Изношенные коммуникации теплосети стали причиной массовых аварий в Петербурге

1.

Изношенные коммуникации теплосети стали
причиной массовых аварий в Петербурге
Конструктивные решения и рабочие чертежи можно приобрети в СПб ГАСУ по адрес: 190005, 2-я
Красноармейская ул д 4 СПб ГАСУ тел /факс 812) 694-78-10 применения антисейсмических
петлеобразного ( из трубчатых уголков ) температурогасящего, антисейсмического, для аварийных
теплотрасс , на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, с длинными овальными отверстиями, на
протяжных фланцевых соединениях с овальными отверстиями и контролируемым натяжением, выполненных
по изобретениям
проф. дтн (ПГУПС Уздина А. М. инж И.А.Богдановой №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора
сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ
ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» 190005, СПб,, 2-я Красноармейская ул
дом 4 [email protected] 8126947810@ramblerru [email protected] https://t.me/resistance_test
Фигуры Антисейсмическое фланцевое фрикционно подвижное соединение
трубопроводов проф Темнова В Г
Фиг 1
Фиг 2

2.

Фиг 3
Фиг 4
Фиг 5
Фиг 6

3.

Фиг 7
Фиг 8
Р ЕФЕРАТ аннотация Антисейсмическое фланцевое фрикциооно -подвижное
соединение трубопроводов проф Темнова В Г
Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ фрикционно -подвижное СОЕДИНЕНИЕ
(ФФПС) трубопроводов ( Петлеобразный вертикальный компенсатор) для
теплотрасс горячего водоснабжения, содержащее крепежные элементы,
подпружиненные и энергопоглощающие со стороны одного или двух из
фланцев, амортизирующие в виде латунного фрикци -болта, с пропиленным
пазом и забитым медным обожженным клином , с вставленной медной
обожженной втулкой или медной тонкой гильзой , охватывающие крепежные
элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент,
фрикци-болт , выполнен , с целью расширения области использования
соединения в сейсмоопасных районах, фланцы выполнены с помощью
энергопоглощающего латунного фрикци -болта , с забитым с одинаковым
усилием, медным обожженным клином, расположенными во фланцевом
фрикционно-подвижном соединении (ФФПС) , уплотнительными элемент
выполнен в виде свинцовых тонких шайб , установленные между
цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы
подпружинены, также на участке между фланцами, за счет протяжности
соединения по линии нагрузки, а между медным обожженным
энергопоголощающим стопорным клином, установлены тонкие свинцовые
или обожженные медные шайбы, а в латунную шпильку устанавливается
тонкая медная обожженная гильза - втулка .
Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ фрикционно -подвижное СОЕДИНЕНИЕ
(ФФПС) железнодорожного моста, содержащее крепежные элементы,

4.

подпружиненные и энергопоглощающие со стороны одного или двух из
фланцев, амортизирующие в виде латунного фрикци -болта, с пропиленным
пазом и забитым медным обожженным клином , с вставленной медной
обожженной втулкой или медной тонкой гильзой , охватывающие крепежные
элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент,
фрикци-болт , отличающееся тем, что, с целью расширения области
использования соединения в сейсмоопасных районах, фланцы выполнены с
помощью энергопоглощающего латунного фрикци -болта , с забитым с
одинаковым усилием, медным обожженным клином, расположенными во
фланцевом фрикционно-подвижном соединении (ФФПС) , уплотнительными
элемент выполнен в виде медных тонких шайб , установленные между
цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы
подпружинены, также на участке между фланцами, за счет протяжности
соединения по линии нагрузки, а между медным обожженным
энергопоголощающим стопорным клином, установлены тонкие свинцовые
или обожженные медные шайбы, а в латунную шпильку устанавливается
тонкая медная обожженная гильза - втулка .
Петлеобразный вертикальный компенсатор предназначено для защиты
трубопроводов, теплотрасс от возможных температурных, вибрационных ,
сейсмических и взрывных воздействий Конструкция фрикци -болт
выполненный из латунной шпильки с забитым медным обожженным клином
позволяет обеспечить надежный и быстрый погашение сейсмической нагрузки
при землетрясении, вибрационных воздействий от температурных колебаний
(нагрузок) .Конструкция фрикци -болт, состоит их латунной шпильки , с
забитым в пропиленный паз медного клина, которая жестко крепится на
фланцевом фрикционно- подвижном соединении (ФФПС) .
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса ( массы)
теплотрассы , трубопровода и расчетные усилия рассчитываются по СП 16.13330.2011 (
СНиП II -23-81* ) Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04-274-2012
(02250), «Стальные конструкции» Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
Фрикци –болт повышет надежность работы петлевого компенсатора магистральные
трубопровода, теплотрассы за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет протяжных
фрикционных соединений, работающие на растяжением на фрикци- ботах,
установленные в длинные овальных отверстиях, с контролируемым натяжением в
протяжных соедиениях. ( ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП
16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2).
Скрепляя петлеобразный сдвиговой с проскальзыванием компенсатор с теплотрассой ,
трубопроводом в положении при котором нижняя поверхности, контактирующие с поверхностью
болта (сдвиг по овальному отверстию максимальный). После этого гайку затягивают не
тарировочным ключом до заданного усилия, а фиксируют обожженным клином . Увеличение
усилия затяжки гайки (болта) или медного обожженного клина приводит к деформации
петлеобразного компенсатора и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в компенсаторе , что в свою
очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие
корпуса - петлеобразного компенсатора . Величина усилия трения в сопряжении в петлеобазном
компенсаторе для теплотрасс и нефтегазовых трубопроводов, зависит от величины усилия затяжки
гайки (болта) и для каждой конкретной конструкции (компоновки, габаритов, материалов,
шероховатости поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При
воздействии температурных , сейсмических нагрузок превышающих силы трения в сопряжении

5.

петлеобразного вертикального компенсатора , происходит сдвиг "петли" , в пределах длины паза
выполненного в теле петлеобразного вертикально сдвигового компенсатора , без разрушения
теплотрассы, трубопроводов горячего водоснабжения .
Петлеобразный сдвиговой вертикальный компенсатор, содержащая шесть трубчатых уголков и
сопряженный с ним подвижный узел, закрепленный запорным элементом, отличающаяся тем, что в
корпусе петлеобразного компенсатора выполнены овальные отверстие, сопряженное с
трубопроводом, теплотрассой, при этом овальная длинные отверстия, зафиксированы запорным
элементом, выполненным в виде калиброванного болта, проходящего через поперечные отверстия
петлеобразного компенсатора и через паз, выполненный в теле сдвигового , демпфирующего
компенсатора и закрепленный гайкой с заданным усилием, кроме того в компенсаторе , параллельно
центральной оси теплотрассы, трубопроводов , выполнено длинные овальные , одинаковые
отверстия, длина которых, от начальной нагрузки , больше расстояния для сдвига и демпфирования
при температурных или сейсмических нагрузок
Описание изобретения Антисейсмическое
фланцевое фрикционно -подвижное соединение
трубопроводов проф Темнова В Г
Аналоги : Патент Великобритании № 1260143, кл. F 2 G, фиг. 2, 1972, Бергер И. А. и др. Расчет на
прочность деталей машин. М., «Машиностроение», 1966, с. 491. (54) (57) 1.
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов проф Темнова
ВГ

6.

Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты теплотрасс , трубопроводов от
температурных колебаний зимой , что бы не рвались теплотрассы и сейсмических воздействий за
счет использования фрикционное- податливых соединений. Известны фрикционные соединения для
защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например, болтовое фланцевое
соединение , патент RU №1425406, F16 L 23/02.
Соединение содержит металлические пятле или П -образный ( петлей в верх ) демпфирующий
компенсатор разработанный проф Демновы В Г . С увеличением температурной или сейсмической
нагрузки происходит взаимное демпфирование демпфирующих проскальзывающих соедиений
проф А.М.Уздина и
взаимное смещение происходит на теплотрассе с фланцевоми фрикционно подвижного
соединения -температурными компенсаторам (ФПС), при импульсных растягивающих нагрузках
при многокаскадном демпфировании, которые работают упруго со скольжением по овальным
отверстиям .
Недостатками известного решения являются: ограничение демпфирования по направлению
воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при
расчетах из-за разброса по трению. Известно также устройство для фрикционного демпфирования и
антисейсмических воздействий, патент SU 1145204, F 16 L 23/02 Антивибрационное фланцевое
соединение трубопроводов Устройство содержит базовое основание, нескольких сегментов пружин и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Сжатие пружин
создает демпфирование
Таким образом получаем фрикционно -подвижное соединение на пружинах, которые
выдерживает сейсмические и температурные нагрузки но, при возникновении динамических,
импульсных растягивающих нагрузок, взрывных, сейсмических и температурных нагрузок,
превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения,
при этом сохраняет трубопровод без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и дороговизна, из-за
наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей и надежность болтовых
креплений с пружинами
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества
сопрягаемых трущихся поверхностей до одного или нескольких сопряжений в виде фрикци болта , а также повышение точности расчета при использования фрикци- болтовых
демпфирующих податливых креплений для теплотрасс и трубопровода.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что с помощью подвижного фрикци –болта
с пропиленным пазом, в который забит медный обожженный клин, с бронзовой втулкой (гильзой)
и свинцовой шайбой , установленный с возможностью перемещения вдоль оси и с ограничением
перемещения за счет деформации трубопровода под действием запорного элемента в виде
стопорного фрикци-болта с пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в паз медным
обожженным клином.
Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого трения с использованием
латунной втулки или свинцовых шайб) поглотителями сейсмической и взрывной энергии за счет
сухого трения, которые обеспечивают смещение опорных частей фрикционных соединений на
расчетную величину при превышении горизонтальных сейсмических нагрузок от сейсмических
воздействий или величин, определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама
опора при этом начет раскачиваться за счет выхода обожженных медных клиньев, которые
предварительно забиты в пропиленный паз стальной шпильки.
Фрикци-болт, является энергопоглотителем пиковых температурных ускорений (ЭПУ), с помощью
которого, поглощается взрывная, ветровая, сейсмическая, вибрационная энергия. Фрикци-болт
снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки при землетрясении и при взрывной,
ударной воздушной волне. Фрикци –болт повышает надежность работы оборудования, сохраняет
каркас здания, моста, ЛЭП, магистрального трубопровода, за счет уменьшения пиковых ускорений,
за счет использования протяжных фрикционных соединений, работающих на растяжение на
фрикци- болтах, установленных в длинные овальные отверстия с контролируемым натяжением в
протяжных соединениях согласно ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013,
СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубчатых элементов

7.

Цель изобретения расширение области использования соединения в сейсмоопасных районах .
На чертеже показано предлагаемое соединение, общий вид.
Соединение состоит из фланцев и латунного фрикци -болтов , гаек , свинцовой шайб, медных
втулок -гильз
Фланцы выполнены с помощью латунной шпильки с пропиленным пазом куж забивается медный
обожженный клин и снабжен энергопоглощением .
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено
петлеобразное из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на фрикционных
соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в
пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином;
на фиг.2 изображено петлеобразное из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на
фрикционных соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с
забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином латунная
шпилька фрикци-болта с пропиленным пазом
на фиг.3 изображен петлеобразный из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на
фрикционных соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с
забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином фрагмент
о медного обожженного клина забитого в латунную круглую или квадратную латунную шпильку
на фиг. 4 изображено петлеобразное из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на
фрикционных соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с
забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином фрагмент
установки медного обожженного клина в подвижный компенсатор ( на чертеже компенстор на
показан )
фиг 5 изображены элементы демпфирования и скольжения фтула и троса и медная или бронзовая
гильза , для демпфирования при температурных или сейсмических колебаний фрикционных
соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в
пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином, котрый торировочно
забивается с одинаковым усилием в пропитанный антикоррозийными составами трос в пять
обмотанный витков вокруг трубы . что бы исключить вытекание нефти или газа из магистрального
трубопровода, теплотрассы при многокаскадном демпфировании или температурных перепадах
зимой
фиг. 5 изображен сам узел фрикционно -подвижного соединения на фриукци -болту на
фрикционно-подвижных протяжных соедиениях
фиг.6 изображено узел крепления коменастра из трубчатых уголков для демпфирующего
петлеобразования , из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на фрикционных
соединениях с контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в
пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином шаровой кран
соединенный на фрикционно -подвижных соединениях , фрикци-болту с магистральным
трубопроводом на фланцевых соединениях
фиг. изображено длинный пропиленный паз в стальной шпильке и таррировочный медный
стопорный клин для соедиения демпфирующих трубчатых уголков -сегментов для содания
демпфирующей вертикальной ( верх ) петли, для создания петлеобразной, из шести или четырех
трубчатых угловых сегментов, на фрикционных соединениях с контрольным натяжением
стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной шпильки
обожженным медным стопорным клином
Компенсатор проф Темпнова состоит из фрикционо -подвижных демпфирующих соединениях
с фрикци -болтом фрикционно-подвижных соединений
Антисейсмический виброизоляторы выполнены в виде петлеобразных демпфирующих соединений
из шести или четырех трубчатых угловых сегментов, на фрикционных соединениях с
контрольным натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз
стальной шпильки обожженным медным стопорным клиномлатунного фрикци -болта с
пропиленным пазом , куда забивается стопорный обожженный медный, установленных на стержнях
фрикци- болтов Медный обожженный клин может быть также установлен с двух сторон крана
шарового

8.

Болты снабжены амортизирующими шайбами из свинца: расположенными в отверстиях фланцев.
Однако устройство в равной степени работоспособно, если антисейсмическим или
виброизолирующим является медный обожженный клин .
Гашение многокаскадного демпфирования или вибраций, действующих в продольном направлении,
осуществляется смянанием с энергопоглощением забитого медного обожженного клина
Виброизоляция в поперечном направлении обеспечивается медными шайбами , расположенными
между цилиндрическими выступами . При этом промежуток между выступами, должен быть больше
амплитуды колебаний вибрирующего трубчатого элемента, Для обеспечения более надежной
виброизоляции и сейсмозащиты шарового кран с трубопроводом в поперечном направлении,
можно установить медный втулки или гильзы ( на чертеже не показаны), которые служат
амортизирующие дополнительными упругими элементы
Упругими элементами , одновременно повышают герметичность соединения, может служить
стальной трос ( на чертеже не показан) .
Устройство работает следующим образом.
В пропиленный паз латунно шпильки, плотно забивается медный обожженный клин , который
является амортизирующим элементом при многокаскадном демпфировании .
Латунная шпилька с пропиленным пазом , располагается во фланцевом соединении , выполненные
из латунной шпильки с забиты с одинаковым усилием медный обожженный клин , например
латунная шпилька , по названием фрикци-болт . Одновременно с уплотнением соединения оно
выполняет роль упругого элемента, воспринимающего вибрационные и сейсмические нагрузки.
Между выступами устанавливаются также дополнительные упругие свинцовые шайбы ,
повышающие надежность виброизоляции и герметичность соединения в условиях повышенных
вибронагрузок и сейсмонагрузки и давлений рабочей среды.
Затем монтируются подбиваются медный обожженные клинья с одинаковым усилием , после чего
производится стягивание соединения гайками с контролируемым натяжением .
В процессе стягивания фланцы сдвигаются и сжимают медный обожженный клин на строго
определенную величину, обеспечивающую рабочее состояние медного обожженного клина .
свинцовые шайбы применяются с одинаковой жесткостью с двух сторон .
Материалы медного обожженного клина и медных обожженных втулок выбираются исходя из
условия, чтобы их жесткость соответствовала расчетной, обеспечивающей надежную
сейсмомозащиту и виброизоляцию и герметичность фланцевого соединения трубопровода и
шаровых кранов.
Наличие дополнительных упругих свинцовых шайб ( на чертеже не показаны) повышает
герметичность соединения и надежность его работы в тяжелых условиях вибронагрузок при
многокаскадном демпфировании
Жесткость сейсмозащиты и виброизоляторов в виде латунного фрикци -болта определяется исходя
из, частоты вынужденных колебаний вибрирующего и температуро -изолирующих трубчатого
элемента с учетом частоты собственных колебаний всего соединения по следующей формуле:
Виброизоляция и сейсмоизоляция обеспечивается при условии, если коэффициент динамичности
фрикци -болта будет меньше единицы
Формула Антисейсмическое фланцевое фрикциооно подвижное соединение трубопроводов проф Темнова В Г

9.

Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ фрикционно -подвижное СОЕДИНЕНИЕ
ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее крепежные элементы, подпружиненные и
энергопоглощающие со стороны одного из фланцев, амортизирующие в виде
латунного фрикци -болта с пропиленным пазом и забитым медным обожженным
клином с медной обожженной втулкой или гильзой , охватывающие крепежные
элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент, фрикциболт , отличающееся тем, что, с целью расширения области использования
соединения, фланцы выполнены без тонировочного ключа регулирующее везде
одинаковое натяжение гайки , а с помощью энергопоглощающего фрикци -болта ,
с забитым с одинаковым усилием медным обожженным клином расположенными во
фланцевом фрикционно-подвижном соединении (ФФПС) , уплотнительными
элемент выполнен в виде свинцовых тонких шайб , установленного между
цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы подпружинены также
на участке между фланцами, за счет протяжности соединения по линии нагрузки, а
между медным обожженным энергопоголощающим клином, установлены тонкие
свинцовые или обожженные медные шайбы, а в латунную или стальной шпильку
устанавливается тонкая медная обожженная гильза или медная или тросовая втулка .
1. Компенсатор для теплотрасс на фланцевого протяжного с демпфирующим
элементами в местах растянутых элементов моста с упругими демпферами
сухого трения, демпфирующего компенсатора на фланцевых соединениех
растянутых элементов с упругими демпферами сухого трения на фрикционноподвижных болтовых соединениях, с одинаковой жесткостью с
демпфирующий элементов при многокаскадном демпфировании, для гашения
температурных , сейсмических колебаний , для поглощение температурной ,
сейсмической, вибрационной, энергии, в горизонтальной и вертикальной
плоскости по лини нагрузки фланцевого протяжного температурного
демпфирующего компенсатора , в местах растянутых элементов теплотрассы с
большими перемещениями и приспособляемостью , при этом упругие
демпфирующие компенсаторы , выполнено в виде сдвигового элемента , с встроено
медной гильзой и обмотки в виде тросовой или медной с пропилом гильзы для
демпфирования фланцевого соединение растянутыми элементами
2. Компенсатор с упругими демпферами сухого трения, на фланцевых
соединениях , а протяжного , в местах растянутых элементов трубопровода
теплотрассы в критических узлах теплотрассы, повышенной надежности с
улучшенными демпфирующими свойствами, содержащая , сопряженный с ним
подвижный узел с фланцевыми фрикционно-подвижными соединениями и упругой
втулкой (гильзой), закрепленные запорными элементами в виде протяжного
соединения контактирующих поверхности детали и накладок выполнены из
пружинистого троса -гильзы, между овальных отверстиях , контактирующими
поверхностями, с разных сторон, отличающийся тем, что с целью повышения
надежности фланцевого протяжного температурного демпфирующего
компенсатора для теплотрассы в местах растянутых элементов ,
Демпфирующее термически , из-за перепадов теплой нагрузки на теплотрасс,
сейсмоизоляции с демпфирующим эффектом в овальных отверстиях, с сухим
трением, соединенные между собой с помощью фрикционно-подвижных соединений с
контрольным натяжением фрикци-болтов с тросовой пружинистой тросовой в
оплетке втулкой (гильзы, латунной, медной, бронзовой) , расположенных в длинных

10.

овальных отверстиях , с помощью фрикци-болтами, с медным упругоплатичном,
пружинистым многослойным, склеенным клином и тросовой пружинистой втулкой
–гильзой , расположенной в коротком овальном отверстии верха и низа
компенсатора для трубопроводов теплотрассы
3. Способ для теплотрасс с упругими демпферами сухого трения, для
обеспечения несущей способности железнодорожного моста на фрикционно подвижного соединения с высокопрочными фрикци-болтами с тросовой втулкой
(гильзой), включающий, контактирующие поверхности которых предварительно
обработанные, соединенные на высокопрочным фрикци- болтом и гайкой при
проектном значении усилия натяжения болта, устанавливают на элемент
фланцевого протяжного температурного демпфирующего компенсатора для в
местах растянутых элементов трубопровода теплотрассы, для поглощения
усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку, до момента ее
сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной величиной
показателя сравнения, далее, в зависимости от величины отклонения,
осуществляют коррекцию технологии монтажа термической, тепловой,
сейсмоизолирующей защиты теплотрассы , отличающийся тем, что в качестве
показателя сравнения используют проектное значение усилия натяжения
высокопрочного фрикци- болта с медным обожженным клином, забитым в
пропиленный паз латунной шпильки с втулкой –гильзы –тросовой
амортизирующей, из стального троса в оплетке -гильзы , а определение усилия
сдвига на образце-свидетеле осуществляют устройством, содержащим
неподвижную и сдвигаемого компенсатора трубопровода, узел сжатия и узел
сдвига, выполненный в виде овального отверстия, с возможностью соединения его с
неподвижной частью трубопровода теплотрассы
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отношении усилия сдвига рычага к
проектному усилию натяжения высокопрочного фрикци-болта с втулкой и
тонкого стального троса в оплетке, диапазоне 0,54-0,60 корректировку технологии
монтажа от температурных колебаний зимой или сейсмоизолирующих ,
антисейсмического, антивибрационных демпферов компенсатора , не
производят, при отношении в диапазоне 0,50-0,53, при монтаже компенсатора не
увеличивать натяжение болта, а при отношении менее 0,50, кроме увеличения
усилия натяжения, дополнительно проводят обработку контактирующих
поверхностей фланцевого соединение, растянутых фланцевых протяжных
температурных демпфирующих компенсаторов для теплотрасс, в местах
растянутых элементов, для компенсаторов на теплотрассах, с использованием
обмазки трущихся поверхностей компенсатора теплотрассы цинконаполненной
грунтовокой ЦВЭС , которая используется при строительстве мостов
https://vmp-anticor.ru/publishing/265/2394/ http://docs.cntd.ru/document/1200093425.

11.

Дата поСТУПЛЕНИЯ
оригиналов документов заявки
(21) РЕГИСТРАЦИОННЫЙ №
ВХОДЯЩИЙ №
(85) ДАТА ПЕРЕВОДА международной заявки на национальную фазу
АДРЕС ДЛЯ ПЕРЕПИСКИ
(86)
(полный почтовый адрес, имя или
наименование адресата)
197371, Санкт-Петербург, пр Королева
международной подачи, установленные получающим
30 корп 1 кв 135 [email protected]
ведомством)
(921) 962-67-78, (981) 886-57-42, (981)
276-49-92 , (911) 175-84-65 Телефон:
(87)
Факс: E-mail: [email protected]
(номер и дата международной публикации международной
заявки)
Телефон: (812) 694-78-10 Факс:
Email: [email protected]
(регистрационный номер международной заявки и дата
В Федеральную службу по интеллектуальной собственности,
патентам и товарным знакам Бережковская наб., 30,
корп.1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995
Изобретение: «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно -подвижное соединение трубопроводов проф Темнова В Г» F 16L
(54) НАЗВАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
23/00 Е04Н9/02
(71) ЗАЯВИТЕЛЬ (Указывается полное имя или наименование (согласно учредительному документу),
место жительство или место нахождения, включая официальное наименование страны и полный
почтовый адрес)
Ветеран боевых действий ( удостоверение БД
№ 404894 , выданное 26 июля 2021 года
Минстроем ЖКХ РФ ) , инвалид первой
группы , военный пенсионер , 72 года)
Коваленко Александр Иванович - освобожден
от уплаты патентной пошлины , как ветеран
боевых действий на Северном Кавказе 19941995 гг
(74) ПРЕДСТАВИТЕЛЬ(И) ЗАЯВИТЕЛЯ
ОГРН
КОД страны по стандарту
ВОИС ST. 3
(если он установлен)
Является
Указанное(ые) ниже лицо(а) назначено(назначены) заявителем(заявителями) для ведения дел по получению
патента от его(их) имени в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным
знакам
Патентным(и) поверенным(и)
Иным представителем
Телефон: 694-78-10
Фамилия, имя, отчество (если оно имеется)
Факс: (812) 694-78-10
Указанное лицо является
Второй адрес не основной : Адрес патентного поверенного (эксперта) 197371, СПб пр
государственным
заказчиком
муниципальным
заказчиком,
Королева
дом 30 корп
1 кв 135 Е.И.Коваленко
[email protected]
исполнитель
работ____________________________________________________________
[email protected] (911) 175-84-65 т/ф (812) 694-78-10
( указать наименование)
Срок представительства
(заполняется в случае назначения иного представителя без представления доверенности)
исполнителем работ по
государственному
муниципальному контракту,
заказчик работ ______________________________________________________________
Бланк заявления ПМ
лист 1
( указать наименование)
Контракт от _________________________ №
_________________________________________
E-mail: [email protected]
Регистрационный (е)
номер (а) патентного(ых)
поверенного(ых)

12.

