Способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях (варианты)
Изобретение относится к области строительства, в частности к фрикционным соединениям на болтах в стальных конструкциях зданий, сооружений и мостов. Задачей изобретения является повышение надежности фрикционных соединений на болтах. Технический результат заключается в повышении несущей способности фрикционных соединений, в повышении коэффициента трения контактных поверхностей, а также повышении качества антикоррозийной защиты и снижении фреттинг-коррозии. По первому варианту способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях заключается в том, что очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость, затем наносят на контактные поверхности металлическое покрытие путем напыления твердых частиц цинка и/или алюминия со скоростью, превышающей скорость звука, обеспечивающей формирование металлического покрытия, после чего осуществляют сборку элементов фрикционного соединения. Способ по второму варианту отличается от первого способа тем, что контактные поверхности элементов фрикционного соединения в разобранном виде, перед приданием им шероховатости, очищают любыми известными способами. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 ил.
Изобретение относится к области строительства, в частности к фрикционным соединениям на болтах в стальных конструкциях зданий, сооружений и мостов.
По первому варианту общеизвестен способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах стальных конструкций, заключающийся в том, что предварительно очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость дробеметным или дробеструйным способом для обеспечения прикрепления двухупаковочной композиции ЦВЭС на основе цинковой пасты и этил силикатного связующего.
Затем наносят композицию воздушным распылением (пневматическим распылением), при котором нанесение осуществляется путем подачи композиции ЦВЭС в поток воздуха. Композиция, имея скорость ниже скорости звука, достигает поверхности и осаждается на ней, при этом из капель композиции формируется покрытие. После этого осуществляют сушку сформированного покрытия с последующей сборкой фрикционного соединения. При этом, указанный способ обеспечивает коэффициент трения контактных поверхностей фрикционного соединения на болтах стальных конструкций μ=0,58.
Недостатками данного способа является зависимость антикоррозионных свойств от степени перемешивания компонентов композиции двухупаковочной композиции ЦВЭС, от температуры контактных поверхностей в процессе нанесения композиции, температуры и влажности окружающего воздуха, условий сушки, что в конечном итоге приводит к ухудшению антикоррозионных свойств покрытия. В процессе сушки возможно возникновение наплывов композиции, которые препятствуют надежному прилеганию контактных поверхностей элементов фрикционного соединения, что снижает несущую способность фрикционных соединений на болтах стальных конструкций.
По второму варианту общеизвестен способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах стальных конструкций, заключающийся в том, что предварительно контактные поверхности элементов разобранного фрикционного соединения очищают любыми известными способами, например, обезжириванием поверхности растворителями, удаление окалины и ржавчины выполняют, например, металлическими щетками или дробеметным, или дробеструйным способами.
Затем очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость дробеметным или дробеструйным способом, для обеспечения прикрепления двухупаковочной композиции ЦВЭС на основе цинковой пасты и этилсиликатного связующего. Затем наносят композицию воздушным распылением (пневматическим распылением), при котором нанесение осуществляется путем подачи композиции ЦВЭС в поток воздуха. Композиция, имея скорость ниже скорости звука, достигает поверхности и осаждается на ней, при этом из капель композиции формируется покрытие. После этого осуществляют сушку сформированного покрытия с последующей сборкой фрикционного соединения. При этом, указанный способ обеспечивает коэффициент трения контактных поверхностей фрикционного соединения на болтах стальных конструкций μ=0,58.
Недостатками данного способа является зависимость антикоррозионных свойств от степени перемешивания компонентов композиции двухупаковочной композиции ЦВЭС, от температуры контактных поверхностей в процессе нанесения композиции, температуры и влажности окружающего воздуха, условий сушки, что в конечном итоге приводит к ухудшению антикоррозионных свойств покрытия. В процессе сушки возможно возникновение наплывов композиции, которые препятствуют надежному прилеганию контактных поверхностей элементов фрикционного соединения, что снижает несущую способность фрикционных соединений на болтах стальных конструкций.
