1
1.1
Pružinové klece
Pokyny pro projektování
Použití
Použití pružinových závěsů a podpěr je nutné v případech, kde pomocí pevných konstrukcí není možné zachytit svislé nebo velké vodorovné vynucené posuvy potrubí. Pružinové prvky s progresivní charakteristikou se doporučují pro veritkální posuvy potrubí v rozmezí 50–75 mm. Pro vyšší hodnoty je potřeba zvážit použití pružin konstantní síly. Pružinové klece jsou určeny pro použití do sestav závěsů nebo podpěr potrubí podle přehledu na stranách B.5–B.7 katalogu.
nastavení síly na montáži. Pro kompenzaci úhlových tolerancí pružiny a nepřesností je horní posuvná deska vybavena kulovým ložiskem, které zajistí souosost horního i spodního táhla bez přídavných ohybových namáhání. Pružinové klece se dodávají dílensky zablokované na požadované zatížení. Aretace je provedena pomocí svazku plíšků vloženého do otvorů v kleci a opásaného ocelovou bezpečnostní páskou. Svazek je po provedení tlakové zkoušky potrubí nutné z klece vytáhnout! Únosnost aretace pružinové klece při tlakové zkoušce je dvojnásobek jmenovitého zatížení pružiny.
Standardní řada pružinových klecí MPS Gradior s.r.o. je pro rozsah zatížení od 0.2 kN do 108 kN. Pro vyšší zatížení se používají vícepružinové klece, a to až do 432 kN. Standardně vyráběné pružiny jsou pro jmenovitý zdvih 50, 100 a 200 mm. Pro vyšší požadované zdvihy je možné spojit pružiny do série a dosáhnout tak celkového jmenovitého zdvihu 300 a 400 mm. Rozsah teplotního použití pružinových klecí je -40 °C až +80 °C, krátkodobě až do +150 °C. Při vyšších nebo nižších teplotách dochází ke změně síly pružiny vlivem změny modulu pružnosti ve smyku, který má v tomto teplotním intervalu rozptyl +1.6 / -1.6 %. Změna síly pružiny je těmto hodnotám úměrná. Životnost pružiny je pro cyklické namáhání v intervalu změny zatížení (síly pružiny vzhledem k teplému stavu) 25 % vyšší než 1E5 plných amplitud zatížení. Tolerance tuhosti provedených pružin je oproti teoretické hodnotě menší než 5 %. Pružinové klece jsou kryté z důvodu bezpečnosti provozu, kdy trubkový plášť a desky zabraňují možnosti zranění při dotyku. Klec ovšem není zcela uzavřená a nechrání proti vniknutí a usazování prachu. Proto je ve velmi prašných provozech, jako jsou například stropy uhelných kotlů, nutné provádět vzduchové čištění vnitřního prostoru. V tomto případě musí být v objednávce výslovně uveden požadavek na možnost čištění. Povrch klece je standardně galvanicky pozinkovaný, pro venkovní použití ve vysoce korozivním prostředí nebo pro primární okruhy jaderných elektráren, kde je pozinkování nepřípustné, je možné doplnit úpravu vrchním epoxidovým nátěrem. 1.2
Konstrukce
Klec je sestavena z předstlačené vinuté pružiny ve válcovém plášti, prvků pro indikaci zdvihu (síly) a napínací matice pro úpravu
Deska pružiny (indikace zdvihu) Bezpečnostní páska Aretační svazek Pružina
Napínací matice
1.3
Materiály a technologie
Válcové vinuté pružiny pro všechny klece jsou vyráběny z materiálů SH podle EN10270-1 pro pružiny vinuté za studena a 51CrV-4 podle EN 10089 pro pružiny vinuté za tepla. Pružiny jsou kaleny na požadovanou mez pevnosti a před zavřením do klecí jsou několikrát předstlačeny na blokovou délku, aby došlo k tzv. sednutí pružiny, kdy dojde ke stabilizaci napjatosti a vytvoření předpětí v povrchové vrstvě drátu. Při dalším zatěžování nedochází k výraznější relaxaci napětí vlivem creepu a síla v pružině během provozu neklesne pod 2.5 % požadované síly. Pružiny jsou navrženy podle nelineárního pružně-plastického výpočtového modelu, odvozeného firmou MPS Gradior s.r.o.
