные расчетные усилия, которые может воспринять один болт или заклепка из условий среза (1) и (2)смятия:

1) ;

2) .

Тогда необходимое количество болтов или заклепок для восприятия расчетной силы N в соединении:

.

Для облегчения расчетов предельные расчетные усилия на один болт или заклепку вычисляют заранее и приводят в справочниках по металлическим конструкциям.

Расчет болтов и заклепок на растяжение

Проверка заключается в том, что растягивающие напряжения от внешней нагрузки в болтах или заклепках не должны превышать расчетного сопротивления их материала растяжению

,

или необходимое число болтов в соединении

где – диаметр отверстия под заклепку.

Расчет высокопрочных болтов.

Передача усилий в соединении на высокопрочных болтах происходит в результате сил трения, возникающих по соприкасающимся плоскостям. Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

где – расчётное сопротивление металла болта;

– коэффициент надежности;

– коэффициент трения, зависящий от способа очистки поверхностей;

– коэффициент условий работы соединения;

– площадь сечения нетто болта.

Осевое усилие натяжения болта P зависит от механических свойств его материала после термической обработки; при закручивании гайки его доводят до 70 % предела прочности материала болта.

Необходимое количество высокопрочных болтов в соединении с расчетным усилием N

где k – количество поверхностей трения соединенных элементов.

Вопро 29. Расчет фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

Фрикционные соединения на высокопрочных болтах.

Фрикционное соединение на высокопрочных болтах — это соединение с контролируемым натяжением болтов.

Силы трения, возникающие в соединении в соприкасающихся поверхно­стях от натяжения болтов и воспринимающие сдвигающие силы, определя­ются в зависимости от прочности стержня болта и характера обработки соприкасающихся поверхностей. Решающее значение в работе такого соеди­нения имеет сила натяжения болта. Считают, что эта сила равна расчетному усилию высокопрочного болта на растяжение:

Р – осевое усилие натяжения; R_bh– расчетное сопротивление растяжению материала высокопрочного болта; А_bn– площадь поперечного сечения болта нетто.

Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой плоскостью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (од­ним болтоконтактом), определяют по формуле:

γ_b– к-т ус-я работы болтового соед-я; μ – к-т трения; γ_h– к-т надежности.

При действии продольной силы N число высокопрочных болтов в сое­динении nопределяют по формуле:

k– число плоскостей трения.

studfiles.net

Расчет болтового соединения уголкового профиля с фасонкой на болтах обычной прочности

Цель: Проверка режима расчета болтовых соединений

Задача: Выполнить проверку болтового соединения двух уголковых профилей 90х9 мм с фасонкой толщиной 20 мм на болтах класса прочности 8.8 на действие усилия среза в размере 400 кН.

Источник: Н. С. Москалев, Я. А. Пронозин. Металлические конструкции. Учебник / М.: Издательство АСВ, 2010. С. 102.

Соответствие нормативным документам: СНиП II-23-81*, СП 16.13330, ДБН В.2.6-163:2010.

Имя файла с исходными данными:

2.7.sav;
отчет — Kristall2.7.doc

Исходные данные:

Параметры КРИСТАЛЛ:

Сталь: C255

Группа конструкций по таблице 50* СНиП II-23-81* 3

Усилия:

N = 400 кН

Ручной расчет (СНиП II-23-81*):

1. Расчетное сопротивление болтов на срез вычислялось как R_bs = 0.40R_bun = 0.40 × 800 = 320 МПа (см. табл. 5*).

2. Расчетное сопротивление болтов на смятие принималось как (см. табл. 5*):

– при смятии фасонки толщиной 20 мм, R_un= 370 МПа:

\[ R_{bp} =\left( {0,6+340\frac{R_{un} }{E}} \right)R_{un} =\left( {0,6+340\cdot \frac{370}{2,06\cdot 10^{5}}} \right)\cdot 370=447,95 \quad МПа; \]

– при смятии уголка толщиной 9 мм, R_un = 380 МПа:

\[ R_{bp} =\left( {0,6+340\frac{R_{un} }{E}} \right)R_{un} =\left( {0,6+340\cdot \frac{380}{2,06\cdot 10^{5}}} \right)\cdot 380=466,33 \quad МПа. \]

3. Несущая способность болтов на срез вычислялась по формуле:

\[ N_{bs} =R_{bs} A_{b} n_{s} \gamma_{b} \gamma_{c} =320\times 10^{3}\times 3,14\times 10^{-4}\times 2\times 1,0\times 0,9=180,864 \quad кН. \]