По первому варианту общеизвестен способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений стальных конструкций на болтах, принятый за прототип, заключающийся в том, что предварительно очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость дробеметным или дробеструйным способом для обеспечения возможности прикрепления расплавленных капель металла цинка и/или алюминия. Нанесение покрытия осуществляют металлизацией распылением капель металла цинка и/или алюминия. Расплавленный металл газовым потоком распыляют на контактные поверхности элементов фрикционного соединения в разобранном виде со скоростью ниже скорости звука. При достижении контактных поверхностей капли расплавленного металла прикрепляются к поверхности, сплавляются между собой, в результате чего формируется металлическое покрытие. Затем осуществляют сборку фрикционного соединения. При этом способ металлизации распылением цинка и/или алюминия обеспечивает коэффициент трения μ=0,5.
Недостатком данного способа является высокая пористость 7÷20% нанесенного металлического покрытия контактной поверхности элементов фрикционного соединения, вызванная процессом формирования покрытия из расплавленных капель металла, распыленных со скоростью ниже скорости звука. В процессе эксплуатации в поры металлического покрытия из цинка и/или алюминия активно просачивается коррозионная среда и образуются короткозамкнутые гальванические элементы (химические источники электрического тока), в результате электрохимического процесса ускоряется коррозия металлического покрытия и коррозия контактных поверхностей фрикционного соединения. Высокая пористость и вызванная ею коррозия металлического покрытия увеличивает развитие фреттинг-коррозии. Коэффициент трения μ=0,5 нанесенного металлического покрытия, сформированного из расплавленных капель металла на контактных поверхностях элементов фрикционного соединения, приводит к низкой несущей способности фрикционного соединения. Высокая пористость, низкая антикоррозионная стойкость покрытия, повышенное развитие фреттинг-коррозии, низкая несущая способность приводят к снижению надежности фрикционных соединений стальных конструкций на болтах.
По второму варианту общеизвестен способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений стальных конструкций на болтах, принятый за прототип, заключающийся в том, что предварительно контактные поверхности элементов разобранного фрикционного соединения очищают любыми известными способами, например обезжириванием поверхности растворителями, удаление окалины и ржавчины выполняют, например, металлическими щетками или дробеметным, или дробеструйным способами.
Затем очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость дробеметным или дробеструйным способом для обеспечения возможности прикрепления расплавленных капель металла цинка и/или алюминия. Нанесение покрытия осуществляют металлизацией распылением капель металла цинка и/или алюминия. Расплавленный металл газовым потоком распыляют на контактные поверхности элементов фрикционного соединения в разобранном виде со скоростью ниже скорости звука. При достижении контактных поверхностей капли расплавленного металла прикрепляются к поверхности, сплавляются между собой, в результате чего формируется металлическое покрытие. Затем осуществляют сборку фрикционного соединения. При этом способ металлизации распылением цинка и/или алюминия обеспечивает коэффициент трения μ=0,5. Недостатком данного способа является высокая пористость 7÷20% нанесенного металлического покрытия контактной поверхности элементов фрикционного соединения, вызванная процессом формирования покрытия из расплавленных капель металла, распыленных со скоростью ниже скорости звука. В процессе эксплуатации в поры металлического покрытия из цинка и/или алюминия активно просачивается коррозионная среда и образуются короткозамкнутые гальванические элементы (химические источники электрического тока), в результате электрохимического процесса ускоряется коррозия металлического покрытия и коррозия контактных поверхностей фрикционного соединения. Высокая пористость и вызванная ею коррозия металлического покрытия увеличивает развитие фреттинг-коррозии. Коэффициент трения μ=0,5 нанесенного металлического покрытия, сформированного из расплавленных капель металла на контактных поверхностях элементов фрикционного соединения, приводит к низкой несущей способности фрикционного соединения. Высокая пористость, низкая антикоррозионная стойкость покрытия, повышенное развитие фреттинг-коррозии, низкая несущая способность приводят к снижению надежности фрикционных соединений стальных конструкций на болтах.
Задачей изобретения является повышение надежности фрикционных соединений на болтах, при этом достигается технический результат, заключающийся в повышении несущей способности фрикционных соединений за счет повышения коэффициента трения контактных поверхностей, а также достигается повышение качества антикоррозийной защиты за счет снижения пористости металлического покрытия, кроме того, достигается снижение фреттинг-коррозии на контактных поверхностях фрикционных соединений стальных конструкций за счет снижения пористости металлического покрытия и повышения коэффициента трения контактных поверхностей.