1.1
1 Pružinové klece
1.4
Pokyny pro projektování
Přehled typů pružinových klecí
Typovou variantu pružinové klece označuje poslední znak trojčíslí typového čísla. Pro zjednodušení označení, aby se ve druhém znaku nemusely uvádět všechny varianty zdvihů, se typové provedení označuje zjednodušeně 1x2 (druhý znak nahrazen symbolem „x„).
Typ 1x1 Rozsah: 0.2–108 kN Zdvih: 50, 100, 200 mm
Typ 1x2 Rozsah: 0.2–108 kN Zdvih: 50, 100, 200 mm
Typ 1x3 Rozsah: 0.2–108 kN Zdvih: 50, 100, 200 mm
Typ 1x4 Rozsah: 0.2–63 kN Zdvih: 50, 100, 200 mm
Typ 1x5 Rozsah: 48–432 kN Zdvih: 50, 100 mm
Typ 1x6 Rozsah: 0.2–63 kN Zdvih: 50, 100 mm
Typ 1x7 Rozsah: 0.2–108 kN Zdvih: 50, 100, (200) mm
Typ 1x8 Rozsah: 48–432 kN Zdvih: 50, 100 mm
Výběr velikosti pružiny se provede tak, aby požadované zatížení ve všech provozních stavech leželo v intervalu pracovní charakteristiky. Dále je nutné zachovat rezervu zdvihu k horní i dolní koncové poloze pružinové klece, a to min. 5 mm nebo 20 % hodnoty posuvu potrubí. Velikost pružiny musí také být zvolena tak, aby bylo možné změnit nastavené zatížení pružiny o 10 %. Pružinové klece mají ještě tzv. skryté rezervy zdvihu, a to 5 mm nad štítkové minimum nebo maximum. S touto rezervou ale nesmí být uvažováno při volbě velikosti pružiny. Pozor: Při posuvu potrubí nad nejmenší hodnotu pracovního zdvihu pružinové klece hrozí úplné odlehčení pružiny! Pružina se opře o horní víko klece a síla pružiny je vázána trubkou klece místo přenosu do táhla závěsu. Přídavné zatížení je dáno tzv. mrtvými sílami, které jsou rovny součtu tíh těch částí (pozic) sestavy závěsu nebo podpěry, které spolu s potrubím vykonávají svislý posuv. Mezi ně patří zejména objímky, třmeny, nosníky a části táhel pod pružinovou klecí. Přičítá se k hodnotám zatěžujících sil získaných z analýzy potrubí v takových případech, kdy mrtvé síly jsou vyšší než přibližně 0.01 až 0.02násobek výpočtových sil. Návrhové zatížení pružiny je pak dáno vztahem Fzn = Fan + ΣGi, kde Fan je síla z analýzy potrubí pro n-tý zátěžný stav a ΣGi je součet tíh posuvných částí sestavy. Přídavná síla se obvykle počítá s přesností na 0.002násobek výpočtové síly. Volba jmenovitého zdvihu je daná podmínkou změny zatížení pružiny mezi teplým a studeným stavem. Podmínka změny zatížení se určí ze vztahu: dF = (Fh - Fc) / Fh < 25 % 1.2
Pružinové klece se dodávají v provedení jednopružinovém (typ 1.1–1.4 a 1.6–1.7) nebo vícepružinovém (typ 1.5 a 1.8). Konstrukční varianty podle způsobu zabudování a funkce jsou popsány dále.