Полный почтовый адрес места жительства,
включающий официальное наименование
страны и ее код по стандарту ВОИС ST. 3
(72) Автор (указывается полное имя)
Коваленко Александр Иванович
Второй адрес не основной :
197371, СПб , а/я газета «Земля
РОССИИ» [email protected]
(911) 175-84-65, тел / факс (812) 694-78-10
[email protected]
Прошу освободить ветеран боевых действий от уплаты патентной пошлины Коваленко Александра Ивановича ,
«Антисейсмическое фланцевое
соединение трубопроводов проф Темнова В Г» F 16L 23/00
Е04Н9/02
инвалида 1 группы по общим заболеванием (онкобольной 4-й степени)
фрикционно -подвижное
________________________________________________________________________________________
(полное имя)
прошу не упоминать меня как автора при публикации сведений
Подпись автора
о заявке
о выдаче патента.
Кол-во л. в 1 экз.
Кол-во экз.
описание полезной модели
4
1
формула полезной модели
2
1
Нет
нет
2
1
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИЛАГАЕМЫХ ДОКУМЕНТОВ:
чертеж(и) и иные материалы ( прилагаются ссылки из социальной
сети ) 2 стр для информации
реферат
Освобожден
документ об уплате патентной пошлины
(указать) Ходатайство прикладывается об
освобождении от уплаты патентной
пошлинывтенра Коваленко А И
документ, подтверждающий наличие оснований
для освобождения от уплаты патентной пошлины
для уменьшения размера патентной
пошлины
для отсрочки уплаты патентной пошлины
копия первой заявки
(при испрашивании конвенционного приоритета)
перевод заявки на русский язык
доверенность
Освобожде
н

13.

другой документ (указать)
Фигуры чертежей, предлагаемые для публикации с рефератом ______________________________________________
(указать)
ЗАЯВЛЕНИЕ НА ПРИОРИТЕТ (Заполняется только при испрашивании приоритета более раннего, чем дата
подачи заявки)
Прошу установить приоритет полезной модели по дате старой дате «Способ испытания математических моделей зданий и сооружений и
устройство для его осуществления»
1
подачи первой заявки в государстве-участнике Парижской конвенции по охране промышленной собственности
(п.1 ст.1382 Гражданского кодекса Российской Федерации) (далее - Кодекс)
2
поступления дополнительных материалов к более ранней заявке (п.2 ст. 1381 Кодекса)
3
подачи более ранней заявки (п.3 ст.1381 Кодекса)
(более ранняя заявка считается отозванной на дату подачи настоящей заявки)
4
подачи/приоритета первоначальной заявки (п. 4 ст. 1381 Кодекса), из которой выделена настоящая заявка
№ первой (более ранней, первоначальной)
заявки «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно -подвижное соединение
трубопроводов проф Темнова В Г»
23/00 Е04Н9/02
F 16L
Дата
испрашиваемого
приоритета
08.11.2023
(33) Код страны
подачи
по стандарту
ВОИС ST. 3
(при испрашивании конвенционного
1.
2.
3.
ХОДАТАЙСТВО ЗАЯВИТЕЛЯ: Прикладывается об освобождении от
государственной пошлины, как ветеран боевых действий
начать рассмотрение международной заявки ранее установленного срока (п.1 ст. 1396 Кодекса)
Бланк заявления ПМ
лист 2
приоритета)

14.

Подпись
( «Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов проф
Темнова В Г» F 16L 23/00 Е04Н9/02 Коваленко А И
Подпись заявителя или патентного поверенного, или иного представителя заявителя, дата подписи (при подписании от
имени юридического лица подпись руководителя или иного уполномоченного на это лица удостоверяется печатью)
Бланк заявления ПМ
лист 3
Оплата услуг ФИПС per заявки на выд патента РФ на
Дата отправки 16.06.23
полезную модель и принятия решения по результатам
формальной экспертизы госпошлина на плезн. модель
"Опора сейсмоизолирующая "гармошка" Е04Н9/02
ХОДАТАЙСТВО Об освобождении от уплаты патентной пошлины как ветеран
2500.000 Заявка № 2018129421/20(047400) от
боевых
действий
29.08.2018<неиДве
тысячи 500
руб Опора , согласно ст 13 Положение о пошлинах
сейсмоизолирующая "гармошка" Зам зав отд. ФИПС
Почт. адр. 197371, СПб,
прю240-34-76
Королева дом 30 к 1 кв 135 тел факс (812) 694-78-10
Е.П.Мурзина
(499)
Богданова Ирина Александровна и др
Коваленко Александр
Иванович
Представитель:
Коваленко
Елена Ивановна адрес: 197371, Санкт-Петерубург, 197371, СПб, пр. Королева дом 30 к 1 кв 135 или
а/я
«Газета
Земля
России»
Уздин Александр Михайлович
Егорова Ольга Александровна
ИНОЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ
(полное имя, местонахождение)
Елисеев
Владик Кирилловна
Второй
адрес
для переписки:
197371,
Санкт-Петербург, а/я
газета3780709
«Земля РОССИИ» + 7 (911) 175-84-65, (921) 962-67-78, (812) 694-78-10
Елисеева
Яна
Кирилловна
Телефон:
моб:
89117626150
Телекс:
моб: 89218718396
Факс:
Коваленко Елена Ивановна
Мажиев
Хасан Нажоевич
Руководителю
ФИПС г Москва 125993, Бережковская наб , 30 корп 1 ГСП -3 и гл специалисту отдела формальной
экспертизы заявок на изобртения ФИПС Е.С.Нефедова тел 8 (495) 531-65-63 ,
факс: (8-495) 531-63-18, тел
(8-499) 240-60-15
Заявитель физические лица
ЗАЯВЛЕНИЕ О освобождении от патентной пошлины согласно пункта 13 Положение о пошлине в РФ
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное
трубопроводов проф Темнова В Г» F 16L 23/00 Е04Н9/02
О выдачи патента РФ на изобретение:
соединение
Согласно п 13 Положения о пошлинах от уплаты пошлины Федеральный институт промышленной собственности ФМПС освобождается автор полезной модели
являющийся ветераном боевых действий испрашиваемый патент
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_82755/df190ef722d41661ade3e070a259dad5aa252656/
От уплаты пошлин, указанных в пункте 12 настоящего Положения, освобождается: физическое лицо, указанное в пункте 12 , настоящего
Положения, являющееся ветераном Великой Отечественной войны,ветераном боевых действий на территории СССР, на территории Российской Федерации и на
территориях других государств (далее -ветераны боевых действий); коллектив авторов, испрашивающихпатент на свое имя, или патентообладателей, каждый из
которыхявляется ветераном Великой Отечественной войны, ветераном
««Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное
соединение трубопроводов проф Темнова В Г»
F 16L 23/00 Е04Н9/02 , Заявление Прошу
предоставить мне льготы и освобождении от патентной пошлины согласно указанных в пункт
12 настоящего Положения, освобождается: физическое лицо, указанное в пункте 12 и пункта 1
статья 296 Налогового кодекса РФ о выдачи патента на изобретение ветеран боевых действий
на Северном Кавказе 1994-1995 гг

15.

Приложение(я) к заявлению:
документ об уплате пошлины Освобожден Ветеран боевых действий -письмо прилагается
Кол- во
1
экз.
Кол-во
1
стр.
1
1
листы для продолжения
заменяющие листы Заявления о выдаче патента
Ходатайство (указать):
(«Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение
трубопроводов проф Темнова В Г» F 16L 23/00 Е04Н9/02 )
Подпись изобретателя
Печать Дата 03.08.2023

16.

ФИПС Роспатент «Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение
трубопроводов проф Темнова В Г»
F 16L 23/00 Е04Н9/02 12 января 2024
Автор изобретений ветеран боевых действий, инвалид первой группы , ученик проф дтн
ПГУПС А.М.Уздина аспирант в 72 гола Александр Иванович Коваленко 12 января 2024
Заявка на изобретении: « Антисейсмическое фланцевое
фрикционно -подвижное соединение для трубопроводов" RU
№ 2018105803/20(008844) F16L 23/0015.02.2018 (812)6947810
РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU 2018195803
(11) 20
2018 105 803
ФЕДЕРАЛЬНАЯ
СЛУЖБА
(13)
ПО
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
Конструктивные решения и рабочие чертежи можно приобрети в СПб ГАСУ по адрес: 190005, 2-я
Красноармейская ул д СПб ГАСУ тел /факс 812) 694-78-10 применения антисейсмических
петлеобразного ( из трубчатых уголков ) температурогасящего, антисейсмического, для аварийных
теплотрасс , на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, с длинными овальными отверстиями, на
протяжных фланцевых соединениях с овальными отверстиями и контролируемым натяжением,
выполненных по изобретениям проф. дтн (ПГУПС Уздина А. М. инж И.А.Богдановой №№ 1143895,
1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И
СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ
ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ» 190005, СПб,, 2-я Красноармейская ул дом 4 [email protected]
8126947810@ramblerru [email protected] https://t.me/resistance_test
(12) ДЕЛОПРОИЗВОДСТВО ПО ЗАЯВКЕ НА
ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ изобретатель Богданова Ирина
Александровна (812) 694-78-10
(921) 944-67-10
Состояние делопроизводства: Формальная экспертиза (по
(21)(22) Заявка: 2018105803, 15.02.2018
(30) Конвенционный приоритет: RU
Антисейсмическое фланцевое
фрикционно -подвижное соединение
для трубопроводов (008844) 15.02.2018
Авт
при
исп
пер
А.М
изо
со
15
До
ГД
Ми
Сл
от
тр
Тем
те
694
mir
523
Ив

17.

https://t.me/resistance_test т/ф (812) 694-78-10, (921) 962-67-78, (911) 175-84-65, [email protected]
[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
[email protected]

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

Демпфирующие косые термостойкие вибростойкие компенсаторы
на фрикционно- подвижных болтовых соединениях, со скошенными
торцами, согласно изобретения №№ 2423820, 887743, для восприятия
термических усилий, за счет трения, при растягивающих нагрузках в
крепежных элементах с овальными отверстиями, по линии нагрузки (
изобретения №№ 1143895, 1168755, 1174616 ,165076, 2010136746,
выполненных по изобретению проф дтн ПГУПС А.М.Уздина №
2010136746 "СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ
ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ
СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И
СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ", №№ 1143895, 1168755,1174616, заявка
на изобртение № а20210217 от 15 июля 2021 "фланцевое соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами",
Минск [email protected] disk.yandex.ru/d/UbjzM3qGyO_Ang ; pptonline.org/992340
Тезисы доклада на НТС Минэнерго России - научное сообщение
редактора газеты "Земля РОССИИ" Данилика Павел Викторовича и
Быченка Владимир Сергеевича от организации "Сейсмофонд" при СПб
ГАСУ ОГРН 1022000000824 ИНН 2014000780 [email protected] на
заседании НТС Министерства энергетики РФ в присутствии
Министра энергетики Шульгина Николай Григорьевича и Минстроя
ЖКХ РФ в присутствии Министра Файзуллина Ирек Энваровича , и
в Жилищном комитета СПб и Ленинградской области по адресу; пл.
Островского , д 11 ( для Петухова А.И. 576-04-13, Ивановой С.М. 57604-25 [email protected] и по адресe Админитсрации Ленингрдской
области,
191311,
СПб
ул.Смольного
д.3,
тел
539-41-08
В.Хабаровой [email protected] disk.yandex.ru/d/MTNAChOxLSrkNw
ppt-online.org/992260 ;
Формула изобретения Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
F0416L
1. Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
с упругими демпферами сухого трения, демпфирующего компенсатора
для магиастрального трубопровода , содержащая: фланцевое соединение
растянутых элементов трубопровода с упругими демпферами сухого
трения на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, с
одинаковой жесткостью с демпфирующий элементов при

39.

многокаскадном демпфировании, для сейсмоизоляции трубопровода и
поглощение сейсмической энергии, в горизонтальной и вертикальной
плоскости по лини нагрузки, при этом упругие демпфирующие
компенсаторы , выполнено в виде фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами
2. Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
с упругими демпферами сухого трения , повышенной надежности с
улучшенными демпфирующими свойствами, содержащая , сопряженный с
ним подвижный узел с фланцевыми фрикционно-подвижными соединениями и
упругой втулкой (гильзой), закрепленные запорными элементами в виде
протяжного соединения контактирующих поверхности детали и накладок
выполнены из пружинистого троса между контактирующими
поверхностями, с разных сторон, отличающийся тем, что с целью
повышения надежности демпфирующее сейсмоизоляции, с демпфирующим
эффектом с сухим трением, соединенные между собой с помощью
фрикционно-подвижных соединений с контрольным натяжением фрикциболтов с тросовой пружинистой втулкой (гильзы) , расположенных в
длинных овальных отверстиях , с помощью фрикци-болтами с медным
упругоплатичном, пружинистым многослойным, склеенным клином или
тросовым пружинистым зажимом , расположенной в коротком овальном
отверстии верха и низа компенсатора для трубопроводов
3. Способ Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
с упругими демпферами сухого трения, для обеспечения несущей
способности трубопровода на фрикционно -подвижного соединения с
высокопрочными фрикци-болтами с тросовой втулкой (гильзой),
включающий, контактирующие поверхности которых предварительно
обработанные, соединенные на высокопрочным фрикци- болтом и гайкой
при проектном значении усилия натяжения болта, устанавливают на
элемент сейсмоизолирующей опоры ( демпфирующей), для определения
усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента
ее сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной
величиной показателя сравнения, далее, в зависимости от величины
отклонения, осуществляют коррекцию технологии монтажа
сейсмоизолирующей опоры, отличающийся тем, что в качестве
показателя сравнения используют проектное значение усилия натяжения
высокопрочного фрикци- болта с медным обожженным клином забитым в
пропиленный паз латунной шпильки с втулкой -гильзы из стального
тонкого троса , а определение усилия сдвига на образце-свидетеле
осуществляют устройством, содержащим неподвижную и сдвигаемую
детали, узел сжатия и узел сдвига, выполненный в виде рычага,
установленного на валу с возможностью соединения его с неподвижной

40.

частью устройства и имеющего отверстие под нагрузочный болт, а между
выступом рычага и тестовой накладкой помещают
самоустанавливающийся сухарик, выполненный из закаленного материала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отношении усилия сдвига к
проектному усилию натяжения высокопрочного фрикци-болта с втулкой и
тонкого стального троса в оплетке, диапазоне 0,54-0,60 корректировку
технологии монтажа сейсмоизолирующег антисейсмического и
антивибрационного демпфирующего компенсатора , не производят, при
отношении в диапазоне 0,50-0,53 при монтаже увеличивают натяжение
болта, а при отношении менее 0,50, кроме увеличения усилия натяжения,
дополнительно проводят обработку контактирующих поверхностей
фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода с
использованием цинконаполненной грунтовокой ЦВЭС , которая
используется при строительстве мостов https://vmpanticor.ru/publishing/265/2394/ http://docs.cntd.ru/document/1200093425.
Р Е Ф Е Р А Т изобретения на полезную модель Компенсатор тов.
Сталина для трубопроводов
МПК F16L 23/00
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода с
упругими демпферами сухого трения предназначена для
сейсмозащиты , виброзащиты трубопроводов , оборудования,
сооружений, объектов, зданий от сейсмических, взрывных,
вибрационных, неравномерных воздействий за счет использования
спиралевидной сейсмоизолирующей опоры с упругими демпферами
сухого трения и упругой гофры, многослойной втулки (гильзы) из
упругого троса в полимерной из без полимерной оплетке и
протяжных фланцевых фрикционно- податливых соединений
отличающаяся тем, что с целью повышения сеймоизолирующих
свойств спиральной демпфирующей опоры или корпус опоры выполнен
сборным с трубчатым сечением в виде раздвижного демпфирующего
«стакан» и состоит из нижней целевой части и сборной верхней части
подвижной в вертикальном направлении с демпфирующим эффектом,
соединенные между собой с помощью фрикционно-подвижных
соединений и контактирующими поверхностями с контрольным
натяжением фрикци-болтов с упругой тросовой втулкой (гильзой) ,
расположенных в длинных овальных отверстиях, при этом пластинылапы верхнего и нижнего корпуса расположены на упругой
перекрестной гофры (демпфирующих ножках) и крепятся фрикциболтами с многослойным из склеенных пружинистых медных пластин

41.

клином, расположенной в коротком овальном отверстии верха и низа
корпуса опоры. https://findpatent.ru/patent/241/2413820.html
Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов с фланцевыми соединениями
растянутых элементов трубопровода с упругими демпферами сухого
трения , содержащая трубообразный спиралевидный корпус-опору в
виде перевернутого «стакан» заполненного тощим фиробетоно и
сопряженный с ним подвижный узел из контактирующих
поверхностях между которыми проложен демпфирующий трос в
пластмассой оплетке с фланцевыми фрикционно-подвижными
соединениями с закрепленными запорными элементами в виде
протяжного соединения.
Кроме того в трубопроводе , параллельно центральной оси, выполнено
восемь симметричных или более открытых пазов с длинными
овальными отверстиями, расстояние от узла крепления трубопровода
, больше расстояния до нижней точки паза фланцевого крепления.
Увеличение усилия затяжки фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода, фрикци-болта приводит к уменьшению
зазора <Z> корпуса, увеличению сил трения в сопряжении составных
частей корпуса спиралевидной опоры и к увеличению усилия сдвига при
внешнем воздействии.
Податливые демпферы фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода с упругими демпферами сухого трения,
представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую
стабильный коэффициент трения по свинцовому листу в нижней и
верхней части виброизолирующих, сейсмоизолирующих поясов,
вставкой со свинцовой шайбой и латунной гильзой для создания
протяжного соединяя.
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками в
спиральной фланцевом соединение растянутых элементов
трубопровода Фрикционно демпфирующий компенсатор для
трубопроводов, с упругими демпферами сухого трения, с вбитыми в
паз шпилек обожженными медными клиньями, натягиваемыми
динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие.
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного
веса ( массы) оборудования, сооружения, здания, моста и расчетные
усилия рассчитываются по СП 16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* )
Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04-274-2012
(02250), «Стальные конструкции» Правила расчет, Минск, 2013. п.
10.3.2

42.

Сама составное стыковое соединение фланцевого стыка растянутых
элементов трубопровода с упругими демпферами , выполнено в виде
, трубной петли по винту их шести трубчатых уголков на фланцевых,
фрикционно – подвижных соединениях с фрикци-болтами .
Фрикционно демпфирующий компенсатор для трубопроводов
фланцевого соединения растянутых элементов трубопровода а
изготовлено из фрикци-болтах, с тросовой втулкой (гильзой) - это
вибропоглотитель пиковых ускорений (ВПУ) с помощью которого
поглощается вибрационная, взрывная, ветровая, сейсмическая,
вибрационная энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные
растягивающие нагрузки при землетрясениях и взрывной нагрузки от
ударной воздушной волны. Фрикци–болт повышает надежность
работы вентиляционного оборудования, сохраняет каркас здания,
мосты, ЛЭП, магистральные трубопроводы за счет уменьшения
пиковых ускорений, за счет протяжных фрикционных соединений,
работающих на растяжение. ( ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2
стр. 74 , Минск, 2013, СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2).
Упругая втулка (гильза) фрикци-болта использующая для фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода , закрепленного
фрикци -болтом обмотанного стальным тросом в пластмассовой
оплетке или без пластмассовой оплетки, пружинит за счет трения
между тросами, поглощает при этом вибрационные, взрывной,
сейсмической нагрузки , что исключает разрушения
сейсмоизолирующего основания , опор под агрегатов, мостов ,
разрушении теплотрасс горячего водоснабжения от тяжелого
автотранспорта и вибрации от ж/д .
Надежность friction-bolt на виброизолирующих опорах достигается
путем обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических
нагрузках, преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках
на здание, сооружение, оборудование,труопровоы, которое
устанавливается на спиральных сейсмоизолирующих опорах, с
упругими демпферами сухого трения, на фланцевых фрикционноподвижных соединениях (ФФПС) по изобретению "Опора
сейсмостойкая" № 165076 E 04 9/02 , опубликовано: 10.10.2016 № 28 от
22.01.2016 ФИПС (Роспатент) Авт. Андреев. Б.А. Коваленко А.И, RU
2413098 F 16 B 31/02 "Способ для обеспечения несущей способности
металлоконструкций с высокопрочными болтами"

43.

В основе Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
, с упругими демпферами сухого трения, на фрикционных фланцевых
соединениях, на фрикци-болтах (поглотители энергии) лежит
принцип который называется "рассеивание", "поглощение"
вибрационной, сейсмической, взрывной, энергии.
Использования Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов на основе
фланцевых фрикционно - подвижных соединений (ФФПС), для
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода с
упругими демпферами сухого трения, на фрикционно –болтовых и
протяжных соединениях с демпфирующими узлами крепления (ДУК с
тросовым зажимом-фрикци-болтом ), имеет пару структурных
элементов, соединяющих эти структурные элементы со
скольжением, разной шероховатостью поверхностей в виде
демпфирующих тросов или упругой гофры ( обладающие
значительными фрикционными характеристиками, с многокаскадным
рассеиванием сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Совместное скольжение включает зажимные средства на основе
friktion-bolt ( аналог американского Hollo Bolt ), заставляющие
указанные поверхности, проскальзывать, при применении силы !!!.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении, происходит
перемещение (скольжение) фрагментов фланцевых фрикционноподвижных соединений ( ФФПС) фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода на Фрикционно демпфирующий
компенсаторах для трубопроводов с упругими демпферами сухого
трения, скользящих и демпфирующих закрепленных на спиральной
тоже демпфирующей опоры , по продольным длинным овальным
отверстиям .
Происходит поглощение энергии, за счет трения частей корпуса опоры
при сейсмической, ветровой, взрывной нагрузки, что позволяет
перемещаться и раскачиваться спирально-демпфирующей и
пружинистого фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода на расчетное допустимое перемещение, до 1-2 см или
более согласно овального отверстия во фланце !!! ( по расчету на сдвиг
в SCAD Office , и фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода , рассчитана на одно, два землетрясения или на одну
взрывную нагрузку от ударной взрывной волны.

44.

После длительной вибрационной, взрывной, сейсмической нагрузки, на
фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода с
упругими демпферами сухого трения, необходимо заменить, смятые
троса ,вынуть из контактирующих поверхностей, вставить опять в
новые втулки (гильзы) , забить в паз латунной шпильки
демпфирующего узла крепления, новые упругопластичный стопорные
обожженные медный многослойный клин (клинья), с помощью
домкрата поднять и выровнять фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода трубопровод и затянуть новые фланцевые
фрикци- болтовые соединения, с контрольным натяжением, на
начальное положение конструкции с фрикционными соединениями,
восстановить протяжного соединения на фланцевое соединение
растянутых элементов трубопровода , для дальнейшей эксплуатации
после взрыва, аварии, землетрясения для надежной сейсмозащиты,
виброизоляции от многокаскадного демпфирования фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода с упругими
демпферами сухого трения и усилить основания под трубопровод,
теплотрассу, агрегаты, оборудования, задний и сооружений
Заявление в Государственный комитет по науке и технологиям
Республики Беларусь Национальный центр интеллектуальной
собственности 220034 г Минск ул Козлова 20 (017) 285-26-05
[email protected]
Для ведущего специалиста центра экспертизы промышленной собственности Н.М.Бортнику от 18
ноября 2021
Авторы изобретения Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Мажиев Хасан Нажоеевич , Уздин Александр Михайлович и др
Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 1 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов

45.

