공급망 혼란: 고강도 볼트가 CNC 산업에 잘못 공급되어 안전 문제 제기

고강도 마찰 그립 볼트, 영어 직역: 고강도 마찰 사전 조임 볼트, 영어 약어: HSFG.우리 중국 건설에서 언급된 고강도 볼트는 고강도 마찰 예압 볼트의 약어임을 알 수 있습니다.일상 커뮤니케이션에서 '마찰'과 '그립'이라는 단어는 간략하게 언급될 뿐인데, 많은 엔지니어와 기술자들이 고강도 볼트의 기본 정의를 오해하고 있습니다.

오해 중 하나:
재질 등급이 8.8을 초과하는 볼트는 "고강도 볼트"입니까?
고강도 볼트와 일반 볼트의 핵심적인 차이점은 사용된 재료의 강도가 아니라 힘의 형태에 있습니다.핵심은 전단에 저항하기 위해 예압을 적용하고 정지 마찰을 사용할지 여부입니다.
실제로 영국표준과 미국표준에 언급된 고강도 볼트(HSFG BOLT)는 8.8과 10.9(BS EN 14399/ASTM-A325&ASTM-490)에 불과한 반면, 일반 볼트에는 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9 등(BS 3692 11 표 2);재료의 강도가 고강도 볼트와 일반 볼트를 구별하는 열쇠가 아니라는 것을 알 수 있습니다.

강도가 어디인지 "고강도"에 대한 올바른 이해
GB50017에 따라 단일 일반 볼트(B형) 8.8등급과 고강도 볼트 8.8등급의 인장 및 전단 강도를 계산합니다.
계산을 통해 동일한 등급에서 디자인과알루미늄 CNC 서비스일반 볼트의 인장 강도 및 전단 강도 값은 고강도 볼트의 값보다 높습니다.

그렇다면 고강도 볼트의 "강함"은 어디에 있습니까?
이 질문에 답하기 위해서는 두 볼트의 설계작동상태부터 시작하여 탄성소성변형의 법칙을 연구하고 설계파괴 시의 한계상태를 이해하는 것이 필요하다.
작업 조건에서 일반 볼트와 고강도 볼트의 응력-변형률 곡선

설계 실패 시 한계 상태
일반 볼트: 나사 자체의 소성 변형이 설계 허용치를 초과하고 나사가 전단에 의해 손상됩니다.
일반적인 볼트 접합의 경우 전단력이 작용하기 전에 연결판 사이에 상대 미끄러짐이 발생하고 볼트로드와 연결판이 접촉하여 탄성 소성 변형이 발생하고 전단력을 견뎌냅니다.
고강도 볼트 : 유효마찰면 사이의 정지마찰이 극복되어 두 강판의 상대변위가 발생하는데, 이는 설계상 손상되었다고 판단됩니다.
고강도 볼트 연결에서는 마찰력이 먼저 전단력을 견뎌냅니다.마찰력이 전단력에 저항하기에 충분하지 않을 정도로 하중이 증가하면 정지마찰력이 극복되어 연결판의 상대 미끄럼이 발생합니다(한계상태).그러나 이때 손상되었음에도 불구하고 볼트 로드는 연결 플레이트와 접촉하고 있으며 여전히 자체 탄성-소성 변형을 사용하여 전단력을 견딜 수 있습니다.

오해 2:
고강도 볼트의 지지력은 일반 볼트의 지지력보다 높습니다."고강도"인가요?
단일 볼트의 계산을 보면 고장력 볼트의 인장 및 전단 설계강도가 일반 볼트에 비해 낮다는 것을 알 수 있습니다.고강도 본질은 정상 작동 중에 노드에 상대적 미끄러짐이 허용되지 않습니다. 즉, 탄성-소성 변형이 작고 노드 강성이 큽니다.
주어진 설계 절점 하중의 경우 고강도 볼트로 설계된 절점은 반드시 사용되는 볼트 수를 절약할 수는 없지만 변형이 적고 강성이 높으며 안전 여유가 높다는 것을 알 수 있습니다.주거더 등 높은 절점 강성을 요구하는 위치에 적합하며, “강한 절점, 약한 부재”의 내진 설계 기본 원칙을 준수합니다.
고강도 볼트의 강도는 자체 지지력의 설계 값에 있는 것이 아니라 설계 노드의 높은 강성, 높은 안전 성능 및 강력한 손상 저항에 있습니다.