Технический результат по первому варианту достигается способом обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях, заключающимся в том, что очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость, затем наносят на контактные поверхности металлическое покрытие из цинка и/или алюминия и осуществляют сборку элементов фрикционного соединения, причем шероховатость придают достаточной для прикрепления металлического покрытия, при этом металлическое покрытие наносят путем напыления твердых частиц цинка и/или алюминия со скоростью, превышающей скорость звука, обеспечивающей формирование металлического покрытия.
Одним из частных случаев осуществления способа по первому варианту, является придание шероховатости контактным поверхностям элементов фрикционного соединения пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом. Другим частным случаем осуществления способа по первому варианту, является придание шероховатости дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
Технический результат по второму варианту достигается способом обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях, заключающимся в том, что контактные поверхности элементов фрикционного соединения в разобранном виде подготавливают к нанесению металлического покрытия путем очистки и придания им шероховатости, затем наносят на контактные поверхности металлическое покрытие из цинка и/или алюминия и осуществляют сборку элементов фрикционного соединения, причем шероховатость придают достаточной для прикрепления металлического покрытия, при этом металлическое покрытие наносят путем напыления твердых частиц цинка и/или алюминия со скоростью, превышающей скорость звука, обеспечивающей формирование металлического покрытия.
Одним из частных случаев осуществления способа по второму варианту является придание шероховатости контактным поверхностям элементов фрикционного соединения пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом. Другим частным случаем осуществления способа по второму варианту, является придание шероховатости дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
На фиг. 1 представлен общий вид фрикционного соединения в сборе, с антикоррозионным покрытием на его контактных поверхностях (плоскостях) с приложением нагрузки Т, на фиг. 2 представлен вид сбоку фрикционного соединения в сборе, с антикоррозионным покрытием на его контактных поверхностях (плоскостях) с приложением нагрузки Т, где фрикционное соединение содержит основной элемент 1 со сквозным отверстием (на чертеже не обозначено) в геометрических центрах контактных поверхностей 2 и 3, расположенных с двух сторон основного элемента 1, первую накладку 4 со сквозным отверстием (на чертеже не обозначено) в геометрическом центре контактной поверхности 5, вторую накладку 6 со сквозным отверстием (на чертеже не обозначено) в геометрическом центре контактной поверхности 7, болтовое соединение, состоящее из болта 8, гайки 9 и двух шайб 10, причем контактные поверхности 2 и 3 основного элемента 1, первой накладки 4 и второй накладки 6 имеют нанесенное металлическое покрытие 11.
Первая накладка 4, основной элемент 1 и вторая накладка 6 соединены между собой болтовым соединением с совмещением отверстий (на чертеже не обозначены) посредством болта 8, гайки 9 и двух шайб 10 с обеспечением зазора между болтом 8 и совмещенными отверстиями (на чертеже не обозначено). При этом, контактные поверхности 2 и 5, 3 и 7 с нанесенным на них металлическим покрытием 11 направленны друг к другу, образуя при этом соприкасающиеся плоскости, соответственно, 12 и 13.
Рассмотрим пример осуществления способа обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях по первому варианту.
Очищенные контактные поверхности 2 и 3, расположенные с двух сторон основного элемента 1, контактную поверхность 5 первой накладки 4, контактную поверхность 7 второй накладки 6 фрикционного соединения в разобранном виде подготавливают к нанесению металлического покрытия 11 путем придания им шероховатости. Шероховатость можно придать разными известными способами, при этом шероховатость должна быть выполнена достаточной для обеспечения прикрепления частиц цинка и/или алюминия к контактным поверхностям 2, 3, 5, 7.
Придание шероховатости контактным поверхностям 2, 3, 5, 7, разобранного фрикционного соединения можно выполнить, например, пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
Также можно придать шероховатость контактным поверхностям 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения, например, сначала дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
На подготовленные шероховатые контактные поверхности 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения наносят способом сверхзвукового напыления металлическое покрытие 11 из частиц цинка и/или алюминия.
Сверхзвуковое напыление металлического покрытия 11 можно осуществить, например, с помощью установки ПРАНС 5-8-211.08.
При сверхзвуковом нанесении (напылении) металлического покрытия 11 из частиц цинка и/или алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения, в сверхзвуковой газовый поток подаются твердые частицы металла в виде порошка, при этом сверхзвуковой газовый поток ускоряет частицы до скорости, превышающей скорость звука, обеспечивающей пластическую деформацию частиц в момент соударения с контактной поверхностью 2, 3, 5, 7 и прикрепление к контактной поверхности 2, 3, 5, 7, соединение частиц металла между собой с формированием металлического покрытия 11.