Фиг 2 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 3 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 4 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 5 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фрикционно демпфирующий компенсатор для трубопроводов
Фиг 6 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 7 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов

46.

Фиг 8 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 9 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 10 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 11 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 12 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов

47.

Фиг 13 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Фиг 14 Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
Приложение к изобретению Компенсатор тов. Сталина для трубопроводов
ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ 2413820
РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
(13)
ПАТЕНТАМ И
ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
2 413 820
C1
(51) МПК
E04B 1/58 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 02.07.2021)
Пошлина: Возможность восстановления: нет.
(21)(22) Заявка: 2009139553/03,
26.10.2009
(24) Дата начала отсчета срока
действия патента:
26.10.2009
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи
заявки: 26.10.2009
(45)
Опубликовано: 10.03.2011 Б
(72) Автор(ы):
Марутян Александр
Суренович (RU),
Першин Иван
Митрофанович
(RU),
Павленко Юрий
Ильич (RU)
(73)
Патентообладатель(и
):
Марутян Александр

48.

юл. № 7
Суренович (RU)
(56) Список документов,
цитированных в отчете о
поиске: КУЗНЕЦОВ В.В.
Металлические
конструкции. В 3 т. Стальные конструкции
зданий и сооружений
(Справочник
проектировщика). - М.:
АСВ, 1998, т.2. с.157,
рис.7.6. б). SU 68853 A1,
31.07.1947. SU 1534152 A1,
07.01.1990.
Адрес для переписки:
357212, Ставропольский
край, г. Минеральные
Воды, ул. Советская, 90,
кв.4, Ю.И. Павленко
(54) ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области строительства, в частности к фланцевому соединению
растянутых элементов замкнутого профиля. Технический результат заключается в уменьшении
массы конструкционного материала. Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого
профиля включает концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между
фланцами. Фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых
элементов. Листовую прокладку составляют парные опорные столики. Столики жестко
скреплены с фланцами и в собранном соединении взаимно уперты друг в друга. 7 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а именно к фланцевым соединениям растянутых элементов замкнутого профиля, и может б ыть использовано
в монтажных стыках поясов решетчатых конструкций.
Известно стыковое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы стержневых элементов с фланцами, дополнительные ребра и стяжные болты,
установленные по периметру замкнутого профиля попарно симметрично относительно ребер (Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Общая часть. (Справочник
проектировщика) / Под общ. ред. В.В.Кузнецова. - М.: Изд-во АСВ, 1998. - С.188, рис.3.10, б).
Недостаток соединения состоит в больших габаритах фланца и значительном числе соединительных деталей, что увеличивает расход материала и трудоемкость
конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является монтажное стыковое соединение нижнего (растянутого) пояса ферм из гнутосварных зам кнутых профилей,
включающее концы стержневых элементов с фланцами, дополнительные ребра, стяжные болты и листовую прокладку между ф ланцами для прикрепления стержней решетки
фермы и связей между фермами (1. Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред. Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - С.295, рис.9.27; 2.
Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкций: Учебник для вузов / Под ред. В.В.Горева. - М.: Высшая школа, 2001. - С.462, рис.7.28, в).
Недостаток соединения, как и в предыдущем случае, состоит в материалоемкости и трудоемкости монтажного стыка на фланцах.
Основной задачей, на решение которой направлено фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, является уменьшение массы (расхода)
конструкционного материала.
Результат достигается тем, что во фланцевом соединении растянутых элементов замкнутого профиля, включающем концы стержн ей с фланцами, стяжные болты и листовую
прокладку между фланцами, фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а листовую прок ладку составляют парные опорные
столики, жестко скрепленные с фланцами и в собранном соединении взаимно упертые друг в друга.
Предлагаемое фланцевое соединение имеет достаточно универсальное техническое решение. Так, его можно применить в монтажных ст ыках решетчатых конструкций из
труб круглых, овальных, эллиптических, прямоугольных, квадратных, пятиугольных и других замкнутых сечений. В качестве еще одного примера использования предлагаемого
соединения можно привести аналогичные стыки на монтаже элементов конструкций из парных и одиночных уголков, швеллеров, двутав ров, тавров, Z-, Н-,
U-, V-, Λ-, Х-, С-, П-образных и других незамкнутых профилей.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показано предлагаемое фланцевое соединение растяну тых элементов замкнутого профиля,
вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - предлагаемое соединение для случая прикрепления элемента решетки, вид сбоку; на фиг.4 - фланцевое соединение растянутых
элементов незамкнутого профиля, вид сверху; на фиг.5 - то же, вид сбоку; на фиг.6 - то же, при полном отсутствии стяжных болтов в наружных зонах незамкнутого профиля; на
фиг.7 - расчетная схема растянутого элемента замкнутого профиля с фланцем и опорным столиком.
Предлагаемое фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля 1 содержит прикрепленные с помощью сварных швов цельнолистовые фланцы 2,
установленные под углом 30° относительно продольных осей растянутых элементов. С фланцами 2 посредством сварных швов жестко с креплены опорные столики 3. В
выступающих частях 4 фланцев 2 и опорных столиков 3 размещены соосные отверстия 5, в которых после сборки соединения на монтаже установлены стяжные болты 6.
Для прикрепления стержневого элемента решетки 7 в предлагаемом фланцевом соединении опорные столики 3 продолжены за пределы в ыступающих частей 4 фланцев 2
таким образом, что в них можно разместить дополнительные болты 8, как это сделано в типовом монтажном стыке на фланцах.
В случае использования предлагаемого фланцевого соединения для растянутых элементов незамкнутого профиля 9, соосные отверстия 5 во фланцах 2 и опорных столиках 3,
а также стяжные болты 6 могут быть расположены не только за пределами сечения (поперечного или косого) незамкнутого (открытог о) профиля, но и в его внутренних зонах.
При полном отсутствии стяжных болтов 6 в наружных (внешних) зонах открытого профиля 9 предлагаемое фланцевое соединение более компактно.
В фермах из прямоугольных и квадратных труб (гнутосварных замкнутых профилей - ГСП) углы примыкания раскосов к поясу должны быть не менее 30° для обеспечения
плотности участка сварного шва со стороны острого угла (Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред. Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. С.296). Поэтому в предлагаемом фланцевом соединении растянутых элементов замкнутого профиля 1 фланцы 2 и скрепленные с ними о порные столики 3 установлены под углом
30° относительно продольных осей. В таком случае продольная сила F, вызывающая растяжение элемента замкнутого профиля 1, раск ладывается на две составляющие:
нормальную N=0,5 F, воспринимаемую стяжными болтами 6, и касательную T=0,866 F, передающуюся на опорные столики 3. Уменьшение болтовых усилий в два раза во
столько же раз снижает моменты, изгибающие фланцы, а это позволяет применять для них более тонкие листы, сокращая тем самым р асход конструкционного материала. Кроме
того, на материалоемкость предлагаемого соединения позитивно влияют возможные уменьшение диаметров стяжных болтов 6, снижение их ко личества или комбинация первого
и второго.
Для сравнения предлагаемого (нового) технического решения с известным в качестве базовог о объекта принято типовое монтажное соединение на фланцах ферм покрытий
из гнутосварных замкнутых профилей системы «Молодечно» (Стальные конструкции покрытий производственных зданий пролетами 18, 2 4, 30 м с применением замкнутых
гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа «Молодечно». Серия 1.460.3-14. Чертежи КМ. Лист 44). Расход материала сравниваемых вариантов приведен в таблице, из
которой видно, что в новом решении он уменьшился в 47,1/26,8=1,76 раза.
Наименование
Размеры,
мм
Кол-во,
шт.
1
Масса, кг
всех стыка
Примеч.

49.

Фланец
Ребро
Фланец
Столик
300×300×30
140×110×8
2
8
Сварные швы (1,5%)
300×250×18
2
27×150×8
2
Сварные швы (1,5%)
*Учтена треугольная форма
шт.
21,2 42,4
0,5* 4,0
47,1
0,7
10,6 21,2
2,6 5,2 26,8
Известное решение
Предлагаемое
решение
0,4
Кроме того, здесь необходимо учесть расход материала на стяжные болты. В известном и предлагаемом фланцевых соединениях колич ество стяжных болтов одинаково и
составляет 8 шт. Если в первом из них использованы болты М24, то во втором - M18 того же класса прочности. Тогда очевидно, что в новом решении расход материала снижен
пропорционально уменьшению площади сечения болта нетто, то есть в 3,52/1,92=1,83 раза.
Формула изобретения
Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между фланц ами,
отличающееся тем, что фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а листовую прокладк у составляют парные опорные столики,
жестко скрепленные с фланцами и в собранном соединении взаимно упертые друг в друга.

50.

51.

52.

Второй аналог - приложение к заявке на изобретение ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО
ПРОФИЛЯ
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 413 820
(13)
C1
(51) МПК
E04B 1/58 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус:не действует (последнее изменение статуса: 27.10.2014)
(21)(22) Заявка: 2009139553/03, 26.10.2009
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
26.10.2009
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 26.10.2009
(45) Опубликовано: 10.03.2011 Бюл. № 7
(72) Автор(ы):
Марутян Александр
Суренович (RU),
Першин Иван
Митрофанович (RU),
Павленко Юрий Ильич
(RU)
(73) Патентообладатель(и):
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: КУЗНЕЦОВ В.В. Металлические конструкции. В 3 т. Марутян Александр
Стальные конструкции зданий и сооружений (Справочник проектировщика). - М.: АСВ, 1998, т.2. с.157, рис.7.6. б). Суренович (RU)
SU 68853 A1, 31.07.1947. SU 1534152 A1, 07.01.1990.
Адрес для переписки:
357212, Ставропольский край, г. Минеральные Воды, ул. Советская, 90, кв.4, Ю.И. Павленко
(54) ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области строительства, в частности к фланцевому соединению растянутых элементов замкнутого профиля. Технический
результат заключается в уменьшении массы конструкционного материала. Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля включает
концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между фланцами. Фланцы установлены под углом 30° относительно продольных
осей стержневых элементов. Листовую прокладку составляют парные опорные столики. Столики жестко скреплены с фланцами и в собранном
соединении взаимно уперты друг в друга. 7 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а именно к фланцевым соединениям растянутых элементов замкнутого профиля, и
может быть использовано в монтажных стыках поясов решетчатых конструкций.
Известно стыковое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы стержневых элементов с фланцами, дополнительные
ребра и стяжные болты, установленные по периметру замкнутого профиля попарно симметрично относительно ребер (Металлические конструкции. В 3
т. Т.1. Общая часть. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В.Кузнецова. - М.: Изд-во АСВ, 1998. - С.188, рис.3.10, б).
Недостаток соединения состоит в больших габаритах фланца и значительном числе соединительных деталей, что увеличивает расход материала и
трудоемкость конструкции.

53.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является монтажное стыковое соединение нижнего (растянутого) пояса ферм из гнутосварных
замкнутых профилей, включающее концы стержневых элементов с фланцами, дополнительные ребра, стяжные болты и листовую прокладку между
фланцами для прикрепления стержней решетки фермы и связей между фермами (1. Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред.
Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - С.295, рис.9.27; 2. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкций: Учебник для
вузов / Под ред. В.В.Горева. - М.: Высшая школа, 2001. - С.462, рис.7.28, в).
Недостаток соединения, как и в предыдущем случае, состоит в материалоемкости и трудоемкости монтажного стыка на фланцах.
Основной задачей, на решение которой направлено фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, является уменьшение массы
(расхода) конструкционного материала.
Результат достигается тем, что во фланцевом соединении растянутых элементов замкнутого профиля, включающем концы стержней с фланцами,
стяжные болты и листовую прокладку между фланцами, фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а
листовую прокладку составляют парные опорные столики, жестко скрепленные с фланцами и в собранном соединении взаимно упертые друг в друга.
Предлагаемое фланцевое соединение имеет достаточно универсальное техническое решение. Так, его можно применить в монтажных стыках
решетчатых конструкций из труб круглых, овальных, эллиптических, прямоугольных, квадратных, пятиугольных и других замкнутых сечений. В
качестве еще одного примера использования предлагаемого соединения можно привести аналогичные стыки на монтаже элементов конструкций из
парных и одиночных уголков, швеллеров, двутавров, тавров, Z-, Н-,
U-, V-, Λ-, Х-, С-, П-образных и других незамкнутых профилей.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показано предлагаемое фланцевое соединение растянутых элементов
замкнутого профиля, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - предлагаемое соединение для случая прикрепления элемента решетки, вид
сбоку; на фиг.4 - фланцевое соединение растянутых элементов незамкнутого профиля, вид сверху; на фиг.5 - то же, вид сбоку; на фиг.6 - то же, при
полном отсутствии стяжных болтов в наружных зонах незамкнутого профиля; на фиг.7 - расчетная схема растянутого элемента замкнутого профиля с
фланцем и опорным столиком.
Предлагаемое фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля 1 содержит прикрепленные с помощью сварных швов цельнолистовые
фланцы 2, установленные под углом 30° относительно продольных осей растянутых элементов. С фланцами 2 посредством сварных швов жестко
скреплены опорные столики 3. В выступающих частях 4 фланцев 2 и опорных столиков 3 размещены соосные отверстия 5, в которых после сборки
соединения на монтаже установлены стяжные болты 6.
Для прикрепления стержневого элемента решетки 7 в предлагаемом фланцевом соединении опорные столики 3 продолжены за пределы выступающих
частей 4 фланцев 2 таким образом, что в них можно разместить дополнительные болты 8, как это сделано в типовом монтажном стыке на фланцах.
В случае использования предлагаемого фланцевого соединения для растянутых элементов незамкнутого профиля 9, соосные отверстия 5 во фланцах 2
и опорных столиках 3, а также стяжные болты 6 могут быть расположены не только за пределами сечения (поперечного или косого) незамкнутого
(открытого) профиля, но и в его внутренних зонах. При полном отсутствии стяжных болтов 6 в наружных (внешних) зонах открытого профиля 9
предлагаемое фланцевое соединение более компактно.
В фермах из прямоугольных и квадратных труб (гнутосварных замкнутых профилей - ГСП) углы примыкания раскосов к поясу должны быть не менее
30° для обеспечения плотности участка сварного шва со стороны острого угла (Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред.
Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - С.296). Поэтому в предлагаемом фланцевом соединении растянутых элементов замкнутого
профиля 1 фланцы 2 и скрепленные с ними опорные столики 3 установлены под углом 30° относительно продольных осей. В таком случае продольная
сила F, вызывающая растяжение элемента замкнутого профиля 1, раскладывается на две составляющие: нормальную N=0,5 F, воспринимаемую
стяжными болтами 6, и касательную T=0,866 F, передающуюся на опорные столики 3. Уменьшение болтовых усилий в два раза во столько же раз
снижает моменты, изгибающие фланцы, а это позволяет применять для них более тонкие листы, сокращая тем самым расход конструкционного
материала. Кроме того, на материалоемкость предлагаемого соединения позитивно влияют возможные уменьшение диаметров стяжных болтов 6,
снижение их количества или комбинация первого и второго.
Для сравнения предлагаемого (нового) технического решения с известным в качестве базового объекта принято типовое монтажное соединение на
фланцах ферм покрытий из гнутосварных замкнутых профилей системы «Молодечно» (Стальные конструкции покрытий производственных зданий
пролетами 18, 24, 30 м с применением замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа «Молодечно». Серия 1.460.3-14. Чертежи КМ.
Лист 44). Расход материала сравниваемых вариантов приведен в таблице, из которой видно, что в новом решении он уменьшился в 47,1/26,8=1,76 раза.
Наименование Размеры, мм Кол-во, шт.
Масса, кг
1 шт. всех стыка
Фланец
300×300×30
2
21,2 42,4
Ребро
140×110×8
8
0,5*
Сварные швы (1,5%)
4,0
Известное решение
0,7
Фланец
300×250×18
2
10,6 21,2
Столик
27×150×8
2
2,6
Сварные швы (1,5%)
47,1
Примеч.
5,2
26,8 Предлагаемое решение
0,4
*Учтена треугольная форма
Кроме того, здесь необходимо учесть расход материала на стяжные болты. В известном и предлагаемом фланцевых соединениях количество стяжных
болтов одинаково и составляет 8 шт. Если в первом из них использованы болты М24, то во втором - M18 того же класса прочности. Тогда очевидно,
что в новом решении расход материала снижен пропорционально уменьшению площади сечения болта нетто, то есть в 3,52/1,92=1,83 раза.

54.

Формула изобретения
Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку
между фланцами, отличающееся тем, что фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а листовую
прокладку составляют парные опорные столики, жестко скрепленные с фланцами и в собранном соединении взаимно упертые друг в друга.
ИЗВЕЩЕНИЯ
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 27.10.2011
Дата публикации: 20.08.2012
Изобретение стыковое соединение растянутых элементов

55.

Номер заявки на изобретение a 20210217 от 15 июля 2021
Минск Республика Беларусь
Заявка изобретение
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами

56.

57.

58.

59.

Стыковое соединение растянутых элементов
(19)

60.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО
ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
SU
(11)
887 748
(13)
A1
(51) МПК
(12)
E04B 1/38 (2000.01)
E04B 1/58 (2000.01)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР
Статус: нет данных
(21)(22) Заявка: 2808099, 16.07.1979
(71) Заявитель(и):
УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ
(45) Опубликовано: 07.12.1981
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА,
Адрес для переписки:
02 620079 СВЕРДЛОВСК КОЛМОГОРОВА 66;
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И
02 СВЕРДЛОВСК
ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ОБОГАЩЕНИЯ И
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ
ИСКОПАЕМЫХ "УРАЛМЕХАНОБР"
(72) Автор(ы):
ЯГОФАРОВ ХАБИД,
КОТОВ ВАЛЕНТИН ЯКОВЛЕВИЧ
(54) Стыковое соединение растянутых элементов 887748

61.

62.

Известно, какие финансовые потери несут предприятия нефтегазового
комплекса вследствие утечек продукта через уплотнения фланцевых
соединений трубопроводов и технологического оборудования. Также не

63.

секрет, к каким порой катастрофическим последствиям может привести
авария на таком предприятии, в том числе авария, связанная с
повреждением уплотнения и выбросом в атмосферу
легковоспламеняющихся, взрывоопасных или токсичных веществ, а также
сколько будет стоить останов производства, связанный с заменой
простой детали. Можно только добавить, что чем тяжелее условия, в
которых работает уплотнение, тем больше будет вероятность его
повреждения и серьезнее будут последствия.
И в этом контексте особый интерес вызывают Фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения –косые
демпфирующие компенсаторы, , которые обеспечивают надежную герметичность
и электрическую изоляцию фланцев при высоком давлении, высокой
температуре и агрессивной среде, сохраняя работоспособность даже в
условиях прямого воздействия пламени. В основе технологии Фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого
трения , косых демпфирующих компенсаторов лежит изобретения проф дтн ПГУПС
А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616 простые стандартные
инженерные решения сухого трения

64.

65.

Рис. 1. Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения, косые демпфирующие компенсаторы
Однако, фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения, которая изначально была
разработана организацией « Сейсмофонд» при ПГУПС для обеспечения
надежной герметизации и электрической изоляции самых ответственных
фланцевых соединений, работающих в самых тяжелых условиях
(аббревиатура VCS расшифровывается как Very Critical Service), особенно
там, где использовались фланцы RTG, для уплотнения которых
применялись кольцевые прокладки типа «Арм- ко» из
фенолформальдегидной смолы, которые часто выходили из строя.
После проведения серии сравнительных испытаний,
продемонстрировавших, что, фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого
трения с косым демпфирующим компенсатором
превосходит все имеющиеся аналоги, в 1991 г.
С тех пор сотни фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения прошли
испытания узлов и фрагментов в ПКТИ Афонская ул 2, и сейчас могут их
используют практически после испытания для нефтегазовых компании.
Исполнение Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с
упругими демпферами сухого трения, косые демпфирующего компенсатора в эксплуатацию
,требует доработки и испытания, путем дополнения косому
компенсатору, базовой конструкции высоко огнезащиты фрикционноподвижных болтовых соединений , который обеспечивает герметичность
соединения при температуре до 815 °С.
На всю продукцию Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы получено
разрешение Минстроя РФ, в будущем планируется производство Фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого
трения –косые демпфирующие компенсаторы из нержавеющей стали, на которой
нанесено изолирующее покрытие из усиленной стекловолокном эпоксидной
смолы, имеющее очень высокую прочность на сжатие и изгиб, высокую
электрическую плотность, низкое водопоглощение и рабочую
температуру до 200 °С.

66.

На Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы, создающий непроницаемый
барьер для жидкости и газа по всей толщине изолирующего покрытия.
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы, обеспечивают
герметизацию при низком давлении. Когда давление среды возрастает и
начинает действовать непосредственно на уплотняющий элемент, кромки
уплотнения, под воздействием давления продукта трубопровода. Таким
образом, с ростом внутреннего давления в стыковочном узле
герметичность соединения увеличивается. При этом сохраняется и
электрическая изоляция фланцев.
Применение Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с
упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы, решает целый ряд
проблем, присущих данному типу соединений.
При использовании Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы отсутствует
зона контакта рабочей среды с поверхностью фланцев, что
предотвращает их коррозию и эрозию, особенно при наличии в
трубопроводе песка, высоких концентраций H2S и CO2, прочих
агрессивных сред. Нагрузка при затяжке болтов фланцевого соединения с
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы
распределяется равномерно, а не концентрируется в зоне впадины для
уплотнительного кольца (а это еще один положительный фактор для
возникновения коррозии во Фланцах и соединениях растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы
что предохраняет от механических повреждений как сам фланец, так и
уплотнение, которое может быть использовано многократно. Еще одним
очевидным преимуществом использования косых компенсаторов, является
техническая возможность замены фланцев на протяжных фрикционноподвижных соединениях в том числе на устьевом нефтепромысловом
оборудовании, более компактными легкими и дешевыми (на 10-30%)
фланцами с гладкой уплотнительной поверхностью. Правда, для
практической реализации указанного преимущества требуется изменение
соответствующих нормативных документов, например СТО. Огнестойкое
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы, сочетает в себе
положительные качества технологии демпфирующих косых
компенсаторов с новейшим техническим решением,которое позволило
данному уплотнению пройти испытание на огнестойкость в
соответствии с требованиями 3-й редакции

67.

В отличие от стандартной конструкции Фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие
компенсаторы, косые компенсаторы имеет два ряда уплотняющих элементов :
первичный –за счет сухого трения и вторичный - в виде специального
покрытия трущихся поверхностей
Благодаря такому двойному уплотнению Фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие
компенсаторы - во время пожара косые компенсаторы
обеспечивает
огнестойкость, повышенную надежность и требует меньшего усилия
затяжки болтов, чем уплотнения других типов.
Изолирующие втулка –гильза для уплотнений шпильки изготавливаются из
закаленной углеродистой стали, на которую нанесено специальное
непроводящее покрытие. Такие шайбы не разрушаются под воздействием
пламени, что позволяет избежать ослабления затяжки фланцевого
соединения во время пожара.
Мы надеемся, что Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения –косые демпфирующие компенсаторы , найдут
широкое применение на нефтеперерабатывающих и нефтехимических
предприятиях России.
Более подробно об использовании для трубопроводов Фланцевое соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения –
косые демпфирующие компенсаторы фрикционно- демпфирующий
косых
компенсаторов на фрикционно-подвижных соединениях , сери ФПС2015- Сейсмофонд, для трубопроводов по изобретению Андреева Борис
Александровича № 165076 «Опора сейсмостойкая» и патента №
2010136746 «Способ защиты зданий и сооружений с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие
систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
сейсмической энергии» , № 154506 «Панель противовзрывная» для газо нефтяных магистральных трубопроводов, Японо-Американской фирмой
RUBBER BEARING FRICTION DAMPER (RBFD) HTTPS://WWW.DAMPTECH.COM/RUBBER-BEARING-FRICTION-DAMPER-RBFD HTTPS://WWW.DAMPTECH.COM/-RUBBERBEARING-FRICTION-DAMPER-RBFD
https://www.damptech.com/for-buildings-cover https://www.youtube.com/watch?v=r7q5D6516qg
https://pdfs.semanticscholar.org/9e18/40d8ecd555c288babdf4f3272952788a7127.pdf
Фирмой RUBBER BEARING FRICTION DAMPER (RBFD) разработан и запроектирован
амортизирующий демпфер, который совмещает преимущества вращательного трения амортизируя
с вертикальной поддержкой эластомерного подшипника в виде вставной резины, которая не
долговечно и теряет свои свойства при контрастной температуре , а сам резина крошится.
Амортизирующий демпфер испытан фирмы RBFD Damptech , где резиновый сердечник, является
пластическим шарниром, трубчатого в вида

68.

