Carga de parafuso e torque: princípio e prática

Carga de parafuso e torque: princípio e prática

Como determinar a carga e o torque do parafusos ao apertar o flange pode ser um tópico de interesse para todos. Primeiro, duas perguntas são levantadas:

* Para os parafusos abaixo do M36, como encontrar o valor de torque correspondente se a carga do parafuso for conhecida?

* Para parafusos que podem ser hidraulicamente esticados, como encontrar a carga de parafuso correspondente sem cálculo do flange?

Parafuso de parafuso de detecção de parafuso vida útil de parafuso

Ao projetar flanges ou consultar relatórios de cálculo do flange, você pode encontrar a tensão do parafuso durante o pré-aperto e operação do flange. Para os parafusos abaixo do M36, geralmente uma chave de torque pode ser usada. Agora que você conhece a carga do parafuso, como encontrar o valor de torque correspondente? Você pode se referir a GB/T16823.2-1997 'Regras gerais para apertar os fixadores rosqueados ' ou materiais relacionados para encontrar o valor de torque correspondente. Para parafusos que podem ser hidraulicamente esticados, você pode consultar os dados do fabricante de junta correspondente para conhecer a carga do parafuso. É mais simples pegar diretamente a força de escoamento de 45% do material do parafuso para calcular a carga de cada parafuso. Este é o torque de carga do parafuso que calculei: Usando uma chave de torque, a junta é uma junta da ferida em espiral (a junta do anel de aço pode ser usada por analogia), apenas para referência.

De acordo com as disposições do '9 flange' em GB150-1998 'Vasos de pressão de aço' P94, a força de aperto da junta é obtida e, em seguida, o torque de cada parafuso é calculado com base na relação entre força e torque. O tamanho do flange de alta pressão é: DN6 'PN1500CASS (vedação da junta da ferida em espiral) e sua força de pré-carga de flange é calculada da seguinte forma:

1. Verifique HG20592 ~ 20635-97 'Flanges de tubo de aço, juntas, prendedores ' HG20631-97 Diâmetro externo da superfície de vedação do flange D ＝ 216mm.

2. Verifique HG20631-97. O diâmetro interno da junta dn6 'pn1500-Class D-Type Spiral ferida é d2 = 171,5 mm, o diâmetro externo da junta da ferida em espiral é d3 = 209,6 mm, a largura de vedação da junta é n = 19,05 mm e d3

3. De acordo com GB150-98 P91, Tabela 9-1 1A Largura básica da vedação da junta B0=N/2 = 19,05/2 = 9.525mm> 6,4 mm.

4. De acordo com GB150-98 P94 9.5.1.1 Largura de vedação efetiva da junta B = 2,53 = 2,53 = 7,81 mm.

5. De acordo com GB150-98 P94 9.5.1.2, o diâmetro do círculo central da força de fixação da junta dg = d3-2b = 209,6-2 * 7,81 = 193.98mm.

6. Verifique GB150-98 P93 Tabela 9-2 para o coeficiente de junta m = 3,00 e a pressão específica y = 69MPa para a junta da ferida. A pressão de projeto do pipeline é de 15,85MPa e a pressão operacional é de 14,4MPa.

7. De acordo com GB150-98 P94 9.5.1.3, a força mínima de fixação da junta necessária no estado de pré-aperto FG = fa = 3,14dgby = 3,14 * 193.98 * 7,81 * 69 = 328236.4n.

8. De acordo com GB150-98 P94 9.5.1.3, a força mínima de fixação da junta necessária no estado operacional é FG = FB = 6,28dgbmpc = 6,28*193.98*7,81*3,00*14.4 = 411009n.

9. De acordo com a relação entre força e torque n = 0,2FD, o flange usa parafusos de fixador M36*3, 12 pares de parafusos de fixador e o diâmetro real da força da rosca é d = 33.

10. O torque de carregamento de cada parafuso no estado pré-apertado é Na = 0,2 (FG/12) D = 0,2 * (328236.4/12) * (33/1000) = 180n.m.

11. No estado operacional, o torque de carregamento de cada parafuso NP ＝ 0,2 （FG/12） D ＝ 0,2*（411009/12）*（33/1000） 226n.m.

O acima é o torque necessário para carregar cada parafuso calculado de acordo com os requisitos do flange do GB150. Quando aplicado ao trabalho real, a chave de torque pode atender completamente aos requisitos. No entanto, no trabalho real, a chave de torque é operada de acordo com 30%, 50%e 100%de torque de aperto. Sob a ação de 100% de torque de pré-força, o aperto mais algumas vezes pode resolver completamente o problema.

