157897. lajstromszámú szabadalom • Megnövelt teherbírású nagyszilárdságú feszített (NF-) csavaros kapcsolat és eljárás annak létrehozására

157897 3 4 megnövelt súrlódás teszi lehetővé az erőátadást. Előnyük a fentebb ismertetett egyéb kapcsolatokkal szemben, hogy az acél-, ill. fémszerkezetekben anyagmegtakarítást tesznek lehetővé (a szögecselt kapcsolattal ellentétben itt többnyire nem kell méretezéskor levonni a szelvénykeresztmetszetből a furatgyengítést), nagyobb a fáradási szilárdságuk (a feszültségeloszlás itt sokkal egyenletesebb, mint a szögecselt vagy hegesztett kapcsolatok esetében), és szerelésük egyszerűbb és gazdaságosabb (zajmentes, gyorsabb, kisebb létszámot, felvonulást és szakmunkát igényel, ugyanakkor teljesen gépesíthető, így a szubjektív hibalehetőségek csökkennek). Az acél-, ill. fémszerkezetek e korszerű kapcsolási módja további fejlődésének kerékkötőjévé vált, hogy a méretezésének alapjául szolgáló H „csúszási tényezőt" (a megcsúsztató erő és az összeszorító erő hányadosa) nem lehet a kívánt értékkel pontosan előállítani, mert az az illesztendő elemek érintkező felületeinek jellemzője, és így a kísérletek szerint közel +50'%-os szóródásával kell számolni. A technikailag megvalósítható érdesített felületeken ugyanis a kiemelkedő csúcsok, ill. bemélyedések száma, eloszlása és alakja erősen változhat, s az említett nagy szóródást ezek statisztikus jellege magyarázza. A szélső lehetőségeket véve számításba, a szerkezet amúgy is felvett biztonságán túlmenően az néha közel kétszeres túlméretezettséget eredményezhet, A csúszási tényező bizonytalansága miatt attól függően, hogy a kapcsolati elemek viszonylagos kis elmozdulása megengedett-e vagy sem, az NF-csavaros kapcsolatok fejlődése két irányban halad. Az egyik irányzat szerint a csúszási tényezőt figyelmen kívül hagyják, és az NF-csavaros kapcsolatokat ugyanúgy méretezik, mint a szögecselteket („bearing-type"); itt az érintkező felületek külön érdesítését nem írják elő, viszont számolnak azzal, hogy a kapcsolatok minden esetben megcsúsznak addig, amíg a csavarok fel nem fekszenek a névleges átmérőjüknél nagyobb furatok szélein, ami viszont nem minden szerkezet esetében megengedett. A másik irányzat szerint az NF-csavaros kapcsolatokat akkor tekintik tönkrementnek, ha azok megcsúsznak („friction-type"). E kapcsolatok teherbírását így a csúszási tényező határozza meg; ezért az ilyen kötéseknél a félületek érdesítése a döntő. A csak drótkefézett érintkező felületek esetében lágy (St 37) anyagra ,a=0,181 . . . 0,593 értékeket, illetve nagy szilárdságú (St 52) anyagra ,« = 0,382 . . . 0,466 értékeket észlelték (1,2). Ezzel szemben a megcsúszási tényező növelése érdekében az érintkezési felületeket a jelenleg általában szokásos speciális láng-, ill. homokfúyásos eljárásokkal érdesítve — á két eljárás esetében közel azonosan — lágy (St 37) acélokra //.=0,355 . . . 0,767 értékeket (1), míg hagy szilárdságú (St 52) acélokra ,«=0,574... 0,852 értékeket (2) mértek. A számításoknál figyelembe vett érték a vonatkozó német előírás (3) szerint — kötelező láng- vagy homokfúvás esetén ^— lágy acélokra ^=0,45, nagy szilárdságú acélokra fi== 0,60, míg a drótkefézett felületű bármilyen acélfajtára az USA-ban ,«=0,35 (4). Az említett felületérdesítési eljárások hátránya tehát, hogy a velük létrehozott tényező (fi) az előírt és a számításnál figyelembe vett értéknél kisebbnek vagy jóval nagyobbnak is adódhat, amit viszont a szerkezetnél ellenőrizni vagy megállapítani nem lehet, legfeljebb csak azonos módon érdesített kísérleti kapcsolatok laboratóriumi vizsgálatával; így a kapcsolatok erősen alul- vagy túlméretezetté válhatnak. Ezt a hátrányt illusztrálja az alábbi számítás: az St 37 acélnál számításba vett /.<=0,45 értékkel szemben alsó határesetben fiaisó — 0,355 adódhat, 0,355 aminek következtében a szerkezet 100 — —, 0,45 •100rrl21%-kal lesz alulméretezett, míg felső ha-0,7öV táresetben fi/eisö = 0,767 mellett,——— -100 — lOO^TO^/o-kal túlméretezett kapcsolat jöhet létre. További hátrány, hogy az érdesített érintkező felületeket bizonyos idő után feltétlenül öszsze kell építeni, mert korrodálásuk lényegesen lecsökkentheti a csúszási tényezőt, és ezt a folyamatot a legszélesebb körű kísérletek alapján sem sikerült megakadályozni. Ez a gyakorlatban a súrlódás révén működő NF-csavaros kapcsolatok alkalmazását rendkívül nehézkessé teszi, mert nagyobb létesítmények esetében az üzemben érdesített felületek többnyire nem építhetők be rövid időn belül. A súrlódás révén működő NF-csavaros kapcsolat a csavar nagy erőfeszítése következtében lehetővé teszi az összeszorító erőnek és a vele létrehozott csúsztató erőknek a szétosztását nagy felületre; ez a lényeges előny a szögecselt és a hegesztett szerkezetek erőeloszlásához képest. A nagy összeszorító erők azonban e kötésmód esetében is meggátolják a lemezszélek szabad elcsúszását, és így az egymás mögött elhelyezkedő csúszási mezők terhelése nem lesz azonos. Még a csavarok azonos mértékű meghúzása esetén is az erő irányába eső legelső csavarnál fog • az érintkező felület először eljutni a megcsúszási határhoz. Az igénybevételek megoszlása a cosinus hyperbolicus görbe (láncgörbe) törvényszerűségét követi. A lemez szélességének változatlan értéken tartása mellett gyakorlatilag nem oldható meg a lemezvastagság olyan változtatása, amely egyenszilárdságú kialakítást eredményezne. A találmány célja olyan eljárás biztosítása, amely lehetővé teszi acél-, ill. fémszerkezetek kapcsolatai teherbírásának pontosabb beállítását és ezáltal a tényleges biztonsági tényező szóródásának csökkentését, és egyszerű módon teszi lehetővé, hogy megnöveljük a kapcsolat teherbírását a súrlódás révén működő NF-csaváros kapcsolatokkal biztosítható teherbíráshoz képest, e legkorszerűbb kapcsolatok összes előnyeinek megtartása mellett. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2