Seismic resistance GD Damper https://www.youtube.com/watch?v=I4YOheI-HWk&t=5s
https://www.youtube.com/watch?v=CIZCbPInf5k
https://www.youtube.com/watch?v=ZRJcowT24I8&t=1s
https://www.youtube.com/watch?v=bFjGdgQz1iA
Seismic Friction Damper - Small Model QuakeTek
https://www.youtube.com/watch?v=YwwyXw7TRhA
https://www.youtube.com/watch?v=ViGHmWVvEkU&t=2s
https://www.youtube.com/watch?v=oT4Ybharsxo
Earthquake Protection Damper https://www.youtube.com/watch?v=GOkJIhVNUrY&t=2s
Ingeniería Sísmica Básica explicada con marco didáctico QuakeTek
QuakeTek https://www.youtube.com/channel/UCCGoRHfZQlJ8cwdGJxOQgLQ
https://www.youtube.com/watch?v=aSZa--SaRBY&t=2s Friction damper for impact absorption
DamptechDK
https://www.youtube.com/watch?v=pkfnGJ6Q7Rw&t=5s
https://www.youtube.com/watch?v=EFdjTDlStGQ
https://www.youtube.com/watch?v=NRmHBla1m8A
На фотографии изобретатель СССР Андреев Борис Александрович, автор
конструктивного решения по использованию демпфирующих компенсаторов на
фрикционно-подвижных болтовых соединениях, для восприятия усилий -за счет
трения, при термически растягивающих нагрузках в трубопроводах , с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии ударной нагрузки
, согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» для обеспечения
надежности технологических трубопроводов , преимущественно при
растягивающих и динамических нагрузках и улучшения демпфирующих
свойств технологических трубопроводов , согласно изобретениям проф ПГУПС
дтн проф Уздина А М №№ 1168755, 1174616, 1143895 и внедренные в США
Автор отечественной фрикционо- кинематической,
демпфирующей сейсмоизоляции и системы поглощения и
рассеивания сейсмической и взрывной энергии проф дтн ПГУПC
Уздин А М, на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, для восприятия
усилий -за счет трения, при термических растягивающих нагрузках в трубопроводах

69.

Shinkiсhi Suzuki -Президент фирмы Kawakin Япония, внедрил в Японии
фрикционо- кинематические, демпфирующие системы, на
фрикционно-подвижных болтовых соединениях, для восприятия усилий -за счет
трения, при термически растягивающих нагрузках в трубопроводах и
конструктивные решения по применении виброгасящей сейсмоизоляции,
для сейсмозащиты железнодорожных мостов в Японии, с системой
поглощения и рассеивания сейсмической энергии проф дтн
ПГУПC Уздин А М в Японии, США , Тайване и Европе
Авторы США, американской фрикционо- кинематических
внедрившие в США изобретения проф дтн А.М.Уздина
№№1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая»,
2010136746 «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве…»
, демпфирующей и шарнирной сейсмоизоляци и системы
поглощения сейсмической энергии DAMPERS CAPACITIES
AND DIMENSIONS ученые США и Японии Peter Spoer, CEO Dr.
Imad Mualla, CTO https://www.damptech.com GET IN TOUCH
WITH US!
Руководитель и основатель Квакетека расположенного в Монреале, Канаде Джоаквим
Фразао https://www.quaketek.com/products-services/
Friction damper for impact absorption
https://www.youtube.com/watch?v=kLaDjudU0zg
Ingeniería Sísmica Básica explicada con marco didáctico QuakeTek

70.

https://www.youtube.com/watch?v=aSZa-SaRBY&feature=youtu.be&fbclid=IwAR38bf6R_q1Pu2TVrudkGJvyPTh4dr4xpd1jFtB4CJK2HgfwmKYO
sYtiV2Q
ТКП 45-5.04-274-2012 "Стальные конструкции. Правила расчета"
https://dwg.ru/dnl/13468

71.

72.

73.

74.

75.

Приложения научные публикации доклады на научных конференция СПб
ГАСУ https://yadi.sk/d/eg0nFjnEE2ZhMQ
Приложение патенты ,изобретения организации «Сейсмофонд при СПб ГАСУ
https://yadi.sk/i/2RJuRCYmFpougg
Р Е Ф Е Р А Т изобретения на полезную модель Фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами МПК F16L 23/00
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с
упругими демпферами сухого трения предназначена для сейсмозащиты , виброзащиты
трубопроводов , оборудования, сооружений, объектов, зданий от сейсмических, взрывных,
вибрационных, неравномерных воздействий за счет использования спиралевидной
сейсмоизолирующей опоры с упругими демпферами сухого трения и упругой гофры,
многослойной втулки (гильзы) из упругого троса в полимерной из без полимерной оплетке
и протяжных фланцевых фрикционно- податливых соединений отличающаяся тем, что с
целью повышения сеймоизолирующих свойств спиральной демпфирующей опоры или
корпус опоры выполнен сборным с трубчатым сечением в виде раздвижного
демпфирующего «стакан» и состоит из нижней целевой части и сборной верхней части

76.

подвижной в вертикальном направлении с демпфирующим эффектом, соединенные между
собой с помощью фрикционно-подвижных соединений и контактирующими
поверхностями с контрольным натяжением фрикци-болтов с упругой тросовой втулкой
(гильзой) , расположенных в длинных овальных отверстиях, при этом пластины-лапы
верхнего и нижнего корпуса расположены на упругой перекрестной гофры (демпфирующих
ножках) и крепятся фрикци-болтами с многослойным из склеенных пружинистых медных
пластин клином, расположенной в коротком овальном отверстии верха и низа корпуса
опоры. https://findpatent.ru/patent/241/2413820.html
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с
упругими демпферами сухого трения , содержащая трубообразный спиралевидный
корпус-опору в виде перевернутого «стакан» заполненного тощим фиробетоно и
сопряженный с ним подвижный узел из контактирующих поверхностях между которыми
проложен демпфирующий трос в пластмассой оплетке с фланцевыми фрикционноподвижными соединениями с закрепленными запорными элементами в виде протяжного
соединения.
Кроме того в трубопроводе со скошенными торцами , параллельно центральной оси,
выполнено восемь симметричных или более открытых пазов с длинными овальными
отверстиями, расстояние от торца корпуса, больше расстояния до нижней точки паза
опоры.
Увеличение усилия затяжки фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода
со скошенными торцами, фрикци-болта приводит к уменьшению зазора <Z> корпуса,
увеличению сил трения в сопряжении составных частей корпуса спиралевидной опоры и к
увеличению усилия сдвига при внешнем воздействии.
Податливые демпферы фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения, представляют собой
двойную фрикционную пару, имеющую стабильный коэффициент трения по свинцовому
листу в нижней и верхней части виброизолирующих, сейсмоизолирующих поясов, вставкой
со свинцовой шайбой и латунной гильзой для создания протяжного соединяя.
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками в спиральной фланцевом
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами, с упругими
демпферами сухого трения, с вбитыми в паз шпилек обожженными медными клиньями,
натягиваемыми динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие.
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса ( массы)
оборудования, сооружения, здания, моста и расчетные усилия рассчитываются по СП
16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* ) Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04274-2012 (02250), «Стальные конструкции» Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
Сама составное стыковое соединение фланцевого стыка растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения, выполнено
со скошенными торцами в виде , стаканчато-трубного вида на фланцевых, фрикционно –
подвижных соединениях с фрикци-болтами .
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами
соединяется , на изготовлено из
фрикци-болтах, с тросовой втулкой (гильзой) - это вибропоглотитель пиковых ускорений
(ВПУ) с помощью которого поглощается вибрационная, взрывная, ветровая,
сейсмическая, вибрационная энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные
растягивающие нагрузки при землетрясениях и взрывной нагрузки от ударной воздушной
волны. Фрикци–болт повышает надежность работы вентиляционного оборудования,
сохраняет каркас здания, мосты, ЛЭП, магистральные трубопроводы за счет уменьшения
пиковых ускорений, за счет протяжных фрикционных соединений, работающих на
растяжение. ( ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП
16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2).

77.

Упругая втулка (гильза) фрикци-болта использующая для фланцевое соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами , состоящая из стального
троса в пластмассовой оплетке или без пластмассовой оплетки, пружинит за счет
трения между тросами, поглощает при этом вибрационные, взрывной, сейсмической
нагрузки , что исключает разрушения сейсмоизолирующего основания , опор под агрегатов,
мостов , разрушении теплотрасс горячего водоснабжения от тяжелого автотранспорта
и вибрации от ж/д . Надежность friction-bolt на виброизолирующих опорах достигается
путем обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках,
преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках на здание, сооружение,
оборудование,труопровоы, которое устанавливается на спиральных сейсмоизолирующих
опорах, с упругими демпферами сухого трения, на фланцевых фрикционно- подвижных
соединениях (ФФПС) по изобретению "Опора сейсмостойкая" № 165076 E 04 9/02 ,
опубликовано: 10.10.2016 № 28 от 22.01.2016 ФИПС (Роспатент) Авт. Андреев. Б.А.
Коваленко А.И, RU 2413098 F 16 B 31/02 "Способ для обеспечения несущей способности
металлоконструкций с высокопрочными болтами"
В основе фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами ,с упругими демпферами сухого трения, на фрикционных фланцевых
соединениях, на фрикци-болтах (поглотители энергии) лежит принцип который
называется "рассеивание", "поглощение" вибрационной, сейсмической, взрывной, энергии.
Использования фланцевых фрикционно - подвижных соединений (ФФПС) для Фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами , с упругими
демпферами сухого трения, на фрикционно –болтовых и протяжных соединениях с
демпфирующими узлами крепления (ДУК с тросовым зажимом-фрикци-болтом ), имеет
пару структурных элементов, соединяющих эти структурные элементы со скольжением,
разной шероховатостью поверхностей в виде демпфирующих тросов или упругой гофры (
обладающие значительными фрикционными характеристиками, с многокаскадным
рассеиванием сейсмической, взрывной, вибрационной энергии. Совместное скольжение
включает зажимные средства на основе friktion-bolt ( аналог американского Hollo Bolt ),
заставляющие указанные поверхности, проскальзывать, при применении силы.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении, происходит перемещение (скольжение)
фрагментов фланцевых фрикционно-подвижных соединений ( ФФПС) фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами, с упругими
демпферами сухого трения, скользящих и демпфирующих фрагментами спиральной ,
винтовой опоры , по продольным длинным овальным отверстиям . Происходит
поглощение энергии, за счет трения частей корпуса опоры при сейсмической, ветровой,
взрывной нагрузки, что позволяет перемещаться и раскачиваться спиральнодемпфирующей и пружинистого фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами на расчетное допустимое перемещение, до 1-2 см (
по расчету на сдвиг в SCAD Office , и фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами, рассчитана на одно, два землетрясения или на одну
взрывную нагрузку от ударной взрывной волны.
После длительной вибрационной, взрывной, сейсмической нагрузки, на фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения, необходимо заменить, смятые троса ,вынуть из
контактирующих поверхностей, вставить опять в новые втулки (гильзы) , забить в паз
латунной шпильки демпфирующего узла крепления, новые упругопластичный стопорные
обожженные медный многослойный клин (клинья), с помощью домкрата поднять и
выровнять фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами трубопровод и затянуть новые фланцевые фрикци- болтовые соединения, с
контрольным натяжением, на начальное положение конструкции с фрикционными
соединениями, восстановить протяжного соединения на фланцевое соединение

78.

растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами , для дальнейшей
эксплуатации после взрыва, аварии, землетрясения для надежной сейсмозащиты,
виброизоляции от многокаскадного демпфирования фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами трубопровода с упругими демпферами
сухого трения и усилить основания под трубопровод, теплотрассу, агрегаты,
оборудования, задний и сооружений
Фигуры к заявке на изобретение полезная модель Фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами
Фиг 1 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 2 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

79.

Фиг 3 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 4 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 5 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

80.

Фиг 6 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 7 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 8 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 9 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

81.

Фиг 10 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 11 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 12 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 13 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

82.

Фиг 14 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 15 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фигуры к заявке на изобретение полезная модель Фланцевое соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами
Фиг 1 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

83.

Фиг 2 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 3 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 4 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

84.

Фиг 5 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 6 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 7 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 8 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

85.

Фиг 9 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 10 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 11 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 12 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами

86.

Фиг 13 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 14 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
Фиг 15 Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
F0416L
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты магистральных
трубопроводов, агрегатов, оборудования, зданий, мостов, сооружений, линий
электропередач, рекламных щитов от сейсмических воздействий за счет
использования фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами, с упругими демпферами сухого трения установленных на
пружинистую гофру с ломающимися демпфирующими ножками при при
многокаскадном демпфировании и динамических нагрузках на протяжных
фрикционное- податливых соединений проф. ПГУПС дтн Уздина А М "Болтовое
соединение" №№ 1143895 , 1168755 , 1174616 "Болтовое соединение плоских
деталей".
Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических
воздействий. Известно, например, болтовое соединение плоских деталей встык,
патент Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля №
2413820, «Стыковое соедиение рястянутых элементов» № 887748 и RU №1174616,
F15B5/02 с пр. от 11.11.1983, RU 2249557 D 66C 7/00 " Узел упругого соединения
трехглавного рельса с подкрановой балкой ", RU № 2148 805 G 01 L 5/24 "Способ
определения коэффициента закручивания резьбового соединения "
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами

87.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано
для фланцевых соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами для технологических , магистральных трубопроводов. Система
содержит фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с разной жесткостью, демпфирующий элемент стального
листа свитого по спирали. Использование изобретения позволяет повысить
эффективность сейсмозащиты и виброизоляции в резонансном режиме
фланцевые соединения в растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами
Изобретение относится к строительству и машиностроению и может быть
использовано для виброизоляции магистральных трубопроводов, технологического
оборудования, агрегатов трубопроводов и со смещенным центром масс и др.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является
фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля № 2413820 ,
Стыковое соединение растянутых элементов № 887748 система по патенту
РФ (прототип), содержащая и описание работы фланцевого соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами
Недостатком известного устройства является недостаточная
эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности демпфирующей
сейсмоизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа
сейсмоизолирующей опоры.
Это достигается тем, что в демпфирующем фланцевом соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами , содержащей по крайней мер,
за счет демпфирующего фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами трубопровод и сухого трения установлена
с использованием фрикци-болта с забитым обожженным медным
упругопластичным клином, конце демпфирующий элемент, а демпфирующий
элемент выполнен в виде медного клина забитым в паз латунной шпильки с
медной втулкой, при этом нижняя часть штока соединена с основанием
спиральной опоры , жестко соединенным с демпирующей спиральной стальной
лентой на фрикционно –подвижных болтовых соединениях для обеспечения
демпфирования фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами
На фиг. 1 представленk фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения с
пружинистыми демпферами сухого трения в овальных отверстиях
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения, виброизолирующая система для
зданий и сооружений, содержит основание 3 и 2 –овальные отверстия , для
болтов по спирали и имеющих одинаковую жесткость и связанных с опорными
элементами верхней части пояса зданий или сооружения я.
Система дополнительно содержит фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами, к которая крепится фрикци-болтом с
пропиленным пазов в латунной шпильки для забитого медного обожженного

88.

стопорного клина ( не показан на фигуре 2 ) и которая опирается на нижний пояс
основания и демпфирующий элемент 1 в виде спиральновидной
сейсмоизолирующей опоры с упругими демпферами сухого трения за счет
применения фрикционно –подвижных болтовых соединениях, выполненных по
изобретению проф дтн ПУГУПС №1143895, 1168755, 1174616, 2010136746
«Способ защиты зданий», 165076 «Опора сейсмостойкая» В спиралевидную
трубчатую опору , после сжатия расчетной нагрузкой , внутрь заливается тощий
по расчету фибробетон по нагрузкой , сжатой спиральной сейсмоизолирующей
опоры
Демпфирующий элемент фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами, с упругими демпферами сухого трения за
счет фрикционно-подвижных соединениях (ФПС)
При колебаниях грунта сейсмоизолирующая и виброизолирующее фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами, для
демпфирующей сейсмоизоляции трубопровода (на чертеже не показан) с
упругими демпферами сухого трения , для спиралевидной сейсмоизолирующей
опоры с упругими демпферами сухого трения , элементы 1 и 4 воспринимают как
вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое
воздействие на демпфирующею сейсмоизоляцию объект, т.е. обеспечивается
пространственную сейсмозащиту, виброзащиту и защита от ударной нагрузки
воздушной волны
Спиральная сейсмоизолирующая опора с упругими демпферами сухого трения, как
виброизолирующая система работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта , фланцеве соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами на основе фрикционоподвижных болтовых соединениях , расположенные в длинных овальных
отверстиях воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым
динамическое воздействие на здание, сооружение, трубопровод.
Горизонтальные нагрузки воспринимаются спиральными сейсмоизоляторами 1,
и разрушение тощего фибробетона 4 расположенного внутри спиральной
демпфирующей опоры .
Предложенная виброизолирующая система является эффективной, а также
отличается простотой при монтаже и эксплуатации.
Упругодемпфирующая фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода
со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения работает
следующим образом.
При колебаниях объекта фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения ,
которые воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым
динамическое воздействие на здание , сооружение . Горизонтальные колебания
гасятся за счет фрикци-болта расположенного в при креплении опоры к
основанию фрикци-болтом , что дает ему определенную степень свободы
колебаний в горизонтальной плоскости.

89.

При малых горизонтальных нагрузках фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами и силы трения между листами
пакета и болтами не преодолеваются. С увеличением нагрузки происходит взаимное
проскальзывание листов фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами или прокладок относительно накладок
контакта листов с меньшей шероховатостью.
Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края длинных овальных
отверстий для скольжения при многокаскадном демпфировании и после разрушения
при импульсных растягивающих нагрузках или при многокаскадном демпфировании
, уже не работают упруго. После того как все болты соединения дойдут до упора
края, в длинных овальных отверстий, соединение начинает работать упруго за счет
трения, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза
болтов, что нельзя допускать . Сдвиг по вертикали допускается 1 - 2 см или более
Недостатками известного решения аналога являются: не возможность
использовать фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами, ограничение демпфирования по направлению воздействия
только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при
расчетах из-за разброса по трению. Известно также устройство для фрикционного
демпфирования антиветровых и антисейсмических воздействий, патент
TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping
device, E04B1/98, F16F15/10, патент США Structural stel bulding frame having
resilient connectors № 4094111 E 04 B 1/98, RU № 2148805 G 01 L 5/24 "Способ
определения коэффициента закручивания резьбового соединения" , RU № 2413820
"Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля", Украина №
40190 А "Устройство для измерения сил трения по поверхностям болтового
соединения" , Украина патент № 2148805 РФ "Способ определения коэффициента
закручивания резьбового соединения"
Таким образом получаем фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения и
виброизолирующею конструкцию кинематической или маятниковой опоры, которая
выдерживает вибрационные и сейсмические нагрузки но, при возникновении
динамических, импульсных растягивающих нагрузок, взрывных, сейсмических
нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от
своего начального положения
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и
сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся
поверхностей и надежность болтовых креплений
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение
количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного или нескольких
сопряжений отверстий фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами, а также повышение точности расчета при
использования тросовой втулки (гильзы) на фрикци- болтовых демпфирующих
податливых креплений и прокладки между контактирующими поверхностями
упругую обмотку из тонкого троса ( диаметр 2 мм ) в пластмассовой оплетке или
без оплетки, скрученного в два или три слоя пружинистого троса.

90.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что фланцевого соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с упругими
демпферами сухого трения, выполнена из разных частей: нижней - корпус,
закрепленный на фундаменте с помощью подвижного фрикци –болта с
пропиленным пазом, в который забит медный обожженный клин, с бронзовой
втулкой (гильзой) и свинцовой шайбой и верхней - шток сборный в виде, фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами с
упругими демпферами сухого трения, установленный с возможностью перемещения
вдоль оси и с ограничением перемещения за счет деформации и виброизолирующего
фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами, под действием запорного элемента в виде стопорного фрикци-болта с
тросовой виброизолирующей втулкой (гильзой) с пропиленным пазом в стальной
шпильке и забитым в паз медным обожженным клином.
В верхней и нижней частях фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами выполнены овальные длинные отверстия, и
поперечные отверстия (перпендикулярные к центральной оси), в которые
скрепляются фланцевыми соединениями в растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с установлением запирающий элемент- стопорный фрикциболт с контролируемым натяжением, с медным клином, забитым в пропиленный паз
стальной шпильки и с бронзовой или латунной втулкой ( гильзой), с тонкой свинцовой
шайбой.
Кроме того во фланцевом соединении растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами, параллельно центральной оси, выполнены восемь открытых
длинных пазов, которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться за
счет протяжных соединений с фрикци- болтовыми демпфирующими,
виброизолирующими креплениями в радиальном направлении.
В теле фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами, вдоль центральной оси, выполнен длинный паз ширина которого
соответствует диаметру запирающего элемента (фрикци- болта), а длина
соответствует заданному перемещению трубчатой, квадратной или
крестообразной опоры. Запирающий элемент создает нагрузку в сопряжении опоры корпуса, с продольными протяжными пазами с контролируемым натяжением
фрикци-болта с медным клином обмотанным тросовой виброизолирующей втулкой
(пружинистой гильзой) , забитым в пропиленный паз стальной шпильки и
обеспечивает возможность деформации корпуса и «переход» сопряжения из
состояния возможного перемещения в состояние «запирания» с возможностью
перемещения только под вибрационные, сейсмической нагрузкой, взрывные от
воздушной волны.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на

91.

фиг.1 изображено фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами, с упругими демпферами сухого трения на фрикционных
соединениях с контрольным натяжением ;
на фиг.2 изображен вид с боку фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения со
стопорным (тормозным) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной
шпильки обожженным медным стопорным клином;
финн 3 изображен вид с верху , фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами
фиг. 4 изображен разрез фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения
виброизолирующею, сейсмоизлирующею опору;
фиг. 5 изображена вид с боку фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами
фиг. 6 изображен демпфирующие фрикци –болты с тросовой гильзой (пружинистой
втулкой)
фиг. 7 изображена вид с верху фланцевого соединение с овальными отверстиями
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами
фиг. 8 изображено фото само фланцевое соединение по замкнутому контуру
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами
фиг. 9 изображен косое фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами
фиг. 10 изображена формула расчет фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами
фиг. 11 изображено изготовленное фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с косым демпфирующим компенсатором
фиг. 12 изображено протяжное фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами
фиг. 13 изображен способ определения коэффициента закручивания резьбового
соединения" по изобретении. № 2148805 МПК G 01 L 5/25 " Способ определения
коэффициента закручивания резьбового соединения" и № 2413098 "Способ для
обеспечения несущей способности металлических конструкций с высокопрочными
болтами"
фиг. 14 изображено Украинское устройство для определения силы трения по
подготовленным поверхностям для болтового соединения по Украинскому
изобретению № 40190 А, заявление на выдачу патента № 2000105588 от 02.10.2000,
опубликован 16.07.2001 Бюл 8 и в статье Рабера Л.М. Червинский А.Е "Пути
соевршенствоания технологии выполнения фрикционных соединений на
высокопрочных болтах" Национальная металлургический Академия Украины ,
журнал Металлургическая и горная промышленность" 2010№ 4 стр 109-112
фиг. 15 изображен образец для испытания и Определение коэффициента трения в
ПК SCAD между контактными поверхностями соединяемых элементов СТП 006-97

92.

Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов,
СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЙ НА
ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ
КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ» МОСКВА 1998, РАЗРАБОТАНого Научноисследовательским центром «Мосты» ОАО «ЦНИИС» (канд. техн. наук А.С.
Платонов,канд. техн. наук И.Б. Ройзман, инж. А.В. Кручинкин, канд. техн. наук М.Л.
Лобков, инж. М.М. Мещеряков) для испытаний на вибростойкость,
сейсмостойкость образца, фрагмента, узлов крепления протяжных фрикционно
подвижных соединений (ФПС) по изобретениям проф ПГУПС А .М Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая»
Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения, состоит из двух фланцев
(нижний целевой), (верхний составной), в которых выполнены вертикальные
длинные овальные отверстия диаметром «D», шириной «Z» и длиной . Нижний
фланец охватывает верхний корпус трубы (трубопровода) . При монтаже
демпфирующего компенсатора, поднимается до верхнего предела, фиксируется
фрикци-болтами с контрольным натяжением, со стальной шпилькой болта, с
пропиленным в ней пазом и предварительно забитым в шпильке обожженным
медным клином. и тросовой пружинистой втулкой (гильзой) В стенке корпусов
виброизолирующей, сейсмоизолирующей кинематической опоры перпендикулярно оси
корпусов опоры выполнено восемь или более длинных овальных отверстий, в
которых установлен запирающий элемент-калиброванный фрикци –болт с тросовой
демпирующей втулкой, пружинистой гильзой, с забитым в паз стальной шпильки
болта стопорным ( пружинистым ) обожженным медным многослойным
упругопластичнм клином, с демпфирующей свинцовой шайбой и латунной втулкой
(гильзой).
Во фланцевом соединении растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами , с упругими демпферами сухого трения, трубно вида в виде скользящих
пластин , вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустимый ход
болта –шпильки ) соответствующий по ширине диаметру калиброванного фрикци болта, проходящего через этот паз. В нижней части демпфирующего
компенсатора, выполнен фланец для фланцевого подвижного соединения с длинными
овальными отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части корпуса
выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом, сооружением,
мостом
Сборка фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами , заключается в том, что составной ( сборный) фланцевое
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами, в виде
основного компенсатора по подвижной посадке с фланцевыми фрикционноподвижными соединениям (ФФПС). Паз фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами,, совмещают с поперечными
отверстиями трубчатой спиралевидной опоры в трущихся спиралевидных стенок
опоры , скрепленных фрикци-болтом (высота опоры максимальна). После этого
гайку затягивают тарировочным ключом с контрольным натяжением до заданного
усилия в зависимости от массы трубопровода,агрегата. Увеличение усилия затяжки
гайки на фрикци-болтах приводит к деформации корпуса и уменьшению зазоров от
«Z» до «Z1» в демпфирующем компенсаторе , что в свою очередь приводит к

93.

увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие в
крестообразной, трубчатой, квадратной опоре корпуса.
Величина усилия трения в сопряжении внутреннего и наружного корпусов для
фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами, зависит от величины усилия затяжки гайки (болта) с контролируемым
натяжением и для каждой конкретной конструкции и фланцевого соединение
растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами (компоновки,
габаритов, материалов, шероховатости и пружинистости стального тонкого
троса уложенного между контактирующими поверхностями деталей
поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально или
расчетным машинным способом в ПК SCAD.
Виброизоляция, сейсмоизолирующая фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами демпфирующего компенсатора , сверху и
снизу закреплена на фланцевых фрикционо-подвижных соединениях (ФФПС). Во
время вибрационных нагрузок или взрыве за счет трения между верхним и нижним
фланцевым соединением растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами, происходит поглощение вибрационной, взрывной и сейсмической энергии.
Фрикционно- подвижные соединения состоят из скрученных пружинистых тросовдемпферов сухого трения и свинцовыми (возможен вариант использования латунной
втулки или свинцовых шайб) поглотителями вибрационной , сейсмической и взрывной
энергии за счет демпфирующих фланцевых соединений в растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с тросовой втулки из скрученного тонкого
стального троса, пружинистых многослойных медных клиньев и сухого трения,
которые обеспечивают смещение опорных частей фрикционных соединений на
расчетную величину при превышении горизонтальных вибрационных, взрывных,
сейсмических нагрузок от вибрационных воздействий или величин, определяемых
расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама кинематическая опора
при этом начет раскачиваться, за счет выхода обожженных медных клиньев,
которые предварительно забиты в пропиленный паз стальной шпильки при
креплении опоры к нижнему и верхнему виброизолирующему поясу .
Податливые демпферы фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода
со скошенными торцами, представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую
стабильный коэффициент трения по упругой многослойной .
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками, натягиваемыми
динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие. Количество
болтов определяется с учетом воздействия собственного веса трубопровода
Сама составное фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с фланцевыми фрикционно - подвижными болтовыми
соединениями должна испытываться на сдвиг 1- 2 см
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками с обожженными
медными клиньями забитыми в пропиленный паз стальной шпильки, натягиваемыми
динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие с
контрольным натяжением.

94.

Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса
(массы) оборудования, сооружения, здания, моста, Расчетные усилия
рассчитываются по СП 16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* ) Стальные конструкции п.
14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04-274-2012 (02250), «Стальные конструкции»
Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
Фрикци-болт для стыкового демпфирующего косого соединения , фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами,
является энергопоглотителем пиковых ускорений (ЭПУ), с помощью которого,
поглощается вибрационная, взрывная, ветровая, сейсмическая, вибрационная
энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки
при землетрясении и при взрывной, ударной воздушной волне. Фрикци –болт
повышает надежность работы трубопровода, за счет уменьшения пиковых
ускорений, за счет использования протяжных фрикционных соединений, работающих
на растяжение на фрикци- болтах, установленных в длинные овальные отверстия с
контролируемым натяжением в протяжных соединениях согласно ТКП 45-5.04274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п.
14.3- 15.2.
Тросовая скрученная из стального тонкого троса ( диаметр 2 мм) втулка (гильза)
фрикци-болта при виброизоляции нагревается за счет трения между верхней
составной и нижней целевой пластинами (фрагменты опоры) до температуры
плавления и плавится, при этом поглощаются пиковые ускорения взрывной,
сейсмической энергии и исключается разрушение оборудования, ЛЭП, опор
электропередач, мостов, также исключается разрушение теплотрасс горячего
водоснабжения от тяжелого автотранспорта и вибрации от ж/д.
В основе виброзащиты с использованием фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами, с упругими демпферами сухого
трения на фрикционных соединениях, на фрикци-болтах с тросовой втулкой,
лежит принцип который, на научном языке называется "рассеивание", "поглощение"
сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Виброизолирующая , сейсмоизолирующая кинематическая опора рассчитана на одну
сейсмическую нагрузку (9 баллов), либо на одну взрывную нагрузку. После взрывной
или сейсмической нагрузки необходимо заменить смятые или сломанные
гофрированное виброиозирующее основание, в паз шпильки фрикци-болта,
демпфирующего узла забить новые демпфирующий и пружинистый медные клинья, с
помощью домкрата поднять, выровнять опору и затянуть болты на проектное
контролируемое протяжное натяжение.
При воздействии вибрационных, взрывных нагрузок , сейсмических нагрузок
превышающих силы трения в сопряжении в фланцевом соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами, с упругими демпферами сухого
трения, трубчатого вида , происходит сдвиг трущихся элементов типа шток,
корпуса опоры, в пределах длины спиралевидных паза выполненного в составных
частях нижней и верхней трубчатой опоры, без разрушения оборудования, здания,
сооружения, моста.
О характеристиках виброизолирующего демпфирующего компенсатора фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными

95.

торцами, сообщалось на научной XXVI Международной конференции
«Математическое и компьютерное моделирование в механике деформируемых сред
и конструкций», 28.09 -30-09.2015, СПб ГАСУ: «Испытание математических моделей
установленных на сейсмоизолирующих фланцевых фрикционно-подвижных
соединениях (ФФПС) и их реализация в ПК SCAD Office» (руководитель
испытательной лабораторией ОО "Сейсмофонд" можно ознакомиться на сайте:
https://www.youtube.com/watch?v=B-YaYyw-B6s&t=779s
С решениями фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами на фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФПС) и
демпфирующих узлов крепления (ДУК) (без раскрывания новизны технического
решения) можно ознакомиться: см. изобретения №№ 1143895, 1174616,1168755 SU,
№ 4,094,111 US Structural steel building frame having resilient connectors,
TW201400676 Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device (Тайвань).
https://www.maurer.eu/fileadmin/mediapool/01_products/Erdbebenschutzvorrichtungen/Bro
schueren_TechnischeInfo/MSO_Seismic-Brochure_A4_2017_Online.pdf
С лабораторными испытаниями демпфирующего косого компенсатора на основе
фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами на основе фланцевых фрикционно –подвижных соединений для
виброизоирующей кинематической опоры в ПКТИ Строй Тест , ул Афонская дом 2
можно ознакомиться по ссылке :
https://www.youtube.com/watch?v=XCQl5k_637E
https://www.youtube.com/watch?v=trhtS2tWUZo
https://www.youtube.com/watch?v=ktET4MHW-a8&t=756s
https://www.youtube.com/watch?v=rbO_ZQ3Iud8
https://www.youtube.com/watch?v=qH5ddqeDvE4
https://www.youtube.com/watch?v=sKeW_0jsSLg
Сопоставление с аналогами демпфирующего косого компенсатора для
трубопроводов на основе фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения,
показаны следующие существенные отличия:
1.Косое фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения выдерживает термические
нагрузки от перепада температуры при транспортировке по трубопроводу газа,
кислорода в больницк
2. Упругая податливость демпфирующего фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами регулируется прочностью
втулки тросовой
4. В отличие от резиновых неметаллических прокладок, свойства которой
ухудшаются со временем, из-за старения резины, свойства фланцевое косое
демпфирующее соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами, остаются неизменными во времени, а долговечность их такая же, как у
магистрального трубопровода.
Экономический эффект достигнут из-за повышения долговечности демпфирующей
упругого фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами , так как прокладки на фланцах быстро изнашивающаяся и

96.

стареющая резина , пружинные сложны при расчет и монтаже. Экономический
эффект достигнут также из-за удобства обслуживания узла при эксплуатации
фланцевого косого компенсатора соединение растянутых элементов трубопровода
со скошенными торцами
Литература которая использовалась для составления заявки на изобретение:
фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения косого компенсатора
1. Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка
методов расчетной оценки долговечности подкрановых путей производственных
зданий. Автореферат диссертации докт. техн. наук. - ЮУрГУ, Челябинск, 2002. 40 с.
2. Подкрановые конструкции. Патент 2067075. Россия МКИ В 66 С 7/00,
18.10.93. Бюл.№27, 1997.
3. Нежданов К.К., Туманов В.А., Нежданов А.К., Карев М.А. Патент России. RU
№2192383 С1 (Заявка №2000 119289/28 (020257), Подкрановая транспортная
конструкция. Опубликован 10.11.2002.
1. "СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ
И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ
СОЕДИНЕНИЙ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ
СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ
ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ" № 2010136746 E 04 C 2/09 Дата опубликования
20.01.2013
2. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
3. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл
№ 28
4.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992
5. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982
6. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982
7. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на
пористых заполнителях" 15.05.1988 8. Изобретение № 998300 "Захватное
устройство для колонн" 23.02.1983
9. Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011
10. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989
11. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка». Используется Японии.
12. Заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для
трубопроводов» F 16L 23/02 ,
13. Заявка на изобретение № 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора
сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02.
1.. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность»
2. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование
сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий».
3. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция
малоэтажных жилых зданий»,
4. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 2425 «Сейсмоизоляция малоэтажных зданий»,

97.

5. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости». .
6. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра»
8. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или
сэкономленные миллиарды»,
9. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» .
10. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре
года».
11. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии
возведения фундаментов без заглубления – дом на грунте. Строительство на
пучинистых и просадочных грунтах»
12. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной
организации инженеров «Сейсмофонд» –
Фонда «Защита и безопасность
городов» в области реформы ЖКХ.
13. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по
графику» Ждут ли через четыре года планету
«Земля глобальные и
разрушительные потрясения «звездотрясения» .
14. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25
«Датчик регистрации электромагнитных
волн, предупреждающий о
землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» и другие зарубежные
научные издания и
журналах за 1994- 2004 гг. изданиях С брошюрой «Как
построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта сейсмостойкого
строительства горцами Северного
Кавказа сторожевых башен» с.79 г.
Грозный –1996. в ГПБ им Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3 .
Формула изобретения косого фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого
трения
1. Фланцевое соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения,
демпфирующего косого компенсатора для магиастрального
трубопровода , содержащая: фланцевое соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами с упругими демпферами сухого
трения на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, с
одинаковой жесткостью с демпфирующий элементов при
многокаскадном демпфировании, для сейсмоизоляции трубопровода и
поглощение сейсмической энергии, в горизонтальнойи вертикальной
плоскости по лини нагрузки, при этом упругие демпфирующие косые
компенсаторы , выполнено в виде фланцевого соединение растянутых
элементов трубопровода со скошенными торцами
2. Фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения , повышенной
надежности с улучшенными демпфирующими свойствами, содержащая ,
сопряженный с ним подвижный узел с фланцевыми фрикционно-подвижными
соединениями и упругой втулкой (гильзой), закрепленные запорными

98.

элементами в виде протяжного соединения контактирующих поверхности
детали и накладок выполнены из пружинистого троса между
контактирующими поверхностями, с разных сторон, отличающийся тем,
что с целью повышения надежности демпфирующее сейсмоизоляции, с
демпфирующим эффектом с сухим трением, соединенные между собой с
помощью фрикционно-подвижных соединений с контрольным натяжением
фрикци-болтов с тросовой пружинистой втулкой (гильзы) , расположенных
в длинных овальных отверстиях , с помощью фрикци-болтами с медным
упругоплатичном, пружинистым многослойным, склеенным клином или
тросовым пружинистым зажимом , расположенной в коротком овальном
отверстии верха и низа косого компенсатора для трубопроводов
3. Способ фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со
скошенными торцами с упругими демпферами сухого трения, для
обеспечения несущей способности трубопровода на фрикционно подвижного соединения с высокопрочными фрикци-болтами с тросовой
втулкой (гильзой), включающий, контактирующие поверхности которых
предварительно обработанные, соединенные на высокопрочным фрикциболтом и гайкой при проектном значении усилия натяжения болта,
устанавливают на элемент сейсмоизолирующей опоры ( демпфирующей),
для определения усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на
накладку до момента ее сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем
сравнивают его с нормативной величиной показателя сравнения, далее, в
зависимости от величины отклонения, осуществляют коррекцию
технологии монтажа сейсмоизолирующей опоры, отличающийся тем, что
в качестве показателя сравнения используют проектное значение усилия
натяжения высокопрочного фрикци- болта с медным обожженным клином
забитым в пропиленный паз латунной шпильки с втулкой -гильзы из
стального тонкого троса , а определение усилия сдвига на образцесвидетеле осуществляют устройством, содержащим неподвижную и
сдвигаемую детали, узел сжатия и узел сдвига, выполненный в виде рычага,
установленного на валу с возможностью соединения его с неподвижной
частью устройства и имеющего отверстие под нагрузочный болт, а между
выступом рычага и тестовой накладкой помещают
самоустанавливающийся сухарик, выполненный из закаленного материала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отношении усилия сдвига к
проектному усилию натяжения высокопрочного фрикци-болта с втулкой и
тонкого стального троса в оплетке, диапазоне 0,54-0,60 корректировку
технологии монтажа сейсмоизолирующего антивибрационного косого
демпфирующего компенсатора , не производят, при отношении в
диапазоне 0,50-0,53 при монтаже увеличивают натяжение болта, а при
отношении менее 0,50, кроме увеличения усилия натяжения, дополнительно
проводят обработку контактирующих поверхностей фланцевого
соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными торцами

99.

с использованием цинконаполненной грунтовокой ЦВЭС , которая
используется при строительстве мостов https://vmpanticor.ru/publishing/265/2394/ http://docs.cntd.ru/document/1200093425.
Заявление в Государственный комитет по науке и технологиям Республики
Беларусь Национальный центр интеллектуальной собственности 220034 г
Минск ул Козлова 20 (017) 285-26-05 [email protected]
Ведущему специалисту центра экспертизы промышленной собственности Н.М.Бортнику 9 мая
2021
Авторы изобретения Фланцевого соединение растянутых элементов
трубопровода со скошенными торцами ветеран боевых действий,
Уздин Александр Михайлович и до аспиранты ПГУПС и СПб ГАСУ
Более подробно о применение косых демпфирующих
компенсаторов на фланцевых соединениях- растянутых
элементов трубопровода, со скошенными торцами и
упругими демпферами сухого трения . см по ссылке https://pptonline.org/906524 https://ppt-online.org/863664
Мажиев Х Н президент организации «Сейсмофонд» ИНН 2014000780
ОГРН 1022000000824, зам редактора газеты «Земля РОССИИ» (
свидетельство регистрации П 031 от 16.05.94, выданное СЗ рег
управлением Гос комитета РФ по печати ( г СПб) [email protected]
(921)962-67-78
Организация является разработчиком косого демпфирующего
компенсатора, фланцевого соединение растянутых элементов трубопровода со скошенными
торцами с упругими демпферами сухого трения
https://ppt-online.org/863664
F 16 L 23/02 F 16 L 51/00
Антисейсмическое фланцевое соединение трубопроводов
Реферат
Техническое решение относится к области строительства магистральных
трубопроводов и предназнечено для защиты шаровых кранов и
трубопровода от возможных вибрационных , сейсмических и взрывных

100.

воздействий Конструкция фрикци -болт выполненный из латунной
шпильки с забитмы медным обожженным клином позволяет обеспечить
надежный и быстрый погашение сейсмической нагрузки при
землетрясении, вибрационных вождействий от железнодорожного и
автомобильно транспорта и взрыве .Конструкция фрикци -болт,
состоит их латунной шпильки , с забитым в пропиленный паз медного
клина, которая жестко крепится на фланцевом фрикционно- подвижном
соединении (ФФПС) . Кроме того между энергопоглощаюим клином
вставляютмс свинффцовые шайбы с двух сторо, а латунная шпилька
вставлдяетт фв ФФПС с медным ободдженным кгильзоц или втулкой (
на чертеже не показана) 1-4 ил.
Описание изобретения Антисейсмическое фланцевое соединение
трубопроводов
Патент Великобритании № 1260143, кл. F 2 G, фиг. 2, 1972.
Бергер И. А. и др. Расчет на прочность деталей машин. М.,
«Машиностроение», 1966, с. 491. (54) (57) 1.
Антисейсмическое фланцевое соединение трубопроводов
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты шаровых
кранов и трубопроводов от сейсмических воздействий за счет
использования фрикционное- податливых соединений. Известны
фрикционные соединения для защиты объектов от динамических
воздействий. Известно, например, болтовое фланцевое соединение ,
патент RU №1425406, F16 L 23/02.
Соединение содержит металлические тарелки и прокладки. С
увеличением нагрузки происходит взаимное демпфирование колец тарелок.
Взаимное смещение происходит до упора фланцевого фрикционно
подвижного соедиения (ФФПС), при импульсных растягивающих
нагрузках при многокаскадном демпфировании, корые работают упруго.
Недостатками известного решения являются: ограничение
демпфирования по направлению воздействия только по горизонтали и
вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при расчетах изза разброса по трению. Известно также устройство для фрикционного
демпфирования и антисейсмических воздействий, патент SU 1145204, F
16 L 23/02 Антивибрационное фланцевое соединение трубопроводов
Устройство содержит базовое основание, нескольких сегментов -пружин
и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы.
Сжатие пружин создает демпфирование
Таким образом получаем фрикционно -подвижное соединение на
пружинах, которые выдерживает сейсмические нагрузки но, при
возникновении динамических, импульсных растягивающих нагрузок,

101.

взрывных, сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения
в сопряжениях, смещается от своего начального положения, при этом
сохраняет трубопровод без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции
и дороговизна, из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся
поверхностей и надежность болтовых креплений с пружинами
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции,
уменьшение количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного
или нескольких сопряжений в виде фрикци -болта , а также повышение
точности расчета при использования фрикци- болтовых демпфирующих
податливых креплений для шаровых кранов и трубопровода.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что с помощью
подвижного фрикци –болта с пропиленным пазом, в который забит
медный обожженный клин, с бронзовой втулкой (гильзой) и свинцовой
шайбой , установленный с возможностью перемещения вдоль оси и с
ограничением перемещения за счет деформации трубопровода под
действием запорного элемента в виде стопорного фрикци-болта с
пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в паз медным
обожженным клином.
Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого
трения с использованием латунной втулки или свинцовых шайб)
поглотителями сейсмической и взрывной энергии за счет сухого трения,
которые обеспечивают смещение опорных частей фрикционных
соединений на расчетную величину при превышении горизонтальных
сейсмических нагрузок от сейсмических воздействий или величин,
определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама
опора при этом начет раскачиваться за счет выхода обожженных
медных клиньев, которые предварительно забиты в пропиленный паз
стальной шпильки.
Фрикци-болт, является энергопоглотителем пиковых ускорений (ЭПУ), с
помощью которого, поглощается взрывная, ветровая, сейсмическая,
вибрационная энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные
растягивающие нагрузки при землетрясении и при взрывной, ударной
воздушной волне. Фрикци –болт повышает надежность работы
оборудования, сохраняет каркас здания, моста, ЛЭП, магистрального
трубопровода, за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет
использования протяжных фрикционных соединений, работающих на
растяжение на фрикци- болтах, установленных в длинные овальные
отверстия с контролируемым натяжением в протяжных соединениях
согласно ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013,
СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2.

102.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям
трубчатых элементов
Цель изобретения расширение области использования соединения в
сейсмоопасных районах .
На чертеже показано предлагаемое соединение, общий вид.
Соединение состоит из фланцев 1 и 2,латунного фрикци -болтов 3, гаек 4,
кольцевого уплотнителя 5.
Фланцы выполнены с помощью латунной шпильки с пропиленным пазом
куж забивается медный обожженный клин и снабжен
энергопоглощением .
Антисейсмический виброизоляторы выполнены в виде латунного фрикци
-болта с пропиленныым пазом , кужа забиваенься стопорный
обожженный медный, установленных на стержнях фрикци- болтов
Медный обожженный клин может быть также установлен с двух
сторон крана шарового
Болты снабжены амортизирующими шайбами из свинца:
расположенными в отверстиях фланцев.
Однако устройство в равной степени работоспособно, если
антисейсмическим или виброизолирующим является медный
обожженный клин .
Гашение многокаскадного демпфирования или вибраций, действующих в
продольном направлении, осуществляется смянанием с
энергопоглощением забитого медного обожженного клина
Виброизоляция в поперечном направлении обеспечивается свинцовыми
шайбами , расположенными между цилиндрическими выступами . При
этом промежуток между выступами, должен быть больше амплитуды
колебаний вибрирующего трубчатого элемента, Для обеспечения более
надежной виброизоляции и сейсмозащиты шарового кран с
трубопроводом в поперечном направлении, можно установить медный
втулки или гильзы ( на чертеже не показаны), которые служат
амортизирующие дополнительными упругими элементы
Упругими элементами , одновременно повышают герметичность
соединения, может служить стальной трос ( на чертеже не показан) .
Устройство работает следующим образом.

103.