고강도 볼트와 일반 볼트의 비교

일반 볼트와 고강도 볼트는 설계 원리가 다르기 때문에 시공 검사 방법이 매우 다릅니다.

동일한 등급의 일반 볼트의 기계적 성능 요구 사항은 고강도 볼트보다 약간 높지만 고강도 볼트는 일반 볼트보다 충격 에너지에 대한 허용 요구 사항이 한 가지 더 높습니다.

일반 볼트와 고강도 볼트의 마킹은 동급 볼트의 현장 식별을 위한 기본 방법입니다.영국과 미국 규격의 고강도 볼트의 토크값에 대해 계산된 값이 동일하지 않기 때문에 두 규격의 볼트를 식별하는 것도 필요합니다.
고강도 볼트: (M24, L60, 등급 8.8)

일반 볼트: (M24, L60, 등급 8.8)

일반 볼트 가격이 고강도 볼트 가격의 70% 정도인 것을 알 수 있습니다.승인 요구 사항을 비교하면 프리미엄 부품은 재료의 충격 에너지(인성) 성능을 보장해야 한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

요약하다
겉보기에 단순해 보이는 문제라도 그 본질을 깊고 포괄적이며 정확하게 이해하는 것은 간단한 문제가 아닙니다.고강도 볼트와 일반 볼트의 정의와 의미, 심오한 차이점은 우리가 고강도 볼트를 올바르게 이해하고 사용하며 시공관리를 수행하기 위한 기본 전제입니다.

보다:

1) 실제로 일부 철강구조 서적에는 고강도 볼트라 함은 강도가 8.8등급을 초과하는 볼트를 말한다고 기재되어 있습니다.이러한 관점에 대해서는 우선 영미 표준에서는 이를 지지하지 않으며, 일정 수준의 강도에 대해 '강함'과 '약함'에 대한 정의가 없습니다.둘째, 우리 연구에서 언급한 '고강도 볼트'를 충족시키지 못한다.
2) 비교의 편의를 위해 여기에서는 복잡한 볼트 그룹의 응력을 고려하지 않습니다.
3) 내압형 고강도 볼트의 설계에도 나사의 내압력이 고려되는데, 이는 다음의 “내압형 고강도 볼트와 마찰형 고강도 볼트의 비교”에서 자세히 소개할 것이다.

고강도 볼트에 대해 얼마나 알고 계시나요?
생산 중인 고강도 볼트의 전체 이름을 고강도 볼트 연결 쌍이라고 하며 일반적으로 줄여서 고강도 볼트라고 부르지 않습니다.
설치 특성에 따라 대형 육각 머리 볼트와 비틀림 전단 볼트로 구분됩니다.그 중 비틀림 전단형은 10.9레벨에서만 사용됩니다.
고강도 볼트의 성능 등급에 따라 8.8과 10.9로 구분됩니다.그 중 8.8등급의 대형 육각형 고강도 볼트만 있습니다.표시방법에 있어서 소수점 이하의 숫자는 열처리 후의 인장강도를 나타내며,소수점 이하의 숫자는 항복비, 즉 항복강도 측정값과 극한인장강도 측정값의 비율을 나타낸다..등급 8.8은 볼트 샤프트의 인장 강도가 800MPa 이상이고 항복비가 0.8임을 의미합니다.등급 10.9는 볼트 샤프트의 인장 강도가 1000MPa 이상이고 항복비가 0.9임을 의미합니다.

