En la actualidad, los pernos de alta resistencia ampliamente utilizados que conectan la sección estándar del cuerpo de la grúa torre de giro superior y el carro de pluma horizontal soportan principalmente fuerza de tracción. En este caso, hay una tendencia a la separación entre las superficies de contacto de la junta, y la fuerza horizontal entre las secciones estándar es soportada por la fricción en la superficie de la junta debido a la fuerza de preapriete del perno. En teoría, los pernos sólo pueden resistir la tensión y no pueden resistir el corte. Si los tornillos no están apretados, pueden aflojarse fácilmente. En este momento, el perno está sujeto a tensión y corte, y se impacta alternativamente, lo que provoca un deterioro por tensión y fácilmente provoca una fractura por tensión. Esta es la forma de falla más común de los pernos de alta resistencia y uno de los accidentes más comunes en las grúas torre.
El artículo 5.5.2.2 del "Código de diseño de grúa torre" (GB/T13753-92) (en adelante, la especificación) exige: "El diseño de la junta debe garantizar que haya un espacio entre la junta superficies bajo la acción de una tensión externa no debe haber separación bajo una determinada fuerza de compresión "Esto puede entenderse como: bajo la acción de la fuerza externa máxima, la fuerza de compresión entre las superficies de la junta es mayor que cero. , la fuerza de fricción generada por la fuerza de compresión debe poder resistir el nivel entre las superficies de unión estándar, es decir, cumplir con los requisitos.
La fórmula de cálculo para la fuerza de preapriete del perno de alta resistencia F1 dada en la especificación es:
F1 = k1 FN
Donde: f 1—— alta Fuerza de preapriete de los pernos de resistencia, n
K1 - coeficiente, relacionado con la combinación de carga, k 1 = 1,1 ~ 1,65.
FN ——Fuerza de tracción externa en un solo perno, n
Tome la grúa torre QTZ315 (parámetros principales: capacidad máxima de elevación 30 kn; rango de trabajo 3 ~ 41,8 m; elevación independiente La altura es 30m tomando como ejemplo el contrapeso 60 kN), en las peores condiciones de trabajo (descarga brusca del estado de trabajo o caída brusca del esparcidor), el momento flector máximo que soporta la torre es Mmax = 352 kN·m, determinado por la torre Cálculo de las dimensiones de la sección transversal:
f′N = = = 471,2 kN
FN===117,8 kN
El cálculo de Mmax tiene en cuenta cuenta la combinación de carga y se puede utilizar 117,8 kN como fuerza de preapriete requerida para la tensión del perno de alta resistencia, es decir, f1 = 117,8 kN.
Bajo la carga combinada, la fuerza de fricción de la unión se genera por la fuerza de preapriete residual f′0 del perno.
f′0 = f 1-(1-KC)FN
Donde: f ' 0——la fuerza de precarga restante del perno, n
F1 ——Fuerza de preapriete del perno, n
coeficiente KC, generalmente 0,25.
fn——Tensión externa del perno, n
Por lo tanto: f′0 = f 1-0,75 fn tiene f 1 > 0,75 fn = 0,75×117,8 = 88,35 kN <; /p>
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Al considerar el margen de seguridad apropiado,
La norma nacional GB3811 toma f′0 = f 1-1,4 fn y f 1>4 FN = 1,4×117,8 = 164,9. kN;
La norma europea FEM toma f′0 = f 1-fn y f 1 >; FN = 117,8 kN
La norma nacional GBJ17-88 toma f′0 = f 1; -1,25 fn y f 1 & gt; 1,25 FN = 1,25×117,8 = 147,25 kN
La especificación señala que GB/T13752-1992 adopta los valores en GBJ17-88, y el M24 alto. -El nivel de rendimiento predeterminado del perno de resistencia es 8,8. La fuerza de apriete es de 155 kN.
Luego calcula el momento de precarga t según la siguiente fórmula:
T = 0,2 F1 d
Donde: f 1-fuerza de precarga
d - el diámetro de los pernos de alta resistencia, donde d = 24 mm
Se pueden obtener los siguientes datos respectivamente:
El par de apriete previo del grado 8.8 M24 de alta resistencia fuerza de los tornillos dada en la especificación Los valores son: par de preapriete teórico 710n·m; par de preapriete real 640n·m.
Comparando los datos anteriores, se puede concluir que en el proceso de precarga real, es incorrecto e inseguro descontar el valor dado por la norma.
Actualmente existe la opinión y la práctica de que "el par de apriete previo real de los pernos de alta resistencia de las grúas torre se puede reducir al 65% ~ 80% del valor dado por la especificación", lo que todavía tiene cierto mercado. Después de que aparecieron los ejemplos mencionados en el prefacio, hemos estado prestando atención a la situación actual del pretensado de pernos de alta resistencia de torres. Hemos realizado varias encuestas orales en reuniones de intercambio técnico de grúas torre nacionales y provinciales. Sólo unas pocas empresas conocidas en China, como Zoomlion y Beijian Engineering, básicamente controlan su desempeño cerca del valor especificado. Casi todas las pequeñas y medianas empresas de grúas torre descuentan el valor especificado. Por lo general, dividen los valores reales de par de apriete previo de diferentes pernos de alta resistencia de grúas torre indicados en la especificación por 1,4 como control real en la construcción. Considerando que hay muchos factores que afectan el control del valor de pretensión durante la construcción, como herramientas, calidad del personal, resistencia física, condiciones ambientales, diferentes modelos de grúa torre, etc., se da un coeficiente de intervalo de "65% ~ 80%". . Se puede decir que este punto de vista y práctica ha existido durante mucho tiempo, porque es difícil predecir el valor dado usando métodos manuales tradicionales, y los resultados de control del 65% al 80% del valor dado no condujeron directamente a la torre. Accidentes de grúa. Con el tiempo, la gente creyó que este punto de vista y enfoque era correcto. De hecho, hemos revisado varios documentos de análisis de accidentes, informes de tasación y libros de análisis de accidentes de grúas, y nunca hemos visto un registro así de "causar directamente el accidente". Los "accidentes directos" generalmente se consideran accidentes en los que los pernos de alta resistencia se rompen durante la tensión y el corte, lo que provoca fallas de la máquina y la muerte. Sin embargo, creemos que algunos accidentes que causan el colapso de la torre debido al pandeo de la torre son causados por alta resistencia. Pretensión del perno. Indirectamente causada por una fuerza insuficiente. Si la fuerza de preapriete es insuficiente, los pernos se aflojarán fácilmente. Incluso si hay un ligero espacio en la superficie de contacto de la sección estándar del cuerpo de la torre, el centro de gravedad de la grúa torre se moverá hacia adelante y el momento de flexión del cuerpo de la torre aumentará considerablemente, lo que puede provocar un accidente. Como dice el refrán, una pequeña diferencia hace una gran diferencia. La altura de elevación independiente de la grúa torre QTZ315 es de 30 m. Cuando hay un espacio de 0,1 mm en la superficie de contacto de la tercera sección estándar en el centro inferior del perno de alta resistencia, la parte superior del cuerpo de la torre avanza. 3,2 mm en su conjunto, y el momento flector máximo del cuerpo de la torre en las peores condiciones de trabajo aumenta en 1,13kN·m.