В пропиленный паз латунно шпильки, плотно забивается медный
обожженный клин , который является амортизирующим элементом при
многокаскадном демпфировании .
Латунная шпилька с пропиленным пазом , располагается во фланцевом
соединени , выполненные из латунной шпильки с забиты с одинаковым
усилием медный обожженный клин , например латунная шпилька , по
названием фрикци-болт . Одновременно с уплотнением соединения оно
выполняет роль упругого элемента, воспринимающего вибрационные и
сейсмические нагрузки. Между выступами устанавливаются также
дополнительные упругие свинцовые шайбы , повышающие надежность
виброизоляции и герметичность соединения в условиях повышенных
вибронагрузок и сейсмонагрузки и давлений рабочей среды.
Затем монтируются подбиваются медный обожженные клинья с
одинаковым усилием , после чего производится стягивание соединения
гайками с контролируемым натяжением .
В процессе стягивания фланцы сдвигаются и сжимают медный
обожженный клин на строго определенную величину, обеспечивающую
рабочее состояние медного обожженного клина . свинцовые шайбы
применяются с одинаковой жесткостью с двух сторон .
Материалы медного обожженного клина и медных обожженных втулок
выбираются исходя из условия, чтобы их жесткость соответствовала
расчетной, обеспечивающей надежную сейсмомозащиту и виброизоляцию
и герметичность фланцевого соединения трубопровода и шаровых
кранов.
Наличие дополнительных упругих свинцовых шайб ( на чертеже не
показаны) повышает герметичность соединения и надежность его
работы в тяжелых условиях вибронагрузок при моногкаскадном
демпфировании
Жесткость сейсмозащиты и виброизоляторов в виде латунного фрикци болта определяется исходя из, частоты вынужденных колебаний
вибрирующего трубчатого элемента с учетом частоты собственных
колебаний всего соединения по следующей формуле:
Виброизоляция и сейсмоизоляция обеспечивается при условии, если
коэффициент динамичности фрикци -болта будет меньше единицы.
Формула
Антисейсмическое фланцевое соединение трубопроводов
Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ,
содержащее крепежные элементы, подпружиненные и

104.

энергопоглощающие со стороны одного из фланцев, амортизирующие в
виде латунного фрикци -болта с пропиленным пазом и забитым медным
обожженным клином с медной обожженной втулкой или гильзой ,
охватывающие крепежные элементы и установленные в отверстиях
фланцев, и уплотнительный элемент, фрикци-болт , отличающееся тем,
что, с целью расширения области использования соединения, фланцы
выполнены с помощью энергопоглощающего фрикци -болта , с забитимы
с одинаковм усилеи м медым обожженм коллином расположенными во
фоанцемом фрикционно-подвижном соедиении (ФФПС) ,
уплотнительными элемент выполнен в виде свинцовых тонких шайб ,
установленного между цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные
элементы подпружинены также на участке между фланцами, за счет
протяжности соединения по линии нагрузки .
2. Соединение по и. 1, отличающееся тем, что между медным
обожженным энергопоголощающим клином установлены тонкие
свинцовые или обожженные медные шайбы, а в латунную шпильку
устанавливает медная обожженная гильза или втулка .
Фиг 1
Фиг 2
Фиг 3
Фиг 4
Фиг 5

105.

Фиг 6
Фиг 7
Фиг 8
Фиг 9

106.

Продолжение см по ссылке : https://ppt-online.org/846042 https://engstroy.spbstu.ru/author/7179/
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,

107.

РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю.,
КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

108.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
Сборка ФПС
49
7
Список литературы
51

109.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в
частности, сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных
состояний конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические
реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от
экстремальных нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих
смещений нормальная эксплуатация сооружения, как правило, нарушается, однако исключается его
обрушение. Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после
экстремальных воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были
предложены фрикционно-подвижные болтовые соединения.
Под фрикционно-подвижными соединениями (ФПС) понимаются соединения металлоконструкций
высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в соединяемых деталях
выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок. При экстремальных
нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 3-4 диаметров
используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд особенностей и
существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях оказывается
возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим
интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86
г.г. эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в
строительных конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в
упомянутых работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для
реализации принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний
необходимо фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения
по трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400
кН, что в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения.
Именно эту цель преследовали предложения [3,14-17].

110.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
способы
обработки
соединяемых
листов,
обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали,
что расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения
общей теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых
ФПС. Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику
строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных
случаях и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и

111.

сооружений с такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое
изложение теории работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и
технология монтажа ФПС.

112.

Стихи посвящаются в честь 142 й годовщины
со дня рождения Сталина о его роли в истории
Стихи о великом Сталине от русского народа !
При Сталине цены снижались, при Путине цены растут .
При Сталине нас уважали, при путине быдлом зовут
Жили мы тогда сложно- разруха после войны.
Но Вождь умом надежным, вел руководство страны
За роскошью не гонялся, одной с нами жизнью жил,
В кое -какой одежонке, всю свою жизнь проходил.
Яхты себе не строил, отелей не покупал.
В Америке деньги не прятал -Родине все отдавал !
С гор , как дурак не катался, если Отчизна в беде,
Делами страны занимался, порядок навел везде!
Сталин спасал всех детишек, оставшихся без матерей,
Сегодня буржуи на "запчасти" скупают несчастных детей.
А после в пьяном угаре , хвастает "новый крутой"
Как сатанинские козни творил он над сиротой.
Власти таких не накажут- они из колоды одной ,
За ними "права человека" и за кремлевской стеной.
При Сталине что продавалось, то с выгодой для страны.
При Путине , что продается идет мимо казны.
При Сталине , если воруешь в тюрьму, а предатель - в расход !
За это его ненавидит, весь "демократический " сброд
Сталин страну оставил -что мир весь завидовал нам !
Да не в те руки попала - иудам и холуям !
Много ума не надо- мертвого оскорблять.
Он же ему живому , были пятки готовы лизать.
Труды его не издаются. Враги продолжают хитрить.
Им , надо от молодежи, правду о гении скрыть.
Но, Как -бы ни измывался очередной подлей,
Сталин для нас был и будет -Вождь дорогой и Отец !
Когда наш Вождь скончался, рухнула будто стена
Зря человек не заплачет. О нем рыдала страна !

113.

114.

115.

Несмотря на призывы Пу не переписывать историю, в самой России
при активном участии самого Пу вовсю идет переписывание
советского периода истории. Переписывание путем очернения,
замалчивания и десоветизации всех знаковых побед и достижений
СССР, начиная с объявленной
http://kremlin.ru/events/president/news/64406 самим Пу
деидеологизации, а значит десоветизации величайшего подвига
советского строя и народа -- Победы в Великой Отечественной войне.
И это в в первую очередь касается двух знаковых фигур советского
периода: основателя СССР -- Ленина, мавзолей которого с 2004 года
всякий раз закрывается фанерой на День Победы, а также создателя
СССР -- Иосифа Сталина, имя которого, если и упоминается властями,
то исключительного в негативном или уничижительном контексте. А в
дни празднования Победы в Великой Отечественной войне его будто и
вовсе не существует для официальных лиц из Кремля. В результате
складывается просто неприличная ситуация, когда мы – единственная в
мире страна см продолжение :
https://vk.com/@ussr.today-v-142-u-godovschinu-so-dnya-rozhdeniyastalina-o-ego-roli-v
https://gulagu-net.ru/
В 142- ю годовщину со дня рождения Сталина : о его роли в истории
просто факты https://vk.com/@sulakshin-v-142-u-godovschinu-so-dnyarozhdeniya-stalina-o-ego-roli-v
https://burckina-new.livejournal.com/2306863.html
https://back-in-ussr.com/2018/02/30-interesnyh-faktov-o-staline.html
https://ok.ru/victoraryshev/topic/152526644907296
https://www.liveinternet.ru/community/lj_burckina_new/post478797566/

116.

117.

118.

119.

120.

121.

122.

123.

124.

125.

126.

127.

128.

129.

130.

131.

132.

133.

134.

135.

136.

137.

138.

139.

140.

141.

142.

143.

144.

145.

146.

147.

148.

149.

150.

151.

152.

153.

154.

155.

156.

157.

158.

159.

Мажиев Х.Н. Президент организации «Сейсмофонд» ОГРН :
1022000000824 ИНН 2014000780 [email protected] Научные
консультанты от СПб ГАСУ , ПГУПС : Х.Н.Мажиев, ученый секретарь
кафедры ТСМиМ СПб ГАСУ , заместитель руководителя ИЦ «СПб
ГАСУ» И. У. Аубакирова ИНН 2014000780.
Изобретатель СССР Андреев Борис Александрович, автор
конструктивного решения по обеспечению термической стойкости
теплотрасс , с креплением косого компенсатора к трубопроводам с
помощью фланцевых фрикционноподвижных болтовых демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных
в длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП
А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748
«Стыковое соединение растянутых элементов» и использования
фрикционно -демпфирующих опор с зафиксированными запорными
элементов в штоке, по линии температурной нагрузки , согласно
изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» для обеспечения
надежности технологических трубопроводов , преимущественно при
растягивающих и динамических нагрузках и улучшения демпфирующих
свойств технологических трубопроводов , согласно изобретениям проф
ПГУПС дтн проф Уздина А М №№ 1168755, 1174616, 1143895 и
внедренные в США
Автор отечественной фрикционо- кинематической, демпфирующего
косого компенсатора , для поглощения термической нагрузки, с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых
фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов
(ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов» проф дтн ПГУПC Уздин А М
https://ppt-online.org/861718
Испытательного центра СПбГАСУ, аккредитован Федеральной службой
по аккредитации (аттестат № RA.RU.21СТ39, выд. 27.05.2015),
организация "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824, ФГБОУ СПб ГАСУ №
RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул., д. 4,
ИЦ «ПКТИ Строй-ТЕСТ», «Сейсмофонд» ИНН: 2014000780 https://pptonline.org/860558
https://ppt-online.org/825865
Материалы лабораторных испытаний фрагментов и узлов ФПС для
трубопроводо: Численное моделирование на сдвиг трубопровода в
программном комплексе SCAD Office, согласно изобретения №№ 2423820,

160.

887743, демпфирующих компенсаторов на фрикционно-подвижных
болтовых соединениях, для восприятия термических усилий, за счет
трения , при растягивающих нагрузках в крепежных элементах с
овальными отверстиями, по линии нагрузки ( изобретения №№ 1143895,
1168755, 1174616 ,165076, 2010136746 или формирование
прогрессирующего обрушения трубопроводов от взрыва газа, кислорода и
обеспечение надежности трубопроводов с использованием в стыковых
соединений труб в растянутых зонах, компенсаторов на фрикционноподвижных болтовых соединениях для обеспечения взрвостойкости
трубопроводов и для обеспечения многокаскадного демпфирования при
импульсных растягивающих нагрузках на трубопровод согласно
изобретениям проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165075 «Опора сейсмостойкая», 2010136746 «Способ защиты
зданий сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойсчивых
соединений , использующие систему демпфирования фрикционности и
сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии»,887747
«Стыковое соединение растянутых зон», 2382151, 2208098 , 2629514 и
опыт применения программного комплекса SCAD Office для фрикционноподвижных соединениях - нелинейным методом расчета, методом
оптимизации и идентификации статических задач теории устойчивости
трубопровода Организация - Фонд поддержки и развития сейсмостойкого
строительства "Защита и безопасность городов» - «Сейсмофонд» ИНН –
2014000780 при СПб ГАСУ хранятся в СПб ГАСУ на кафедре
строительных конструкций [email protected] (921) 962-67-78 и
направлены в ЖКХ СПб и ЛО и МО 68 "Озеро Долгое" для рассмотрения
на Научном техническом Совете МО 68
Редактор газеты «Земля РОССИИ» Быченок Владимир Сергеевич, позывной «ВДВ»,
спецподразделение «ГРОМ», бригада "Оплот" г. Дебальцево, ДНР, Донецкая область.
1992 г.р, участвовал в обороне города Иловайск http://www.gazetazemlyarossii6.narod.ru
Редактор ИА "Крестьянского информационного агентство" Данилику Павлу
Викторовичу, позывной "Ден" , 2 батальон 5 бригады "Оплот" ДНР.(участнику боя
при обороне Логвиново, запирая Дебальцевский котел, д.р 6.02.1983), сотрудник
отдела Государственного института «ГРОЗГИПРОНЕФТЕХИМ», мл. сержанту
в/ч 21209 г.Грозный, специалист по СПОСОБу УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ СМЕЩЕНИЙ ВО ФРАГМЕНТАХ
СЕЙСМОАКТИВНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ № 2273035, направленным взрывом в разломах, в среде
вычислительного комплекса SCAD Offiсe [email protected]
С оригиналом свидетельством газеты «Земля РОССИИ» № П 0931 от 16
мая 1994 можно ознакомится по ссылке https://disk.yandex.ru/i/xzY6tRNktTq0SQ
https://ppt-online.org/962861

161.

С оригиналом свидетельство о регистрации «Крестьянского
информационного агентство» № П 4014 от 14 октября 1999 г можно
ознакомится по ссылке https://disk.yandex.ru/i/8ZF2bZg0sAs-Iw https://ppt-online.org/962861
Соглано Закона РФ от 27.12.1991 N 2124-1 (ред. от 01.07.2021) "О средствах массовой
информации" (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.08.2021)
Статья 12. СМИ Освобождение от регистрации и не требуется регистрация: периодических
печатных изданий,
тиражом менее одной тысячи экземпляров;
Ознакомится с регистрацией в Управлении Роскомнадзора по Северо -западному
федеральному округу от 19 октября 2017 входящий № 20975/78-сми, основной
документ 6 стр , приложение пакет документов ИА "Крестьянское
информационное агентство" в Роскомнадзоре СПб ул Галерная дом 27, 190000 тел
678-95-29 678-95-57 [email protected] зам рук И.М.Парнас, исп Мельник Д.Ю
570-44-76 нач отдела С.Ю.Макаров, исп Толмачева Е.Н 315-36-83 см. ссылки
https://disk.yandex.ru/i/UHk7529c3Uk6LA https://ppt-online.org/988149
Адрес электронной почты редакции газеты "Земля РОССИИ" и ИА "Крестьянское
информационно агентство"
[email protected] [email protected]
тел (911) 175-84-65,
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю.,
КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

162.

163.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
Сборка ФПС
49
7
Список литературы
51

164.

2. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в
частности, сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных
состояний конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические
реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от
экстремальных нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих
смещений нормальная эксплуатация сооружения, как правило, нарушается, однако исключается его
обрушение. Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после
экстремальных воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были
предложены фрикционно-подвижные болтовые соединения.
Под
фрикционно-подвижными
соединениями
(ФПС)
понимаются
соединения
металлоконструкций высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в
соединяемых деталях выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок.
При экстремальных нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 34 диаметров используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд
особенностей и существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях
оказывается возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и
другим интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86
г.г. эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в
строительных конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в
упомянутых работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для
реализации принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний
необходимо фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения
по трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400
кН, что в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения.
Именно эту цель преследовали предложения [3,14-17].

165.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
способы
обработки
соединяемых
листов,
обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали,
что расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения
общей теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых
ФПС. Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику
строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных
случаях и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и

166.

сооружений с такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое
изложение теории работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и
технология монтажа ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что
надежные и долговечные машины, оборудование и приборы могут быть
созданы только при удачном решении теоретических и прикладных задач
сухого и вязкого трения, смазки и износа, т.е. задач трибологии и
триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение
(трибос – трение, логос – наука). Трибология охватывает экспериментальнотеоретические
результаты
исследований
физических
(механических,
электрических, магнитных, тепловых), химических, биологических и других
явлений, связанных с трением.
Триботехника
трибологии
при
–
это
система
знаний
проектировании,
о
практическом
изготовлении
и
применении
эксплуатации
трибологических систем.
С
трением
связан
износ
соприкасающихся
тел
–
разрушение
поверхностных слоев деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых
соединениях. Качество соединения определяется внешним трением в витках
резьбы и в торце гайки и головки болта (винта) с соприкасающейся деталью
или шайбой. Основная характеристика крепежного резьбового соединения –
усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и стабильности моментов
сил
трения
сцепления,
возникающих
при
завинчивании.
Момент
сил
сопротивления затяжке содержит две составляющих: одна обусловлена
молекулярным воздействием в зоне фактического касания тел, вторая –
деформированием
тончайших
поверхностей
микронеровностями взаимодействующих деталей.
слоев
контактирующими

167.

Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд
коэффициентов,
установленных
в
результате
экспериментальных
исследований. Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках
«Трение, изнашивание и смазка» [22](в двух томах) и «Полимеры в узлах
трения машин и приборах» [13], изданных в 1978-1980 г.г. издательством
«Машиностроение». Эти Справочники не потеряли своей актуальности и
научной обоснованности и в настоящее время. Полезный для практического
использования материал содержится также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее
трение, пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении
соприкасающихся газообразных, жидких и твердых тел и вызывающее
сопротивление движению тел или переходу из состояния покоя в движение
относительно конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде,
а также при наличии смазки в области механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и
внутренне трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел,
находящихся в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению
зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от
состояния внутренних частей каждого тела. При внешнем трении переход
части механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит только
вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц
одного и того же тела (твердого, жидкого или газообразного). Например,
внутреннее трение возникает при изгибе металлической пластины или

168.

проволоки, при движении жидкости в трубе (слой жидкости, соприкасающийся
со стенкой трубы, неподвижен, другие слои движутся с разными скоростями и
между ними возникает трение). При внутреннем трении часть механической
энергии переходит во внутреннюю энергию тела.
Внешнее
трение
соприкосновения
в
твердых
чистом
тел
без
виде
возникает
смазочной
только
прослойки
в
случае
между
ними
(идеальный случай). Если толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения не
отличается от механизма внутреннего трения в жидкости. Если толщина
смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или граничным). В
этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого трения, либо с точки
зрения вязкого трения (это зависит от требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено
представление о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в
науку в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом
Томсоном (лордом Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (14521519). В 1519 г. он сформулировал закон трения: сила трения, возникающая
при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке
(силе прижатия тел), при этом коэффициент пропорциональности – величина
постоянная и равна 0,25:
F 0 ,25 N .
Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским
механиком и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в науку понятие
1)
[Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения
в котором перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21 год; в 22 года он стал
профессором математики. В 1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии
наук, а в 1851 г. (в 27 лет) он стал членом Лондонского королевского общества и 5 лет был его
президентом].
2)
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.

169.

коэффициента трения как французской константы и предложил формулу силы
трения скольжения:
F f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной
плоскости) впервые предложил формулу:
f tg ,
где f – коэффициент трения; - угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения
Леонарда да Винчи – Амонтона:
F f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного
движения тела по наклонной плоскости:
f tg
2S
g t 2 cos 2
,
где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке
длиной S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г. Шарль
Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены результатами
работ ученых XIX и XX веков, которые более полно раскрыли понятия силы
трения покоя (силы сцепления) и силы трения скольжения, а также понятия о
трении качения и трении верчения.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы
Кулона,
учитывая
все
новые
и
новые
результаты
физико-химических
исследований явления трения. Из этих исследований наиболее важными
являются исследования природы трения.
Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее. Поверхность
любого
твердого
тела
обладает
микронеровностями,
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук
шероховатостью

170.

[шероховатость
поверхности
классов)
характеристикой
–
оценивается
«классом
качества
шероховатости»
обработки
(14
поверхности:
среднеарифметическим отклонением профиля микронеровностей от средней
линии и высотой неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел –
источник трения. К этому добавляются силы молекулярного сцепления между
частицами,
принадлежащими
разным
телам,
вызывающим
прилипание
поверхностей (адгезию) тел.
Работа
внешней
силы,
приложенной
к
телу,
преодолевающей
молекулярное сцепление и деформирующей микронеровности, определяет
механическую энергию тела, которая затрачивается частично на деформацию
(или даже разрушение) микронеровностей, частично на нагревание трущихся
тел (превращается в тепловую энергию), частично на звуковые эффекты –
скрип, шум, потрескивание и т.п. (превращается в акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и
электромагнитное поля молекул и атомов соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых надо
учесть сухое трение, достаточно использовать те законы сухого трения,
которые открыты Кулоном.
В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона)
даются в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по
поверхности тела В всегда направлена в сторону, противоположную скорости
тела А относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя) направлена в
сторону, противоположную возможной скорости (рис.2.1, а и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы трения
скольжения не совпадает с линией действия вектора скорости. (Изотропным
называется сухое трение, характеризующееся одинаковым сопротивлением
движению тела по поверхности другого тела в любом направлении, в
противном случае сухое трение считается анизотропным).

171.

Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную
поверхность
(или
нормальной
реакции
этой
поверхности),
при
этом
коэффициент трения скольжения принимается постоянным и определяется
опытным путем для каждой пары соприкасающихся тел. Коэффициент трения
скольжения зависит от рода материала и его физических свойств, а также от
степени обработки поверхностей соприкасающихся тел:
(рис. 2.1 в).
FСК fСК N
Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
X
G
N
Fсц
а)
в)
б)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на
опорную поверхность (или нормальной реакции этой поверхности) и не может
быть
больше
максимального
значения,
определяемого
произведением
коэффициента сцепления на силу давления (или на нормальную реакцию
опорной поверхности):
FСЦ f СЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным путем в
момент перехода тела из состояния покоя в движение, всегда больше
коэффициента трения скольжения для одной и той же пары соприкасающихся
тел:
f СЦ f СК .
Отсюда следует, что:
max
FСЦ
FСК ,

172.

поэтому график изменения силы трения скольжения от времени движения
тела, к которому приложена эта сила, имеет вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения
max до
скольжения за очень короткий промежуток времени изменяется от FСЦ
FСК (рис.2.2). Этим промежутком времени часто пренебрегают.
В последние десятилетия экспериментально показано, что коэффициент
трения скольжения зависит от скорости (законы Кулона установлены при
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
Vкр
Рис. 2. 3
равномерном движении тел в диапазоне невысоких скоростей – до 10 м/с).
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком f СК ( v )
(рис.2.3).
v0
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени, когда
сила FСК достигнет своего нормального значения FСК fСК N ,
v КР
- критическое значение скорости, после которого происходит
незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек (этот
эффект впоследствии был подтвержден исследованиями других ученых).
Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в
основном, справедливы, на основе адгезионной теории трения предложил
новую формулу для определения силы трения скольжения (модернизировав
предложенную Кулоном формулу):
FСК fСК N S p0 .

173.

[У Кулона: FСК fСК N А , где величина А не раскрыта].
В формуле Дерягина: S – истинная площадь соприкосновения тел
(контактная площадь), р0 - удельная (на единицу площади) сила прилипания
или сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности от
другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения зависит от
нагрузки N (при соизмеримости сил N и
S p0 )
- fСК ( N ) , причем при
увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей деформируются и
сглаживаются, поверхности тел становятся менее шероховатыми). Однако, эта
зависимость учитывается только в очень тонких экспериментах при решении
задач особого рода.
Во многих случаях S p0 N , поэтому в задачах классической механики, в
которых следует учесть силу сухого трения, пользуются, в основном, законом
Кулона, а значения коэффициента трения скольжения и коэффициента
сцепления определяют по таблице из справочников физики (эта таблица
содержит значения коэффициентов, установленных еще в 1830-х годах
французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных материалов)
и дополненных более поздними экспериментальными данными. [Артур Морен
(1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской академии
наук, автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения
скольжения
составляет
с
прямой,
по
которой
направлена
скорость
материальной точки угол:
arctg
Fn
,
Fτ
где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и
касательную к траектории материальной точки, при этом модуль вектора FCK
определяется формулой: FCK Fn2 Fτ2 . (Значения Fn и Fτ определяются по
методике Минкина-Доронина).

174.

Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности другого
тела, в результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были
проведены эксперименты по определению сопротивления качению колеса
вагона или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов
или шариков в подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено,
что сопротивление качению (на примере колеса и рельса) является следствием
трех факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2)
зацепление
бугорков
неровностей
и
молекулярное
сцепление
(являющиеся в то же время причиной возникновения качения колеса по
рельсу);
3)
трение
скольжения
при
неравномерном
движении
колеса (при
ускоренном или замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное
влияние
всех
трех
факторов
учитывается
общим
коэффициентом трения качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу
абсолютно твердого тела надо отбросить и рассматривать деформацию
соприкасающихся тел в области контактной площадки.

175.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны
контакта смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно набегающего
на впереди лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках
контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N и G
( G - сила тяжести) оказывает сопротивление качению (возникновение качения
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
обязано силе сцепления FСЦ , которая образует вторую составляющую полной
реакции опорной поверхности).
Момент пары сил N , G называется моментом сопротивления качению.
Плечо
пары
сил
«к»
называется
коэффициентом трения качения. Он имеет
размерность длины.
Fсопр
Vс
C
Момент
сопротивления
качению
определяется формулой:
MC N k ,
где N - реакция поверхности рельса,
Fсц
N
равная вертикальной нагрузке на колесо с
учетом его веса.
Рис. 2.5
Колесо, катящееся по рельсу, испытывает
сопротивление движению, которое можно отразить силой сопротивления Fсопр ,

176.