구조 설계에서 고강도 볼트의 직경에는 일반적으로 M16/M20/M22/M24/M27/M30이 포함되지만 M22/M27은 두 번째 선택 시리즈이고 일반적인 상황에서는 M16/M20/M24/M30이 주요 선택입니다.
전단 설계 측면에서 고강도 볼트는 설계 요구 사항에 따라 고강도 볼트 압력 베어링 유형과 고강도 볼트 마찰 유형으로 구분됩니다.
마찰 유형의 지지력은 힘 전달 마찰면의 미끄럼 방지 계수와 마찰면 수에 따라 달라집니다.샌드블래스트(쇼트) 후 적청의 마찰계수는 가장 높으나, 실제 운전상 시공수준에 따라 큰 영향을 받는다.많은 감독 단위 그들은 모두 프로젝트의 품질을 보장하기 위해 표준을 낮출 수 있는지 여부를 제기했습니다.
내압형의 내하력은 볼트의 전단력과 볼트의 내압력의 최소값에 따라 달라집니다.연결면이 1개인 경우 M16 마찰형의 전단지지력은 21.6~45.0kN인 반면, M16 압력지지형의 전단지지력은 39.2~48.6kN으로 성능이 M16 마찰형에 비해 우수하다. 마찰 유형.

설치 측면에서 내압식 공정이 더 간단하고 연결 표면의 오일과 부유 녹만 청소하면 됩니다.샤프트 방향에 따른 인장 지지력은 강철 구조 코드에서 매우 흥미롭습니다.마찰형의 설계값은 프리텐션력의 0.8배이고, 압력형의 설계값은 나사의 유효면적에 재료의 인장강도의 설계값을 곱한 값이다.큰 차이가 있는 것 같지만 사실 두 값은 기본적으로 동일합니다.
로드 축 방향의 전단력과 인장력을 동시에 지탱할 때 마찰 유형에서는 전단 용량에 대한 볼트가 지탱하는 전단력의 비율에 지탱되는 축력의 응력 비율을 더한 값이 필요합니다. 인장 용량에 대한 나사의 인장 용량은 1.0 미만이고 압력 유형에 따라 필요합니다. 볼트의 전단 용량에 대한 전단력의 비율의 제곱과 축력에 대한 축력의 비율의 제곱의 합입니다. 나사의 인장 용량은 1.0 미만입니다. 즉, 동일한 하중 조합, 동일한 베어링 직경에서 고강도 볼트 설계의 안전 여유가 마찰형 고강도 볼트보다 높습니다. .

강한 지진이 반복적으로 작용하면 연결 마찰면이 파손될 수 있으며 이때의 전단 용량은 여전히 ​​볼트의 전단 용량과 플레이트의 압력 용량에 따라 달라집니다.따라서 내진코드에는 고강도 볼트의 극한전단내력 지지력 계산식을 규정하고 있습니다.
내압형은 설계값에서는 장점이 있으나 전단압축파괴형에 속하므로 볼트구멍이 일반볼트와 유사한 기공형 볼트구멍으로 하중에 따른 변형량이 훨씬 크다. 마찰식으로 고강도 볼트가 압력을 받음 이 유형은 주로 비내진 구성요소 연결, 비동적 하중 구성요소 연결 및 비반복 구성요소 연결에 사용됩니다.

이 두 가지 유형의 일반적인 서비스 제한 상태도 다릅니다.
마찰 유형 연결은 기본 하중 조합 하에서 연결 마찰 표면의 상대적 미끄러짐을 나타냅니다.
압력 베어링 연결은 하중 표준 조합 하에서 연결 부품 사이의 상대적인 미끄러짐을 나타냅니다.

공통 볼트
1. 일반 볼트는 A, B, C 3가지 종류로 구분됩니다. 처음 2개는 정제된 볼트로 덜 사용됩니다.일반적으로 일반 볼트는 C 레벨 일반 볼트를 의미합니다.
2. 일부 임시 연결 및 분해가 필요한 연결에는 C 레벨 일반 볼트가 일반적으로 사용됩니다.건물 구조에 일반적으로 사용되는 일반적인 볼트는 M16, M20, M24입니다.기계 산업의 일부 거친 볼트는 상대적으로 큰 직경을 가지며 특수 목적으로 사용됩니다.