Ускоренные газовым потоком частицы металла в нерасплавленном виде (в твердом состоянии) достигают подготовленных контактных поверхностей 2, 3, 5, 7. В момент соударения частиц металла о подготовленные контактные поверхности 2, 3, 5, 7 кинетическая энергия частиц металла преобразуется в тепловую, происходит пластическая деформация частиц металла, частицы металла прикрепляются к подготовленным контактным поверхностям 2, 3, 5, 7, соединяются между собой и формируют металлическое покрытие 11 пористостью 0,5÷2% и шероховатостью достаточной для обеспечения зацепления выступов шероховатостей напыленных покрытий в соприкасающихся плоскостях 12 и 13 контактных поверхностей 2, 3, 5, 7 элементов фрикционного соединения.
После напыления металлического покрытия 11, осуществляют сборку фрикционного соединения.
Снижение пористости до 0,5÷2% повышает качество антикоррозионной защиты и снижает фреттинг-коррозию на контактных поверхностях фрикционных соединений стальных конструкций. Снижение фреттинг-коррозии также обеспечивается повышением коэффициента трения μ, который в свою очередь обеспечивает снижение колебаний высокой амплитуды контактных поверхностей 2, 3, 5, 7 фрикционного соединения.
Сверхзвуковое нанесение (напыление) металлического покрытия 11 осуществляется при температурах ниже температуры плавления металла цинка и/или алюминия, что обеспечивает снижение окисления в процессе формирования металлического покрытия 11, как самого металлического покрытия, так и обрабатываемых контактных поверхностей 2, 3, 5, 7.
Использование для напыления на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 металлов цинка и/или алюминия, обеспечивает повышение качества антикоррозионной защиты и снижение развития фреттинг-коррозии на контактных поверхностях 2, 3, 5, 7 фрикционных соединений благодаря антикоррозионным свойствам цинка и алюминия.
Проведенные испытания собранных образцов фрикционных соединений с нанесенным (напыленным) металлическим покрытием 11 из частиц цинка и/или алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 подтвердили повышение коэффициента трения между контактными поверхностями (плоскостями) 2 и 5 и между контактными поверхностями 3 и 7 фрикционного соединения, что обуславливается фрикционными свойствами напыленных металлов, а также за счет шероховатой структуры поверхности металлического покрытия 11, обеспечивающего зацепления выступов шероховатостей напыленных покрытий на контактные поверхности (плоскостей) 2, 3, 5, 7.
Испытания проведены по СТП 006-97 (приложение Л к СТП 006-97 «Определение коэффициента трения между контактными поверхностями соединяемых элементов»). Собранный образец фрикционного соединения с металлическим покрытием 11 на контактных поверхностях 2, 3, 5, 7 размещен на основании (на чертеже не обозначен) лабораторного пресса ПСУ-125.
Перед установкой на основание пресса осуществлена сборка фрикционного соединения в следующем порядке.
Первая накладка 4, основной элемент 1 и вторая накладка 6 перед натяжением болта 8 устанавливают так, чтобы гарантировать зазор (на чертеже не обозначен) между болтом 8 и совмещенным отверстием (на чертеже не обозначен). После установки болта 8 типа М 22 с усилием натяжения болта Р, опорные торцы первой накладки 4 и второй накладки 6 должны быть параллельны и находиться на одном уровне. На торец собранного фрикционного соединения нанесена риска 14 для суждения о сдвиге элементов фрикционного соединения относительно друг друга.
Собранный и установленный на основание пресса образец нагружается нагрузкой Т приложенной сверху в геометрический центр образца до момента сдвига основного элемента 1 относительно первой накладки 4 и второй накладки 6, характеризующего исчерпание несущей способности образца. Нагрузка Т (несущая способность) собранного образца фрикционного соединения фиксируется на момент сдвига риски 14.
Коэффициент трения μ определяется по формуле:
μ=Т/2Р,
где Т - нагрузка (несущая способность) кН (тс), Р - усилие натяжения высокопрочного болта М22, кН (тс), 2 - количество соприкасающихся плоскостей 12 и 13.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием 11 из цинка на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 1.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием И из алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 2.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием 11 из цинка и алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 3.