приложенной к центру колеса (рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус
колеса,
откуда
Fсопр N
k
N h,
R
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h
k
R
во много раз
меньше коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся тел, то
сила Fсопр на один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было
известно еще в древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел
роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N
показывают
без
смещения
в
сторону
скорости
(колесо
и
рельс
рассматриваются условно как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления
качению. Для колеса железнодорожного экипажа и рельса рост сопротивления
качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час и происходит по
параболическому
закону.
Это
объясняется
деформациями
колес
и
гистерезисными потерями, что влияет на коэффициент трения качения.
Трение верчения
Трение верчения возникает при вращении тела,
опирающегося на некоторую поверхность. В этом
случае следует рассматривать зону контакта тел, в
Fск
Fск
r
О
Fск
точках которой возникают силы трения скольжения
FСК (если контакт происходит в одной точке, то
трение верчения отсутствует – идеальный случай)
(рис.2.6).
Рис. 2.6.

177.

А
–
зона
контакта
вращающегося
тела,
ось
вращения
которого
перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения скольжения, если их
привести к центру круга (при изотропном трении), приводятся к паре сил
сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех
точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту
поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или
оси стрелки компаса острием и опорной плоскостью. Момент сопротивления
верчению стремятся уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин,
алмаз и другие хорошо отполированные очень прочные материалы, для
которых коэффициент трения скольжения менее 0,05, при этом радиус круга
опорной площадки достигает долей мм. (В наручных часах, например, М сопр
менее 5 10 5 мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
f ск
к (мм)
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
Процессы износа контактных поверхностей при трении
Молекулярное
сцепление
приводит
к
образованию
связей
между
трущимися парами. При сдвиге они разрушаются. Из-за шероховатости
поверхностей трения контактирование пар происходит площадками. На

178.

площадках с небольшим давлением имеет место упругая, а с большим
давлением - пластическая деформация. Фактическая площадь соприкасания
пар представляется суммой малых площадок. Размеры площадок контакта
достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки они растут и объединяются. В
процессе разрушения контактных площадок выделяется тепло, и могут
происходить химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного
износа, молекулярно-механический - в форме пластической деформации или
хрупкого разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и
окислительного износа. Активным фактором износа служит газовая среда,
порождающая
окислительный
износ.
Образование
окисной
пленки
предохраняет пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота
обусловливает физико-химические процессы в слое трения, переводящие
связующие в жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические
материалы на железной основе способствуют повышению коэффициента
трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому
локальному износу и увеличению контурной площади соприкосновения тел.
При
медленной
приработке
локальные
температуры
приводят
к
нежелательным местным изменениям фрикционного материала. Попадание
пыли, песка и других инородных частиц из окружающей среды приводит к
абразивному разрушению не только контактируемого слоя, но и более
глубоких слоев. Чрезмерное давление, превышающее порог схватывания,
приводит к разрушению окисной пленки, местным вырывам материала с
последующим, абразивным разрушением поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность условий
эксплуатации:
давление
поверхностей
трения,
скорость
относительного
скольжения пар, длительность одного цикла нагружения, среднечасовое число
нагружений, температура контактного слоя трения.

179.

Главные требования, предъявляемые к трущимся парам, включают
стабильность коэффициента трения, высокую износостойкость пары трения,
малые модуль упругости и твердость материала, низкий коэффициент
теплового расширения, стабильность физико-химического состава и свойств
поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость фрикционного материала,
достаточная механическая прочность, антикоррозийность, несхватываемость,
теплостойкость и другие фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии
изготовления
деталей,
фрикционных
даже
в
элементов; отклонения
пределах
установленных
размеров отдельных
допусков;
несовершенство
конструктивного исполнения с большой чувствительностью к изменению
коэффициента трения.
Абразивный
износ
фрикционных
пар
подчиняется
следующим
закономерностям. Износ пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
k s v
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу
пути трения пропорциональна удельной нагрузке р,
kp p
s
Мера
(2.3)
интенсивности
износа
рv
не
должна
превосходить
нормы,
определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется
интегральной функцией времени или пути трения
t
s
k p pvdt k p pds .
0
(2.4)
0
В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален
работе сил трения W

180.

k w W
kp
f
s
W ; W Fds .
(2.5)
0
Здесь сила трения F=f N = f p ; где f – коэффициент трения, N – сила
нормального давления; - контурная площадь касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар E и
окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а sin t за
период колебаний Т == 2л/ определяется силой трения F и амплитудой
колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
3.1. Исходные посылки для разработки методики
расчета ФПС
Исходными посылками для разработки методики расчета ФПС
являются
экспериментальные
исследования
одноболтовых
нахлесточных соединений [13], позволяющие вскрыть основные
особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг.
были выполнены экспериментальные исследования деформирования
нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии
работы, показанных на рис. 3.1.

181.

На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности
соединения [Т], рассчитанной как для обычного соединения на
фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по
контактным плоскостям соединяемых элементов при сохраняющих
неподвижность шайбах высокопрочных болтов. При этом за счет
деформации болтов в них растет сила натяжения, и как следствие
растут силы трения по всем плоскостям контактов.
На третьей стадии происходит
срыв с места одной из шайб и
дальнейшее взаимное смещение
соединяемых
элементов.
процессе
В
подвижки
наблюдается интенсивный износ
во
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
1 – упругая работа ФПС;
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
всех
контактных
парах,
сопровождающийся
падением
натяжения
болтов
и,
следствие,
снижение
как
несущей
способности соединения.
В
процессе
испытаний
наблюдались следующие случаи
выхода из строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
• значительные пластические деформации болта, приводящие к
его
необратимому
удлинению
и
исключению
“обратном ходе" элементов соединения;
из
работы
при

182.

• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к
ослаблению болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные
результаты
экспериментальных
исследований
представляют двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной
стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений
с ФПС важно задать диаграмму деформирования соединения. С
другой стороны необходимо определить возможность перехода ФПС в
предельное состояние.
Для
описания
диаграммы
деформирования
наиболее
существенным представляется факт интенсивного износа трущихся
элементов соединения, приводящий к падению сил натяжения болта
и несущей способности соединения. Этот эффект должен определять
работу как стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для нахлесточных
ФПС важным является и дополнительный рост сил натяжения
вследствие деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное
состояние необходимы следующие проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае
исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент
закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие,
что закрытие зазора приводит к недопустимому росту ускорений в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
(в)
заменяются
проверкой,
ограничивающей перемещения ФПС и величиной фактического
зазора в соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и
подвижке в соединении должно базироваться на задании диаграммы

183.

деформирования
соединения,
представляющей
зависимость
его
несущей способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому
получение зависимости Т(s) является основным для разработки
методов
расчета
ФПС
и
сооружений
с
такими
соединениями.
Отмеченные особенности учитываются далее при изложении теории
работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей
способности ФПС
Для
построения
общего
уравнения
деформирования
ФПС
обратимся к более сложному случаю нахлесточного соединения,
характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В
случае стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет
отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных
фрикционных соединений. На второй и третьей стадиях работы
несущая способность соединения поменяется вследствие изменения
натяжения болта. В свою очередь натяжение болта определяется его
деформацией (на второй стадии деформирования нахлесточных
соединений) и износом трущихся поверхностей листов пакета при их
взаимном
смещении.
При
этом
для
теоретического
описания
диаграммы деформирования воспользуемся классической теорией
износа
[5,
14,
23],
согласно
которой
скорость
износа
V
пропорциональна силе нормального давления (натяжения болта) N:
V K N,
(3.1)
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в
виде:
N N0 a N1 N2
(3.2)

184.

здесь N 0 - начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
a
EF , где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
l
N1 k f ( s ) -
увеличение
натяжения
болта
вследствие
его
деформации;
N2 ( s ) - падение натяжения болта вследствие его пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении, - износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1 N 2 0 .
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V
можно представить в виде:
V
d d ds
V ср ,
dt
ds dt
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a k N0 к f ( s ) ( s ) ,
(3.4)
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
k N0 a
1
1 e
kas
k e ka( s z ) k f ( z ) ( z ) dz ,
s
0
или
k N0 a
1
e
kas
s
k k f ( z ) ( z ) e kazdz N0 a 1 .
0
(3.5)
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно
упрощается, так как в этом случае N 1 N 2 0 , и обращаются в 0
функции
f(z)
и
( z ) ,
входящие в (3.5). С учетом сказанного
использование интеграла. (3.5) позволяет получить следующую
формулу для определения величины износа :

185.

1 e kas k N0 a 1
(3.6)
Падение натяжения N при этом составит:
N 1 e kas k N0 ,
а
(3.7)
несущая
соединений
способность
определяется
по
формуле:
T T0 f N T0 f 1 e kas k N 0 a 1
T0 1 1 e kas k a 1 .
(3.8)
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
Как
видно
из
полученной
формулы относительная несущая
способность соединения КТ =Т/Т0
определяется
всего
двумя
параметрами - коэффициентом износа k и жесткостью болта на
растяжение а. Эти параметры могут быть заданы с достаточной
точностью и необходимые для этого данные имеются в справочной
литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24
мм и коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях
толщины пакета l, определяющей жесткость болта а. При этом для
наглядности несущая способность соединения Т отнесена к своему
начальному значению T0, т.е. графические зависимости представлены
в безразмерной форме. Как видно из
рисунка, с ростом толщины пакета
падает влияние
износа
листов
на
несущую способность соединений. В
целом падение несущей способности
соединений весьма существенно и при
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
реальных величинах подвижки s
2 3см
составляет
для
стыковых

186.

соединений 80-94%. Весьма существенно на характер падений
несущей способности соединения сказывается коэффициент износа k.
На рис.3.3 приведены зависимости несущей способности соединения
от величины подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей
способности соединения превосходит 50%. Такое падение натяжения
должно приводить к существенному росту взаимных смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в
инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет
приводить к снижению нагрузки, передаваемой соединением. Это
позволяет при использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего
элемента конструкции рассчитывать усилия в ней, моделируя ФПС
демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом
функций f(s) и >(s).Функция f(s) зависит от удлинения болта
вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x ) s sin
x
2l
(3.9)
,
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки
(рис. 3.3), то длина искривленной оси стержня составит:
1
L
2
1
1
2
1
2
2
du
1 dx
dx
1
s 2 2
1
2
x
8l 2 1
2
2l
2
cos
1 s
2
4l
2
dx 1
cos
2l
1
dx
2
2 2
1 s cos x dx
8l 2
2l
1
2
s 2 2
.
8l
Удлинение болта при этом определится по формуле:
s 2 2
l L l
.
8l
(3.10)

187.

Учитывая,
что
приближенность
представления
(3.9)
компенсируется коэффициентом k, который может быть определен из
экспериментальных данных, получим следующее представление для
f(s):
f(s) s
2
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела
болта будет иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при
s < s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции (s). При этом необходимо
учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s
некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при
котором напряжения в стержне достигнут предела текучести,
т.е.:
lim ( N0 кf ( s ) ( s )) 0 .
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего
вида:
( s ) N пл ( NТ N пл ) ( 1 e q( s S пл ) ) 1 ( s s0 ) ( s S пл).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к
следующим зависимостям износа листов пакета от перемещения s:
при s<Sпл
s
N0
k
2
2
( 1 e k1as ) s 2
s
1 e k1as ,
a
al
k1a
k1a 2
при Sпл< s<S0
(3.14)

188.

( s ) I ( Sпл ) k1(
( S пл s )
e
e
),
NT
N N пл
1 ek1a( S пл s ) T
k1a
k1 a
(3.15)
k1a( S пл s )
при s<S0
( s ) II ( S0 )
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
Несущая
способность
(3.16)
соединения
определяется
при
этом
выражением:
(3.17)
T T0 fv a .
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от
скорости
подвижки
v.
Ниже
мы
используем
наиболее
распространенную зависимость коэффициента трения от скорости,
записываемую в виде:
f
f0
,
1 kvV
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная
зависимость
содержит
9
неопределенных
параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны
определяться из данных эксперимента.
В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два
коэффициента
износа
-
на
втором
участке
диаграммы
деформирования износ определяется трением между листами пакета
и характеризуется коэффициентом износа k1, на третьем участке
износ определяется трением между шайбой болта и наружным
листом пакета; для его описания введен коэффициент износа k2.
На
рис.
3.4
приведен
пример
теоретической
диаграммы
деформирования при реальных значениях параметров k1 = 0.00001;
k2 =0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН.
Как видно из рисунка, теоретическая диаграмма деформирования
соответствует описанным выше экспериментальным диаграммам.

189.

Рис. 3.4
Теоретическая диаграмма деформирования ФПС

190.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48 мм
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в
соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин были обработаны
протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки. Болты
были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
4.

191.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями
необходимы
фактические
данные
соединений.
Экспериментальные
о
параметрах
исследования
исследуемых
работы
ФПС
достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования были
начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были
получены
записи
Т(s)
для
нескольких
одноболтовых
и
четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с
болтами диаметром 22, 24, 27 и 48 мм. Принятые размеры образцов
обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм являются наиболее
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48
ммпри этом в соединении необходимо
распространенными. Однако
размещение слишком большого количества болтов, и соединение
становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо
увеличение их диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами
наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на рис.
4.1.

192.

Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки
10ХСНД.
Высокопрочные
тензометрическими
требованиями
из
[6].
стали
болты
40Х
Контактные
были
"селект"
в
поверхности
изготовлены
соответствии
пластин
с
были
обработаны протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41
после
дробеструйной
очистки.
Болты
были
предварительно
протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с
тарировочными зависимостями ручным ключом на заданное усилие
натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на
универсальном динамическом стенде УДС-100 экспериментальной
базы ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС
обеспечивалась путем удара движущейся массы М через резиновую
прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой тягой.
Масса и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались
таким образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился
импульс силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное
значение, длительностью около 150 мс. Амплитудное значение
импульса силы подбиралось из условия некоторого превышения
несущей способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации
полного смещения по овальному отверстию.
Во
время
испытаний
на
стенде
и
пресс-пульсаторах
контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для
испытаний на стенде).

193.

После
каждого
нагружения
проводился
замер
напряжения
высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес
представляют для нас зависимости продольной силы, передаваемой
на соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S.
Эти зависимости могут быть получены теоретически по формулам,
приведенным выше в разделе 3. На рисунках 4.2 - 4.3 приведено
графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы деформирования
ФПС для болтов 22 мм и 24 мм.
представление полученных диаграмм деформирования ФПС. Из
рисунков видно, что характер зависимостей Т(s) соответствует в
целом принятым гипотезам и результатам теоретических построений
предыдущего раздела. В частности, четко проявляются три участка
деформирования
соединения,
соединения:
после
до
проскальзывания
проскальзывания
листов
элементов
пакета
и
после
проскальзывания шайбы относительно наружного листа пакета.
Вместе
с
тем,
необходимо
отметить
существенный
разброс
полученных диаграмм. Это связано, по-видимому, с тем, что в
проведенных испытаниях принят наиболее простой приемлемый
способ обработки листов пакета. Несмотря на наличие существенного
разброса,
полученные
дальнейшей обработки.
диаграммы
оказались
пригодными
для

194.

В результате предварительной обработки экспериментальных
данных построены диаграммы деформирования нахлесточных ФПС. В
соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками
эти диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В
указанные уравнения входят 9 параметров:
N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0
—
коэффициент,
определяющий
влияние
скорости
на
коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл
—
предельное
смещение,
при
котором
возникают
пластические деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы
болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения
болта вследствие геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения
болта вследствие его пластической работы.
Обработка
экспериментальных
данных
заключалась
в
определении этих 9 параметров. При этом параметры варьировались
на сетке их возможных значений. Для каждой девятки значений
параметров по методу наименьших квадратов вычислялась величина
невязки
между
деформирования,
расчетной
причем
и
экспериментальной
невязка
суммировалась
диаграммами
по
точкам
цифровки экспериментальной диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром
24 мм последние варьировались в следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с
шагом 0.1 с/мм;

195.

S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом
1 мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;
Н
а рис.
4.4 и
4.5
приве
дены
харак
терн
Рис. 4.5
Рис.4.4
ые
диаграммы деформирования ФПС, полученные экспериментально и
соответствующие
им
теоретические
диаграммы.
Сопоставление
расчетных и натурных данных указывают на то, что подбором
параметров ФПС удается добиться хорошего совпадения натурных и
расчетных диаграмм деформирования ФПС. Расхождение диаграмм
на конечном их участке обусловлено резким падением скорости
подвижки
перед
остановкой,
не
учитываемым
в
рамках
предложенной теории расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм
было обработано 8 экспериментальных диаграмм деформирования.
Результаты определения параметров соединения для каждой из
подвижек приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры k1106, k2
k ,
S0, SПЛ
q,
f0 N0, к
1
6
-1
N подвижки кН10 , с/мм мм мм мм
кН
1
кН1
11
32
0.25 11
9 0.0000 0.34 105 260
2
8
15
0,24 8
7 0.0004
0.36 152 90
1
3
12
27
0.44 13.5 11.2 0.0001
0.39 125 230
4
4
7
14
0.42 14.6 12 0.0001
0.29 193 130
2
1

196.

5
6
7
8
14
6
8
8
35
11
20
15
0.1
0.2
0.2
0.3
8
12
19
9
4.2
9
16
2.5
0.0006 0.3 370 310
0.0000 0.3 120 100
0.0000
0.3 106 130
2
0.0002
0.35 154 75
1
8
Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров
соединения
были
статистически
обработаны
и
получены
математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для
каждого из параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как
видно
из
приведенной
таблицы,
значения
параметров
характеризуются значительным разбросом. Этот факт затрудняет
применение
одноболтовых
ФПС
с
поверхности (обжиг листов пакета).
одноболтовых
к
многоболтовым
рассмотренной
обработкой
Вместе с тем, переход от
соединениям
должен
снижать
разброс в параметрах диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
Значения параметров
Параметры
математическо среднеквадратичн
соединени
е
ое
6я
1
ожидание
отклонение
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)

197.

5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования
одноболтовых ФПС позволяют перейти к анализу многоболтовых
соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в
исследованиях фрикционных болтовых соединений предположение о
том, что болты в соединении работают независимо. В этом случае
математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT
(или среднеквадратическое отклонение T ) можно записать в виде:
T( s )
DT
(5.1)
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
2
( T T ) p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
2
... T 2 p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k T
(5.2)
T DT
(5.3)
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности
T от подвижки s и параметров соединения i; в нашем случае в
качестве параметров выступают коэффициент износа k, смещение
при срыве соединения S0 и др.
pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по
имеющимся данным нам известны лишь среднее значение i
и их
стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона
распределения
возможном
параметров
диапазоне
ФПС:
равномерное
в
некотором
изменения
параметров
min i max
и
нормальное. Если учесть, что в предыдущих исследованиях получены

198.

величины
математических
ожиданий
i и
стандарта
i ,
то
соответствующие функции плотности распределения записываются в
виде:
а) для равномерного распределения
1
pi
при 3 3
2 i 3
(5.4)
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
2
i ai
1
i 2
e
2 i 2
(5.5)
.
Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и (s) при
двух законах распределения сопоставляются между собой, а также с
данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых
ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования стыковых
многоболтовых ФПС
Для
вычисления
несущей
способности
соединения
сначала
рассматривается более простое соединение встык. Такое соединение
характеризуется всего двумя параметрами - начальной несущей
способностью Т0 и коэффициентом износа k. При этом несущая
способность одноболтового соединения описывается уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов составит:
k T 3
dk
dT
kas
T
e
2 k 3 2 T 3
3 k T 3
T0 T 3
T n
T0 T
nT0 e kas
sh( sa k 3 )
sa k
.
(5.7)

199.

При
нормальном
законе
распределения
математическое
ожидание несущей способности соединения из п болтов определится
следующим образом:
T n
kas
Te
1
T 2
( T T ) 2
e
2 T 2
1
k 2
( k k )2
e
2 k 2
dkdT
( k k )2
( T T ) 2
2
2
1
1
2 k
2 T
kas
n
Te
dT
e
e
dk
.
T 2
k 2
Если
учесть,
что
математическим
для
ожиданием
любой
случайной
функцией
x
величины
распределения
x
с
р(х}
выполняется соотношение:
x x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления
несущей
способности
соединения
Т
равна
математическому
ожиданию начальной несущей способности Т0. При этом:
T nT0
1
k
kas
e
2
( k k )2
2 k 2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный
квадрат, получим:
T nT0
nT0
1
k 2
1
k 2
k k as k2 2 as k as k2
e
2 k2
2
dk
2
as 2
k k as k2
k
as k
2
2 k2
e
e
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом
множителя
1
k 2
представляет не что иное, как функцию плотности
нормального распределения с математическим ожиданием k as k2 и

200.

среднеквадратичным отклонением k . По этой причине интеграл в
полученном выражении тождественно равен 1
и выражение для
несущей способности соединения принимает окончательный вид:
T nT0 e
ask
a 2 s 2 k2
2
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии
составляют:
для равномерного закона распределения
T2
2
1 2 F ( 2 x ) F ( x ) ,
T0
2 2 ask
D nT0 e
где F ( x )
(5.9)
shx
; x sa k 3
x
для нормального закона распределения
2
2
2 1 A
A1
2
D n T0 T 1 ( A1 ) e T0 e 1 ( A ) ,
2
(5.10)
где A1 2 as( k2 as k ).
Представляет интерес сопоставить полученные зависимости с
аналогичными
зависимостями,
выведенными
выше
для
одноболтовых соединений.
Рассмотрим,
прежде
всего,
характер
изменения
несущей
способности ФПС по мере увеличения подвижки s и коэффициента
износа
k
для
случая
использования
равномерного
закона
распределения в соответствии с формулой (5.4). Для этого введем по
аналогии с (5.4) безразмерные характеристики изменения несущей
способности:
относительное падение несущей способности
sh( x )
kas
T
x
1
e
nT0
.
(5.11)

201.

коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому
соединению
1
T
nT0 e kas
Наконец
sh( x )
.
x
для
(5.12)
относительной
величины
среднеквадратичного
отклонения с с использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas
2
1
T2 sh2 x shx
1
.
2 2 x
n
x
T
0
(5.13)
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального
распределения:
2
1 A
e 1 ( A ) ,
2
(5.14)
k2 s 2
2
1 2 kas
1 ( A ) ,
e
2
2
2
T2
1
A1 1 A
1 2 1 ( A1 ) e e 1 ( A ) ,
n
2
T0
(5.15)
(5.16)
где
k2 s 2
A
2 s ka ,
2
A1 2 As ( k2 sa k ) ,
( A )
2
A
2
z
e dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости i и i от величины
подвижки s. Кривые построены при тех же значениях переменных,
что использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для
одноболтового соединения. Как видно из рисунков, зависимости i ( k , s )
аналогичны
зависимостям,
полученным
для
одноболтовых
соединений, но характеризуются большей плавностью, что должно
благоприятно сказываться на работе соединения и конструкции в
целом.
Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода
i ( k , a , s ) . По своему смыслу математическое ожидание несущей способности многоболтового

202.

соединения T получается из несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на ,
т.е.:
T T1
(5.17)
Согласно (5.12) lim x 1 . В частности, 1 при неограниченном увеличении
математического ожидания коэффициента износа k или смещения s. Более того, при выполнении
условия
k k 3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s,
что противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения
условием (5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется
пределом:
lim 2
s
1
lim e ( kas A ) 1 ( A ) .
2 s
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
x2
1 2 1
lim 1 x lim
e
.
x
x
x
2

203.

1=
а)
2=Т/nT0
S, мм
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей способности ФПС от величины
подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; ▼ - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм;

204.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода 2
б)
Подвижка S, мм
Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от одноболтового к многоболтовому ФПС
от величины подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм
С учетом сказанного получим:

205.