고강도 볼트
3. 고강도 볼트의 재질은 일반 볼트와 다릅니다.영구 연결에는 일반적으로 고강도 볼트가 사용됩니다.일반적으로 사용되는 것은 M16~M30입니다.대형 고강도 볼트의 성능은 불안정하므로 주의해서 사용해야 합니다.
4. 건물 구조의 주요 구성 요소의 볼트 연결은 일반적으로 고강도 볼트로 연결됩니다.
5. 공장에서 납품되는 고강도 볼트는 내압형과 마찰형으로 분류되지 않습니다.
6. 마찰식 고강도 볼트인가요, 아니면 내압형 고강도 볼트인가요?실제로 설계 계산 방법에는 차이가 있습니다.
1) 마찰형 고강도 볼트의 경우, 플레이트 사이의 미끄럼은 지지력의 한계상태로 간주됩니다.
2) 내압 고강도 볼트의 경우, 플레이트 사이의 미끄러짐은 정상적인 사용의 한계상태로 간주되며, 연결 불량은 지지력의 한계상태로 간주됩니다.
7. 마찰식 고강도 볼트는 볼트의 잠재력을 최대한 발휘할 수 없습니다.실제 응용 분야에서는 매우 중요한 구조물이나 동적 하중을 받는 구조물, 특히 하중이 역응력을 유발할 때 마찰형 고강도 볼트를 사용해야 합니다.이때 사용하지 않은 볼트 전위는 안전 예비금으로 사용할 수 있습니다.다른 곳에서는 비용을 줄이기 위해 압력을 견디는 고강도 볼트를 사용해야 합니다.

일반 볼트와 고강도 볼트의 차이점

8. 일반 볼트는 재사용이 가능하지만, 고강도 볼트는 재사용이 불가능합니다.
9. 고강도 볼트는 일반적으로 고강도강(No.45강(8.8s), 20MmTiB(10.9S)을 사용하며 프리스트레스 볼트임. 마찰형은 토크렌치를 이용하여 규정된 프리스트레스를 가하며, 압력식은 매화 머리를 풀어줍니다. 일반 볼트는 일반적으로 일반 강철(Q235)로 만들어지며 조이기만 하면 됩니다.
10. 일반 볼트는 일반적으로 등급 4.4, 등급 4.8, 등급 5.6 및 등급 8.8입니다.고강도 볼트는 일반적으로 8.8등급과 10.9등급이 있으며, 그 중 10.9등급이 대다수입니다.
11. 일반 볼트의 나사 구멍은 반드시 고강도 볼트의 나사 구멍보다 클 필요는 없습니다.실제로 일반 볼트에는 상대적으로 작은 나사 구멍이 있습니다.
12. 일반 볼트의 A, B등급 나사 구멍은 일반적으로 볼트보다 0.3~0.5mm 정도 더 큽니다.C급 나사 구멍은 일반적으로 볼트보다 1.0~1.5mm 더 큽니다.
13. 마찰식 고강도 볼트는 마찰에 의해 하중을 전달하므로 나사 막대와 나사 구멍 사이의 차이가 1.5-2.0mm에 달할 수 있습니다.
14. 내압 고강도 볼트의 힘 전달 특성은 정상적인 사용 시 전단력이 마찰형 고강도 볼트와 동일한 마찰력을 초과하지 않도록 보장하는 것입니다.하중이 다시 증가하면 연결 플레이트 사이에 상대 미끄러짐이 발생하고 연결은 나사의 전단 저항과 구멍 벽의 압력에 의존하여 힘을 전달하는데 이는 일반 볼트와 동일하므로 나사와 나사 구멍의 차이는 1.0-1.5mm로 약간 작습니다.

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