Таким образом, способ по первому варианту позволяет обеспечить повышение качества антикоррозийной защиты за счет снижения пористости металлического покрытия, обеспечить повышение несущей способности фрикционных соединений за счет повышения коэффициента трения контактных поверхностей, а также за счет снижения пористости металлического покрытия и повышения коэффициента трения контактных поверхностей обеспечить снижение фреттинг-коррозии на контактных поверхностях фрикционных соединений стальных конструкций, что в конечном итоге повышает надежность фрикционных соединений стальных конструкций на болтах.
Рассмотрим пример осуществления способа обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях по второму варианту.
Очистку контактных поверхностей 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения можно выполнить, любыми известными способами, например, обезжириванием поверхности растворителями, удаление окалины и ржавчины можно выполнить, например, металлическими щетками или дробеметным, или дробеструйным способами.
Очищенные контактные поверхности 2 и 3, расположенные с двух сторон основного элемента 1, контактную поверхность 5 первой накладки 4, контактную поверхность 7 второй накладки 6 фрикционного соединения в разобранном виде подготавливают к нанесению металлического покрытия 11 путем придания им шероховатости. Шероховатость можно придать разными известными способами, при этом шероховатость должна быть выполнена достаточной для обеспечения прикрепления частиц цинка и/или алюминия к контактным поверхностям 2, 3, 5, 7.
Придание шероховатости контактным поверхностям 2, 3, 5, 7, разобранного фрикционного соединения можно выполнить, например, пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
Также можно придать шероховатость контактным поверхностям 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения, например, сначала дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
На подготовленные шероховатые контактные поверхности 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения наносят способом сверхзвукового напыления металлическое покрытие 11 из частиц цинка и/или алюминия.
Сверхзвуковое напыление металлического покрытия 11 можно осуществить, например, с помощью установки ПРАНС 5-8-211.08.
При сверхзвуковом нанесении (напылении) металлического покрытия 11 из частиц цинка и/или алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 разобранного фрикционного соединения, в сверхзвуковой газовый поток подаются твердые частицы металла в виде порошка, при этом сверхзвуковой газовый поток ускоряет частицы до скорости, превышающей скорость звука, обеспечивающей пластическую деформацию частиц в момент соударения с контактной поверхностью 2, 3, 5, 7 и прикрепление к контактной поверхности 2, 3, 5, 7, соединение частиц металла между собой с формированием металлического покрытия 11.
Ускоренные газовым потоком частицы металла в нерасплавленном виде (в твердом состоянии) достигают подготовленных контактных поверхностей 2, 3, 5, 7. В момент соударения частиц металла о подготовленные контактные поверхности 2, 3, 5, 7 кинетическая энергия частиц металла преобразуется в тепловую, происходит пластическая деформация частиц металла, частицы металла прикрепляются к подготовленным контактным поверхностям 2, 3, 5, 7, соединяются между собой и формируют металлическое покрытие 11 пористостью 0,5÷2% и шероховатостью достаточной для обеспечения зацепления выступов шероховатостей напыленных покрытий в соприкасающихся плоскостях 12 и 13 контактных поверхностей 2, 3, 5, 7 элементов фрикционного соединения.
После напыления металлического покрытия 11 осуществляют сборку фрикционного соединения.
Снижение пористости до 0,5÷2% повышает качество антикоррозионной защиты и снижает фреттинг-коррозию на контактных поверхностях фрикционных соединений стальных конструкций. Снижение фреттинг-коррозии также обеспечивается повышением коэффициента трения μ, который в свою очередь обеспечивает снижение колебаний высокой амплитуды контактных поверхностей 2, 3, 5, 7 фрикционного соединения.
Сверхзвуковое нанесение (напыление) металлического покрытия 11 осуществляется при температурах ниже температуры плавления металла цинка и/или алюминия, что обеспечивает снижение окисления в процессе формирования металлического покрытия 11, как самого металлического покрытия, так и обрабатываемых контактных поверхностей 2, 3, 5, 7.
Использование для напыления на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 металлов цинка и/или алюминия, обеспечивает повышение качества антикоррозионной защиты и снижение развития фреттинг-коррозии на контактных поверхностях 2, 3, 5, 7 фрикционных соединений благодаря антикоррозионным свойствам цинка и алюминия.