4. Несущая способность болтов на смятие вычислялась по формуле:

– при смятии фасонки толщиной 20 мм, R_bp = 447,95 МПа:

\[ N_{bp} =R_{bp} D\left( {\sum\limits_i {t_{i} } } \right)_{\min } \gamma_{b} \gamma_{c} =447,95\times 10^{3}\times 20\times 20\times 10^{-6}\times 1,0\times 0,9=161,262 \quad кН; \]

– при смятии уголка толщиной 9 мм, R_bp = 466,33 МПа:

\[ N_{bp} =R_{bp} D\left( {\sum\limits_i {t_{i} } } \right)_{\min } \gamma_{b} \gamma_{c} =466,33\times 10^{3}\times 20\times 18\times 10^{-6}\times 1,0\times 0,9=151,091 \quad кН. \]

5. Расчетное усилие, приходящееся на один болт соединения, вычисленное с учетом эксцентриситета e = 2,35 мм:

\[ N_{red} =\sqrt {\left( {\frac{N}{3}} \right)^{2}+\left( {\frac{eN}{2a}} \right)^{2}} =\sqrt {\left( {\frac{400}{3}} \right)^{2}+\left( {\frac{400\cdot 2,35}{2\cdot 100}} \right)^{2}} =133,416 \quad кН, \]

тут a – шаг болтов в соединении.

6. Площадь сечения одного уголка, ослабленного отверстиями:

\[ A_{net} =A-td_{0} =15,6-0,9\cdot 2,2=13,62 \quad см^{2}. \]

Сравнение решений:

scadsoft.com

Расчет болтовых соединений на срез и смятие

Болтовые соединения используются в фермах, металлических балочных конструкциях, колоннах и других конструкциях для крепления двух или трех отдельных элементов между собой.

При соединении элементов на каждый болт передаются две равные и противоположно направленные силы от первого и второго элементов (рис.а). Болт перерезается в плоскости соединения двух элементов, силы от которых образуют пару, уравновешиваемую другой парой сил – реакцией со стороны головки и гайки болта. Однако эти реакции не опасны, ибо для изготовления болтов используются высококачественная сталь.

Два элемента могут также соединяться с использованием одной или двух накладок. Схема распределения усилий при наличии двух накладок указана на рис. б. В этом  случае болт перерезается в двух плоскостях.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при работе его на срез, определяется по формуле:

,  где

– коэффициент условий работы болта;

 — расчетная площадь сечения стержня болта, принимаемая равной πd²/4;

  количество плоскостей среза.     

Условие прочности болтового соединения на срез записывается в виде:

, где

 – расчетное усилие в соединении;

– количество болтов.

Используя эту формулу, можно определить количество болтов в соединении или их диаметр d, проверить прочность соединения и т.д. Например, расчетное усилие, которое может выдерживать болтовое соединение, находится следующим образом:

При относительно тонких соединяемых элементах возможно разрушение болтового соединения за счет смятия листов или болтов в зоне их контакта. Поэтому необходимо проверить прочность болтового соединения на смятие. Фактическое распределение напряжений на поверхности контакта болта и листа весьма сложное. Приближенно опасность смятия оценивается не по фактическим значениям контактных напряжений, а по средним, отнесенным к площади проекции поверхности контакта на диаметральную плоскость, называемую условной площадью смятия.

1-фактическая , 2 — условная поверхности смятия

Условные площади смятия: под средним листом (рис. б) А_con=t₁d,

под крайними листами А_con=2t₂ d.

На эти площади приходится одна и та же сила N_b, поэтому за расчетную следует принимать минимальную из указанных площадей.

Условие прочности болтового соединения на смятие имеет вид:

Используя данную формулу, можно вычислить количество болтов, их диаметр, наименьшую суммарную толщину элементов, сминающихся в одном направлении, и т.д. Например, расчетное усилие для болтового соединения определяется следующим образом:

При расчетах на срез и смятие находятся два значения расчетных усилий для болтовых соединений, но в качестве основного принимается меньшее из них.

prosopromat.ru

Расчет болтового соединения — быстро и точно!