A2
1
1 2 1
0.
lim 2 lim e kas A
e
s
s 2
A
2
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при
любых соотношениях k и k.
Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что
разброс значений несущей способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых
листов путем нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом
случае применение ФПС вполне приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым
соединениям. Как следует из полученных формул (5.13, 5.16), для среднеквадратичного отклонения
1 последнее убывает пропорционально корню из числа болтов.
На рисунке 5.3 приведена
зависимость относительной величины среднеквадратичного отклонения 1 от безразмерного
параметра х для безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений. Значения T и
T0 приняты в соответствии с данными выполненных экспериментальных исследований. Как видно из
графика, уже для 9-ти болтового соединения разброс значений несущей способности Т не
превосходит 25%, что следует считать вполне приемлемым.
Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования
нахлесточных многоболтовых соединений

206.

Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений
достаточно громоздко из-за большого количества случайных параметров, определяющих работу
соединения. Однако с практической точки зрения представляется важным учесть лишь
максимальную силу трения Тmax, смещение при срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При
этом диаграмма деформирования соединения между точками (0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется
линейной зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0 введена функция :
1 при 0 S S 0
0 при S S 0
S , S 0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k , S0 ) 1 ( S , S0 ) ,
где T1( S ) T0 ( Tmax T0 )
S
,
S0
(5.21)
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов
определяется следующим интегралом:
T ( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax n I1 I 2
T n
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После подстановки в (5.22)
представления для Т1 согласно (5.20) интеграл I1 может быть представлен в виде суммы трех
интегралов:
s
I 1 T0 ( Tmax T0 ) s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tmax )
S0
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTmax I 1,1 I 1,2 I 1,3
(5.23)
где
I1,1
T0 p( T0 ) ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0 s , S0 p( S0 )dS0 Tmax p( Tmax )dTmax
T0
S0
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
p( x )dx 1
и
то получим
I 1,1 T ( s , S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
xp( x )dx x ,

207.

s
I1,2
Tmax S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
( s , S0 )
T max
S0
S0
p( S0 ) dS0 .
s
I1,3
T0 S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
T0
( s , S0 )
S0
S0
p( S0 ) dS0 .
Если ввести функции
1 ( s ) ( s , S 0 ) p( S 0 ) dS0
(5.24)
и
( s , S0 )
S0
1( s )
p( S 0 ) dS0 ,
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I 1 T 1( s ) ( T max T 0 )s 2 ( s ).
(5.26)
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся
и примут вид:
1( s ) p( S0 )dS0
(5.27)
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция 1 1 erf ( s ) , а
функция записывается в виде:
( S0 S 0 )2
2
s
e
2 s2
S0
dS0 .
(5.29)
Для равномерного распределения функции 1 и 2 могут быть
представлены аналитически:
1 при s S 0 s 3
1 S0 s 3 s при S 0 s 3 s S 0 s 3
0 при s S 0 s 3 .
(5.30)

208.

S0 s 3
1
ln
при s S 0 s 3
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
1
2
ln
при S 0 s 3 s S 0 s 3
s
2 s 3
0 при s S 0 s 3
Аналитическое
представление
для
(5.31)
интеграла
(5.23)
весьма
сложно. Для большинства видов распределений его целесообразно
табулировать; для равномерного распределения интегралы I1 и I2
представляются в замкнутой форме:
S0 s 3
S
ln
при S S 0 s 3
T 0 ( T max T 0 )
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
S0 s 3
1
( T max T 0 )S ln
I1
T 0 S 0 s 3 S ln
(5.32)
s
s
2
3
s
при S 0 s 3 S S 0 s 3
0 при S S 0 3
s
0 при S S 0 s 3
I2 T m
F( S ) F( s 3 )
2
3
s
(5.33)
при S S 0 s 3 ,
причем F ( x ) Ei ax( k k 3 ) Ei ax( k k 3 ) . В формулах (5.32, 5.33)
Ei - интегральная показательная функция.
Полученные
экспериментальных
формулы
подтверждены
исследований
многоболтовых
результатами
соединений
и
рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких
конструкций с ФПС.

209.

42
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
болта
16
201
157
12
15
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018
816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386
1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810
1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в
соответствии с данными табл.6.2.
6.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И

210.

СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология
элементов
изготовления
соединения,
транспортировку
и
ФПС
включает
подготовку
хранение
выбор
контактных
деталей,
сборку
материала
поверхностей,
соединений.
Эти
вопросы освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и
опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 55377, гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой
опорной поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия.
Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади
поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номина Расчетная Высота Высот Разме Диамет
льный
диаметр
болта
площадь головк
сечения
и
а
р под
р
Размеры шайб
Диаметр
внут нар.
на
Толщи
гайки ключ опис.ок
по
р.
р. гайки
по телу по
16
201 резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255 192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314 245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78

211.

42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 2235575 назначается в соответствии с данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10 при номинальном диаметре
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
я
длина резьбы d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50 *
65
38 42 46 50 54
70
38 42 46 50 54 60
75
38 42 46 50 54 60 66
80
38 42 46 50 54 60 66
85
38 42 46 50 54 60 66
90
38 42 46 50 54 60 66 78
95
38 42 46 50 54 60 66 78
100
38 42 46 50 54 60 66 78
105
38 42 46 50 54 60 66 78 90
110
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
115
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
120
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
125
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
130
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
140
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
150
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
160,
170,
190,
200, 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108
180
240,260,280,
220
Примечание:
знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
300
Для консервации контактных поверхностей стальных деталей
следует применять фрикционный грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для
нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления антифрикционного покрытия следует применять в
качестве материала подложки интерметаллид ПН851015 по ТУ14-1-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу
БРОФ10-8 по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.

212.

Примечание: Приведенные данные действительны при сроке
хранения несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В
конструкциях
соединений
должна
быть
обеспечена
возможность свободной постановки болтов, закручивания гаек и
плотного
стягивания
постановки
с
пакета
болтами
применением
во
всех
местах
их
динамометрических
ключей
и
гайковертов.
Номинальные
диаметры
круглых
и
ширина
овальных
отверстий в элементах для пропуска высокопрочных болтов
принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющи 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
х геометрию
Не
20
23
25
28
30
33
36
40
45
52
элементах
для
пропуска
определяющи
Длины овальных
х геометрию
отверстий
в
высокопрочных болтов назначают по результатам вычисления
максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для
каждого ФПС по результатам предварительных расчетов при
обеспечении
несоприкосновения
болтов
о
края
овальных
отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного
направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть не
сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС
устанавливают
с
учетом
назначения
смещений соединяемых элементов.
ФПС
и
направления

213.

При необходимости в пределах одного овального отверстия
может быть размещено более одного болта.
Все
контактные
поверхности
деталей
ФПС,
являющиеся
внутренними для ФПС, должны быть обработаны грунтовкой
ВЖС 83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей
деталей ФПС, которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от
толщины соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов
конструкции, включающей ФПС, должна быть не менее чем на
25%
больше
несущей
способности
ФПС
на
фрикционно-
неподвижной стадии работы ФПС.
Минимально
допустимое
расстояние
от
края
овального
отверстия до края детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
В соединениях прокатных профилей с непараллельными
поверхностями
полок
или
при
наличии
непараллельности
наружных плоскостей ФПС должны применяться клиновидные
шайбы, предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции
ФПС
и
конструкции,
обеспечивающие
соединение ФПС с основными элементами сооружения, должны
допускать
возможность
ведения
последовательного
не
нарушающего связности сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов
и методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС
должны быть подготовлены посредством либо пескоструйной

214.

очистки
в
соответствии
с
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть
удалены заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие
плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под
навесом,
или
на
открытой
площадке
при
отсутствии
атмосферных осадков.
Шероховатость поверхности очищенного металла должна
находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел,
воды и других загрязнений.
Очищенные
контактные
соответствовать
первой
поверхности
степени
удаления
должны
окислов
и
обезжиривания по ГОСТ 9022-74.
Оценка
шероховатости
контактных
поверхностей
производится визуально сравнением с эталоном или другими
апробированными способами оценки шероховатости.
Контроль степени очистки может осуществляться внешним
осмотром поверхности при помощи лупы с увеличением не менее
6-ти кратного. Окалина, ржавчина и другие загрязнения на
очищенной поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль
степени
обезжиривания
осуществляется
следующим образом: на очищенную поверхность наносят 2-3
капли бензина и выдерживают не менее 15 секунд. К этому
участку поверхности прижимают кусок чистой фильтровальной
бумаги и держат до полного впитывания бензина. На другой
кусок фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба
куска выдерживают до полного испарения бензина. При дневном
освещении
сравнивают
внешний
вид
обоих
кусков

215.

фильтровальной
бумаги.
Оценку
степени
обезжиривания
определяют по наличию или отсутствию масляного пятна на
фильтровальной бумаге.
Длительность
перерыва
между
пескоструйной
очисткой
поверхности и ее консервацией не должна превышать 3 часов.
Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед
нанесением консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны
быть
удалены
жидким
калиевым
стеклом
или
повторной
очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в
журнал.
6.4. Приготовление и нанесение протекторной
грунтовки ВЖС 83-02-87. Требования к
загрунтованной поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой
двуупаковочный
лакокрасочный
материал,
состоящий
из
алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в
количестве 66,7% по весу, и связующего в виде жидкого
калиевого стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3%
по весу.
Каждая
партия
документации
поступившие
на
материалов
должна
соответствие
ТУ.
без
быть
проверена
Применять
документации
по
материалы,
завода-изготовителя,
запрещается.
Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку
ингредиентов
следует
довести
жидкое
калиевое
стекло
до
необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для приготовления грунтовки ВЖС 83-02-87 пигментная
часть и связующее тщательно перемешиваются и доводятся до
рабочей вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.

216.

Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ4 (ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед
и
во
время
нанесения
следует
перемешивать
приготовленную грунтовку до полного поднятия осадка.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится под навесом или в
помещении. При отсутствии атмосферных осадков нанесение
грунтовки можно производить на открытых площадках.
Температура воздуха при произведении работ по нанесению
грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть не ниже +5°С.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
может
наноситься
методами
пневматического распыления, окраски кистью, окраски терками.
Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно
перпендикулярным
направлениям
с
промежуточной
сушкой
между слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем,
добиваясь окончательной толщины нанесенного покрытия 90110 мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20 С составляет 24 часа с момента
нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание
попадания
атмосферных
осадков
и
других
загрязнений
на
невысохшую поверхность должна проводится под навесом.
Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места
и другие дефекты не допускаются. Высохшая грунтовка должна
иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с
металлом и не должна давать отлипа.

217.

Контроль
толщины
покрытия
осуществляется
магнитным
толщиномером ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с
ГОСТ
15140-69
на
контрольных
образцах,
окрашенных
по
принятой технологии одновременно с элементами и деталями
конструкций.
Результаты
проверки
качества
защитного
покрытия
заносятся в Журнал контроля качества подготовки контактных
поверхностей ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике безопасности
при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные
применением
правила
ручных
при
окрасочных
распылителей"
работах
с
(Министерство
здравоохранения СССР, № 991-72)
"Инструкцию по санитарному содержанию помещений и
оборудования производственных предприятий" (Министерство
здравоохранения СССР, 1967 г.).
При
пневматическом
увеличения
методе
туманообразования
распыления,
во
и
лакокрасочного
расхода
избежание
материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску
следует производить в респираторе и защитных очках. Во время
окрашивания
в
располагаться
таким
материала
имела
закрытых
образом,
направление
помещениях
маляр
чтобы
лакокрасочного
струя
преимущественно
в
должен
сторону
воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на
открытых площадках маляр должен расположить окрашиваемые

218.

изделия так, чтобы ветер не относил распыляемый материал в
его сторону и в сторону работающих вблизи людей.
Воздушная магистраль и окрасочная аппаратура должны
быть оборудованы редукторами давления и манометрами. Перед
началом
работы
маляр
должен
проверить
герметичность
шлангов, исправность окрасочной аппаратуры и инструмента, а
также
надежность
присоединения
краскораспределителю
воздушных
и
шлангов
воздушной
к
сети.
Краскораспределители, кисти и терки в конце рабочей смены
необходимо
тщательно
очищать
и
промывать
от
остатков
грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью
и связующим должна быть наклейка или бирка с точным
названием и обозначением этих материалов. Тара должна быть
исправной с плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87
нужно соблюдать осторожность и не допускать ее попадания на
слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие
и
ИТР,
работающие
на
участке
консервации,
допускаются к работе только после ознакомления с настоящими
рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по
технике
безопасности.
На
участке
консервации
и
в
краскозаготовительном помещении не разрешается работать без
спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы.
При попадании составных частей грунтовки или самой грунтовки
на слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.

219.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и
деталей, законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать,
хранить
законсервированные
элементы
исключить
возможность
и
и
транспортировать
детали
нужно
механического
так, чтобы
повреждения
и
загрязнения законсервированных поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых
защитное
покрытие
контактных
высохло.
Высохшее
защитное
поверхностей
полностью
покрытие
контактных
поверхностей не должно иметь загрязнений, масляных пятен и
механических повреждений.
При наличии загрязнений и масляных пятен контактные
поверхности
должны
быть
обезжирены.
Обезжиривание
контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87,
можно
производить
водным
раствором
жидкого
калиевого
стекла с последующей промывкой водой и просушиванием.
Места механических повреждений после обезжиривания должны
быть подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного
покрытия на опорные поверхности шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности
шайб в дробеструйной камере каленой дробью крупностью не
более 0,1 мм. На отдробеструенную поверхность шайб методом
плазменного напыления наносится подложка из интерметаллида
ПН851015 толщиной . …..м. На подложку из интерметаллида
ПН851015 методом плазменного напыления наносится несущий
слой
оловянистой
бронзы
БРОФ10-8.
На
несущий
слой

220.

оловянистой бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения
припой ПОС-60 до полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
фрикционным
проводится
покрытием
с
использованием
одной
из
шайб
поверхностей,
с
при
постановке болтов следует располагать шайбы обработанными
поверхностями внутрь ФПС.
Запрещается
деталей
ФПС.
очищать
внешние
Рекомендуется
поверхности
использование
внешних
неочищенных
внешних поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой,
другую под гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от
консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты
керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания
гайки от руки на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки
ее резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной
смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное
положение;
устанавливают
гайковертами
на
болты
90%
от
и
осуществляют
проектного
их
усилия.
натяжение
При
сборке
многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с
болта находящегося в центре тяжести поля установки болтов, и
продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после
проверки
герметизацию ФПС;
плотности
стягивания
ФПС
производят

221.

болты затягиваются до нормативных усилий натяжения
динамометрическим ключом.
ответственностью «С К С Т Р О Й К О
М П Л Е К С - 5» СПб, ул. Бабушкина,
д. 36 тел./факс 812-705-00-65 E-mail:
stanislav@stroycomplex-5. ru
http://www. stroycomplex-5. ru
РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖА АМОРТИЗАТОРОВ СТЕРЖНЕВЫХ ДЛЯ
СЕЙСМОЗАЩИТЫ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
1. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и
пролетного строения от загрязнений;
1.2. Контрольная
съемка
положения
закладных
деталей
(фундаментных болтов) в оголовке опоры и диафрагме железобетонного
пролетного строения или отверстий в металле металлического или
сталежелезобетонного пролетного строения с составлением схемы
(шаблона).
1.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления
амортизатора к опоре и к пролетному строению в элементах
амортизатора по шаблонам и, при необходимости, райберовка или
рассверловка новых отверстий.
1.4. Проверка
высотных
и
горизонтальных
параметров
поступившего на монтаж амортизатора и пространства для его
установки на опоре (под диафрагмой). При необходимости, срубка
выступающих частей бетона или устройство подливки на оголовке
опоры.
1.5. Устройство
подмостей в уровне площадки, на которую
устанавливается амортизатор.
2. Установка и закрепление амортизатора
2.1. Установка амортизаторов с нижним расположением ФПС (под
железобетонные пролетные строения).
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на
опоре может быть двух видов:
1) болты расположены внутри основания и при полностью
смонтированном амортизаторе не видны, т.к. закрыты корпусом упора,

222.

при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью
площадки, на которой монтируется амортизатор;
2) болты
расположены внутри основания и оканчиваются
резьбовыми втулками, верхние торцы которых расположены заподлицо с
бетонной поверхностью;
3) болты расположены у края основания, которое совмещено с
корпусом упора, и после монтажа амортизатора доступ к болтам
возможен, при этом концы фундаментных болтов выступают над
поверхностью площадки;

223.

4) болты расположены у края основания и оканчиваются
резьбовыми втулками, как и во втором случае
2.1.2. Последовательность операций по монтажу амортизатора в
первом случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б)Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на
время транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне,
превышающем уровень площадки, на которой монтируется амортизатор,
на высоту выступающего конца фундаментного болта.
г)Надвижка основания в проектное положение до совпадения
отверстий для крепления амортизатора с фундаментными болтами,
опускание основания на площадку, затяжка фундаментных болтов, при
необходимости срезка выступающих над гайками концов фундаментных
болтов.
д)Подъем сборочной единицы, включающей остальные части
амортизатора, на подмости в уровне установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до
совпадения отверстий под штифты и резьбовые отверстия под болты в
основании с соответствующими отверстиями в упоре, забивка штифтов в
отверстия, затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой
пружины в резьбовые отверстия втулок анкерных болтов на диафрагме
пролетного строения. Если зазор между верхней плитой и нижней
плоскостью диафрагмы менее 5мм, производится затяжка болтов. Если
зазор более 5 мм, устанавливается опалубка по контуру верхней плиты,
бетонируется или инъектирует- ся зазор, после набора прочности бетоном
или раствором производится затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
2.1.3. Операции по монтажу амортизатора во втором случае
отличаются от операций первого случая только тем, что основание
амортизатора поднимается на подмости в уровне площадки, на которой
монтируется амортизатор и надвигается до совпадения резьбовых
отверстий во втулках фундаментных болтов с отверстиями под болты в
основании.
2.1.4. Последовательность операций по монтажу амортизатора в
третьем случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.

224.

б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий
уровень площадки, на которой монтируется амортизатор, на высоту
выступающего конца фундаментного болта.

225.

в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения
отверстий для его крепления с фундаментными болтами, опускание
амортизатора на площадку, затяжка фундаментных болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах
2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае
отличаются от операций для третьего случая только тем, что амортизатор
поднимается на подмости в уровень площадки, на которой он
монтируется и надвигается до совпадения отверстий в амортизаторе с
резьбовыми отверстиями во втулках.
2.2. Установка амортизаторов с верхним расположением ФПС (под
металлические пролетные строения)
2.2.1. Последовательность и содержание операций по установке на
опоры амортизаторов как с верхним, так и с нижним расположением
ФПС одинаковы.
2.2.2. К
металлическому пролетному строению амортизатор
прикрепляется посредством горизонтального упора. После прикрепления
амортизатора к опоре выполняются следующие операции:
1) замеряются
зазоры между поверхностями примыкания
горизонтального упора к конструкциям металлического пролетного
строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них
нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов
вставляются вильчатые прокладки (вилкообразные шайбы) требуемой
толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
2.3. Подъемка
амортизатора на подмости в уровне площадки, на
которой он будет смонтирован.
2.4. Демонтаж транспортных креплений.
Заместитель генерального директора
Л.А. Ушакова
Согласовано:
ОАО «Трансмост»
Главный инженер проекта
И.В. Совершаев
И.А. Мурох

226.

Главный инженер проекта ОАО
«Трансмост»

227.

У
Главный инженер проекта
Общество с ограниченной ответственностью «С К С Т Р О
Й К О М П Л Е К С - 5» СПб, ул. Бабушкина, д. 36
тел./факс 812-705-00-65 E-mail: stanislav@stroycomplex-5.
ru http://www. stroycomplex-5. ru
РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖА АМОРТИЗАТОРОВ СТЕРЖНЕВЫХ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ МОСТОВЫХ
СООРУЖЕНИЙ
3. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и пролетного строения от загрязнений;
3.2. Контрольная съемка положения закладных деталей (фундаментных болтов) в
оголовке опоры и диафрагме железобетонного пролетного строения или отверстий в металле
металлического или сталежелезобетонного пролетного строения с составлением схемы
(шаблона).
3.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления амортизатора к опоре и
к пролетному строению в элементах амортизатора по шаблонам и, при необходимости,
райберовка или рассверловка новых отверстий.
3.4. Проверка высотных и горизонтальных параметров поступившего на монтаж аморти-
затора и пространства для его установки на опоре (под диафрагмой). При необходимости, срубка
выступающих частей бетона или устройство подливки на оголовке опоры.
3.5. Устройство подмостей в уровне площадки, на которую устанавливается амортизатор.
4. Установка и закрепление амортизатора
2.1. Установка амортизаторов с нижним расположением ФПС (под железобетонные пролетные строения).
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на опоре может быть двух видов:
4) болты
расположены
внутри
основания
и
при
полностью
смонтированном
амортизаторе не видны, т.к. закрыты корпусом упора, при этом концы фундаментных болтов
выступают над поверхностью площадки, на которой монтируется амортизатор;
5) болты расположены внутри основания и оканчиваются резьбовыми втулками, верхние
торцы которых расположены заподлицо с бетонной поверхностью;
6) болты расположены у края основания, которое совмещено с корпусом упора, и после
монтажа амортизатора доступ к болтам возможен, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью площадки;

228.

4) болты расположены у края основания и оканчиваются резьбовыми втулками, как и во
втором случае
2.1.5. Последовательность операций по монтажу амортизатора в первом случае приведена
ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на время транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне, превышающем уровень площадки, на которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
г) Надвижка основания в проектное положение до совпадения отверстий для крепления
амортизатора с фундаментными болтами, опускание основания на площадку, затяжка фундаментных болтов, при необходимости срезка выступающих над гайками концов фундаментных болтов.
д) Подъем сборочной единицы, включающей остальные части амортизатора, на подмости в
уровне установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до совпадения отверстий под
штифты и резьбовые отверстия под болты в основании с соответствующими отверстиями в упоре,
забивка штифтов в отверстия, затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой пружины в резьбовые отверстия втулок анкерных болтов на диафрагме пролетного строения. Если зазор между верхней
плитой и нижней плоскостью диафрагмы менее 5мм, производится затяжка болтов. Если зазор
более 5 мм, устанавливается опалубка по контуру верхней плиты, бетонируется или инъектируется зазор, после набора прочности бетоном или раствором производится затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
2.1.6. Операции по монтажу амортизатора во втором случае отличаются от операций
первого случая только тем, что основание амортизатора поднимается на подмости в уровне площадки, на которой монтируется амортизатор и надвигается до совпадения резьбовых отверстий во
втулках фундаментных болтов с отверстиями под болты в основании.
2.1.7. Последовательность операций по монтажу амортизатора в третьем случае приведена
ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий уровень площадки, на которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.

229.

в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения отверстий для его крепления с фундаментными болтами, опускание амортизатора на площадку, затяжка фундаментных
болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах 2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае отличаются от операций
для третьего случая только тем, что амортизатор поднимается на подмости в уровень площадки,
на которой он монтируется и надвигается до совпадения отверстий в амортизаторе с резьбовыми
отверстиями во втулках.
2.3. Установка амортизаторов с верхним расположением ФПС (под металлические про-
летные строения)
2.2.3. Последовательность и содержание операций по установке на опоры амортизаторов
как с верхним, так и с нижним расположением ФПС одинаковы.
2.2.4. К металлическому пролетному строению амортизатор прикрепляется посредством
горизонтального упора. После прикрепления амортизатора к опоре выполняются следующие операции:
1) замеряются зазоры между поверхностями примыкания горизонтального упора к конст-
рукциям металлического пролетного строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов вставляются вильчатые
прокладки (вилкообразные шайбы) требуемой толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
4.3. Подъемка амортизатора на подмости в уровне площадки, на которой он будет смон-
тирован.
4.4. Демонтаж транспортных креплений.
Заместитель генерального директора
Л.А. Ушакова
Согласовано:
Главный инженер проекта
ОАО «Трансмост»
Главный инженер проекта ОАО
«Трансмост»
И.В. Совершаев
И.А. Мурох

230.

Главный инженер проекта
В.Л. Бобровский