Проведенные испытания собранных образцов фрикционных соединений с нанесенным (напыленным) металлическим покрытием 11 из цинка и/или алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 подтвердили повышение коэффициента трения между контактными поверхностями (плоскостями) 2 и 5 и между контактными поверхностями 3 и 7 фрикционного соединения, что обуславливается фрикционными свойствами напыленных металлов, а также за счет шероховатой структуры поверхности металлического покрытия 11, обеспечивающего зацепления выступов шероховатостей напыленных покрытий на контактные поверхности (плоскостей) 2, 3, 5, 7.
Испытания проведены по СТП 006-97 (приложение Л к СТП 006-97 «Определение коэффициента трения между контактными поверхностями соединяемых элементов»). Собранный образец фрикционного соединения с металлическим покрытием 11 на контактных поверхностях 2, 3, 5, 7 размещен на основании (на чертеже не обозначен) лабораторного пресса ПСУ-125.
Перед установкой на основание пресса осуществлена сборка фрикционного соединения в следующем порядке.
Первая накладка 4, основной элемент 1 и вторая накладка 6 перед натяжением болта 8 устанавливают так, чтобы гарантировать зазор (на чертеже не обозначен) между болтом 8 и совмещенным отверстием (на чертеже не обозначен). После установки болта 8 типа М 22 с усилием натяжения болта Р, опорные торцы первой накладки 4 и второй накладки 6 должны быть параллельны и находиться на одном уровне. На торец собранного фрикционного соединения нанесена риска 14 для суждения о сдвиге элементов фрикционного соединения относительно друг друга.
Собранный и установленный на основание пресса образец нагружается нагрузкой Т приложенной сверху в геометрический центр образца до момента сдвига основного элемента 1 относительно первой накладки 4 и второй накладки 6, характеризующего исчерпание несущей способности образца. Нагрузка Т (несущая способность) собранного образца фрикционного соединения фиксируется на момент сдвига риски 14.
Коэффициент трения μ определяется по формуле:
μ=Т/2Р,
где Т - нагрузка (несущая способность) кН (тс), Р - усилие натяжения высокопрочного болта М22, кН (тс), 2 - количество соприкасающихся плоскостей 12 и 13.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием 11 из цинка на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 1.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием 11 из алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 2.
Результаты испытаний по трем собранным образцам фрикционного соединения с нанесенным металлическим покрытием 11 из цинка и алюминия на контактные поверхности 2, 3, 5, 7 представлены в Таблице 3.
Таким образом, способ по второму варианту позволяет обеспечить повышение качества антикоррозийной защиты за счет снижения пористости металлического покрытия, обеспечить повышение несущей способности фрикционных соединений за счет повышения коэффициента трения контактных поверхностей, а также за счет снижения пористости металлического покрытия и повышения коэффициента трения контактных поверхностей обеспечить снижение фреттинг-коррозии на контактных поверхностях фрикционных соединений стальных конструкций, что в конечном итоге повышает надежность фрикционных соединений стальных конструкций на болтах.
1. Способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях, заключающийся в том, что очищенным контактным поверхностям элементов фрикционного соединения в разобранном виде придают шероховатость, затем наносят на контактные поверхности металлическое покрытие из цинка и/или алюминия и осуществляют сборку элементов фрикционного соединения, причем шероховатость придают достаточной для прикрепления металлического покрытия, отличающийся тем, что металлическое покрытие наносят путем напыления твердых частиц цинка и/или алюминия со скоростью, превышающей скорость звука, обеспечивающей формирование металлического покрытия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шероховатость контактным поверхностям элементов фрикционного соединения придают пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шероховатость контактным поверхностям элементов фрикционного соединения придают дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
4. Способ обработки контактных поверхностей фрикционных соединений на болтах в стальных конструкциях, заключающийся в том, что контактные поверхности элементов фрикционного соединения в разобранном виде подготавливают к нанесению металлического покрытия путем очистки и придания им шероховатости, затем наносят на контактные поверхности металлическое покрытие из цинка и/или алюминия и осуществляют сборку элементов фрикционного соединения, причем шероховатость придают достаточной для прикрепления металлического покрытия, отличающийся тем, что металлическое покрытие наносят путем напыления твердых частиц цинка и/или алюминия со скоростью, превышающей скорость звука, обеспечивающей формирование металлического покрытия.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что шероховатость контактным поверхностям элементов фрикционного соединения придают пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что шероховатость контактным поверхностям элементов фрикционного соединения придают дробеметным или дробеструйным способом, а затем пескоструйным или сверхзвуковым пескоструйным способом.