Опубликовано 20 Апр 2013
Рубрика: Механика | 13 комментариев

«Тело болта в соединении должно работать исключительно на растяжение!» — эту аксиому надежно «вложил» тридцать лет назад в мою голову замечательный преподаватель дисциплины «Детали Машин» Виктор Павлович Добровольский. Если болтовое соединение…

…нагружено сдвигающей силой, то ее должна компенсировать сила трения между деталями, возникающая при затяжке. Если сдвигающая сила значительна и превосходит силу трения, то необходимо при проектировании узла применить штифты, шпонки, сухари или  иные элементы, которые должны воспринять на себя сдвиг. Болт в «правильном» с точки зрения инженера-механика соединении никогда не должен работать на смятие и тем более на срез. У проектировщиков-строителей – это не аксиома, а «болт – на срез» — в порядке вещей и обыденность… Но да ладно – болт он и в Африке болт – хоть у механика, хоть у строителя!

Рассмотрим три схемы, изображенные на рисунке.

На левой схеме показано собранное болтовое соединение до затяжки Fo=0 и до приложения внешней нагрузки F=0.

На средней схеме изображено соединение после затяжки – Fo>0; F=0. Обратите внимание, что пакет из соединяемых деталей стал тоньше, он сжался, как пружина, а болт удлинился тоже как пружина и запасся потенциальной энергией.

Болтовое соединение, изображенное на правой схеме, показано  после затяжки и приложения внешней силы (рабочее состояние соединения) — Fo>0; F>0. Болт еще больше удлинился, при этом пакет из деталей стал толще, чем на средней схеме, но тоньше, чем на левой. Если внешняя сила F будет нарастать и достигнет критического значения, то произойдет раскрытие стыка, при этом болт может еще не начать разрушаться.

Запускаем Excel – приступаем к расчету болтового соединения!

Итак, приступим непосредственно к расчетам. На рисунке, расположенном ниже, представлен общий вид листа Excel с программой для расчета болтового соединения.

В левой таблице в бирюзовых и светло-зеленых ячейках записываем исходные данные. В правой таблице в светло-желтых ячейках считываем промежуточные и окончательные результаты расчетов.

Общий список исходных данных содержит двадцать значений.

При наведении курсором мыши на ячейки для записи значений исходных параметров «всплывают» подсказки, разнообразные таблицы, рекомендации позволяющие облегчить определение этих значений. Вам не придется «рыскать» по справочникам или каким-то иным источникам информации. Вся необходимая информация для заполнения таблицы исходных данных – в примечаниях к ячейкам!

Одно важное замечание: при задании усилия в болте от предварительной затяжки в ячейке D23 необходимо контролировать значение в ячейке J29 — оно не должно превышать 80%!

Общий список результатов расчетов содержит двадцать семь значений.

При наведении курсором мыши на ячейки с результатами расчетов, в примечаниях увидите формулы, по которым и был выполнен расчет.

В примере, показанном на рисунках, произведен расчет болтового соединения двух стальных деталей (например, фланцев) толщиной по 80 мм каждая при помощи  высокопрочного болта М24 х 200 ГОСТ22353-77 из стали 40Х  «селект» с использованием шайб 24 ГОСТ22355-77.

В результатах расчета вы видите, что для того, что бы создать усилие в болте от предварительной затяжки 24400 кг (ячейка D23) необходимо на ключе создать момент 114,4 кг х м (ячейка J24)!

Болт разрушится без приложения внешней нагрузки, если создать усилие от предварительной затяжки 31289 кг (ячейка J27).

При создании усилия в болте от предварительной затяжки 28691 кг (ячейка J26) раскрытие стыка и разрушение болта произойдут одновременно при действии максимальной внешней нагрузки величиной 27138 кг (ячейка J30).

И последнее и самое главное — рассмотренное болтовое соединение способно воспринимать внешние нагрузки растягивающего характера до 27138 кг (ячейка J30) из условия нераскрытия стыка.

Будут вопросы, замечания, предложения — пишите.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так… — никаких паролей нет!

Ссылка на скачивание файла: raschet-stalnogo-boltovogo-soyedineniya-na-rastyazheniye (xls  1,43 МB).

P. S. (11.03.2017)

В дополнение к теме выкладываю глубоко переработанный и расширенный файл, присланный мне одним из читателей. Серые поля – формулы и константы, бесцветные – для заполнения. Прочие цвета – выделение по смыслу. Начинается с выбора материала. Размещаю ссылку на файл в том виде, в каком мне его любезно прислал Viktor Ganapoler ([email protected]): Schraubenberechnung_VG-ru (xls 1,72MB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

al-vo.ru