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Confirmação de torque:

• 1. Vamos falar sobre a conversão de carga e torque primeiro. O fabricante da chave de torque possui uma tabela correspondente para verificar. Há também uma fórmula no livro teórico da mecânica. Um coeficiente na fórmula é um intervalo, que precisa ser determinado de acordo com a situação real.

  
  

• 2. Foram feitos experimentos para verificar a mudança de carga, conectando folhas de tensão aos parafusos. A conclusão é: o coeficiente está dentro do intervalo recomendado, mas a mudança é relativamente grande. Isso está intimamente relacionado à precisão da usinagem do fio do parafuso, ao grau de lubrificação, ao acabamento da superfície da porca e à superfície do flange, ao estado de correspondência da porca e à malha do parafuso, etc.

  
  

• 3. Portanto, há uma grande diferença entre o cálculo teórico e o resultado real.

  
  

• 4. É claro que o uso de uma chave de torque é um grande passo à frente em comparação com o método tradicional.

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Sobre a lei do efeito de mudança de força dos parafusos adjacentes durante o processo de aperto do parafuso:

• 1. Análise da influência da força em cada parafuso durante o processo de aperto do parafuso. Não importa que tipo de junta seja usada, a fim de garantir o efeito de vedação, é necessária uma proporção de pressão de vedação correspondente. Durante o processo de avanço do parafuso, uma vez que a força do parafuso é gradualmente apertada e aumentada, a força axial gerada pela razão de pressão de vedação é distribuída de forma desigual entre os parafusos. Ao apertar um parafuso, a força nos parafusos adjacentes será reduzida.

• 2. Exemplo prático: Durante o processo de aperto o parafuso de acordo com o torque especificado, se um parafuso for carregado, a carga nos parafusos adjacentes diminuirá imediatamente.

• 3. Quando a carga atinge o valor especificada e ainda é necessária para ser carregada por algum motivo, a potência de carregamento deve ser muito maior que a resistência. Nossos resultados de teste estão em média acima de 120%.

  
  

• 4. Um método mais eficaz: após várias voltas, aperte os parafusos que são separados por um aumento da carga (excedendo a carga teórica) e depois aperte os parafusos adjacentes de acordo com a carga teórica. Dessa forma, para um flange, a carga de cada parafuso forma uma curva de carga relativamente uniforme.

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A conexão do flange é um método de conexão importante para a construção de pipeline. A conexão do flange é corrigir dois tubos, acessórios de tubo ou equipamento em uma placa de flange, adicione juntas de flange entre as duas placas de flange e prenda -as junto com os parafusos para completar a conexão. Alguns acessórios e equipamentos de tubos já possuem placas de flange, que também pertencem às conexões de flange. Os flanges são divididos em flanges rosqueados (rosqueados) e flanges soldados. Pequenos diâmetros de baixa pressão têm flanges rosqueados e diâmetros grandes de alta pressão e baixa pressão usam flanges soldados. A espessura dos flanges de diferentes pressões e o diâmetro e o número de parafusos de conexão são diferentes. De acordo com diferentes níveis de pressão, as juntas de flange também têm materiais diferentes, variando de juntas de amianto de baixa pressão, juntas de amianto de alta pressão a juntas de metal. As conexões de flange são fáceis de usar e podem suportar maiores pressões. As conexões de flange são amplamente utilizadas em pipelines industriais. Nas residências, o diâmetro da tubulação é pequeno e baixa pressão, e as conexões de flange são invisíveis. Se você estiver em uma sala de caldeira ou local de produção, existem tubos e equipamentos conectados a flange em todos os lugares.

Resumo

Este artigo explora o conhecimento relevante de carga e torque do parafusos. Através da análise do princípio da força dos parafusos, esclarecemos as características de cargas de tração, cisalhamento e composto que os parafusos têm em diferentes cenários de aplicação. Ao mesmo tempo, o torque, como um fator -chave para alcançar a pré -carga do parafuso, sua relação com a carga do parafuso é elaborada em detalhes. A seleção correta do valor do torque é crucial para garantir a confiabilidade e a segurança das conexões de parafusos.

Em aplicações reais de engenharia, o cálculo da carga e a configuração de torque dos parafusos precisam considerar de maneira abrangente vários fatores, como propriedades do material, métodos de conexão e ambiente de trabalho. Através de métodos de análise científica e verificação experimental rigorosa, o projeto da conexão do parafuso pode ser efetivamente otimizado e o desempenho geral e a confiabilidade do sistema podem ser aprimorados.

Em suma, a carga e o torque dos parafusos são links importantes que não podem ser ignorados na prática de design e engenharia mecânica. Somente compreendendo profundamente e aplicando razoavelmente o conhecimento relevante, podemos garantir que as conexões dos parafusos possam desempenhar seu devido papel sob várias condições de trabalho complexas e fornecer garantias sólidas para a segurança da engenharia e a operação de equipamentos estáveis.