kde Fh je síla za tepla a Fc síla za studena. Pružiny s nižším zdvihem vykazují z důvodu vyšší tuhosti i vyšší změny zatížení, ale jejich použití je vzhledem k nižší hmotnosti ekonomičtější. Vyšší hodnoty změny zatížení jsou přípustné, jestliže to je potvrzeno pružnostní analýzou potrubí. Korekce výpočtového posuvu se provádí v případě, že výsledný posuv složený ze sdruženého svislého a vodorovného posuvu je vyšší než 2.5 mm nebo rezerva zdvihu je menší než 10 mm. Tyto hodnoty nastávají u výchylek táhla okolo 4° při jeho délce nad 1 m. Celkový výpočtový posuv pružiny je dán vztahem: sr = uz + uv × tan (a/2), kde „uz“ je svislý posuv z analýzy potrubí, „uv“ je výsledný vodorovný posuv potrubí v daném uzlu a „a“ je úhlová výchylka táhla závěsu. Některé programy pro analýzu potrubí ovšem při zadání délky táhla sestavy závěsu sdružený posuv počítají, v tomto případě se další korekce neprovádí. 1.5
Výchylka táhla závěsu
Podle standardů pro navrhování potrubí je nutné zajistit konstrukci sestavy závěsu a pružinové klece, která umožní takový posuv potrubí, který vychýlí táhlo závěsu do 4° od svislé polohy v každém směru. U výběru pružinové klece pro sestavu z typů 1x1–1x4 musí být proto zváženy jejich vlastnosti, které jsou popsány v následujícím textu. a/ Pružinové klece 1x1 a 1x2 Používají se pro sestavy SH1, SH2, SH4, SH5, SH8 a další. Jsou umístěny v táhle závěsu, které je vypnuto mezi dvěma klouby. Při posuvu potrubí se vychyluje celé táhlo i s klecí a je při průchodu přes
1
Pružinové klece
Pokyny pro projektování
pružinovou klec teoreticky přímé. V tomto případě je úhlové vychýlení omezené pouze možnostmi kloubových spojení v prvcích připojení na potrubí a připojení na konstrukci, a proto není nutné pružinové klece nijak kontrolovat a specifikovat zvláštní provedení. Samozřejmě, vlivem tíhy pružinové klece dojde k mírnému „zalomení“ spojnice obou koncových bodů táhla, a tím i k natočení uvnitř pružinové klece, které je ovšem kompenzováno kulovou podložkou na vnitřní desce. b/ Pružinové klece 1x3 a 1x5 Používají se pro sestavy SH3, SH6, SH10, SH13, SH21 a další. Jsou umístěny na nosné konstrukci a táhlo závěsu je posazeno v kloubovém sedle nad pružinovou klecí. Směrem dolů prochází přes vnitřní průměr pružiny a následně prostor omezený rovinami nosníků pod klecí. K objímce potrubí je připojeno kloubovým spojem. Při posuvu potrubí se táhlo procházející pružinou odklání, a proto je nutné důsledně zkontrolovat jeho výchylku. Ta je závislá i na jmenovitém zdvihu pružiny, protože pružiny s vysokým zdvihem jsou vysoké a odvěsna vzniklého pomyslného trojúhelníka je krátká. Klece o zdvihu 200 mm jsou použitelné jen pro výchylky táhla do 2,5°. Pro vyšší odklony se musí použít typ 133A, podrobněji v příslušném katalogovém listu. Rovněž musí být zkontrolována kolize táhla se stojinami nosníků pod klecí.
oceli (provedení „T“). Dále musí být zkontrolovány rezervy posuvů. Pro osový i laterální posuv je požadovaná rezerva daná vzdáleností mezi hlavicí pružinové podpěry a krajem základny pevné podpěry. Pro laterální posuv objímkových podpěr je dále nutné prověřit stabilitu soustavy na protočení objímek a trubky (klopení podpěry). To nastane přibližně při laterálním posuvu o velikosti 0.4 × D1, kde D1 je průměr hlavice pružinové klece. Pro vyšší požadované posuvy musí být objímková podpěra zajištěna proti pootočení k trubce, a to návarkem a tvarovým spojem. b/ Pružinové klece 1x6 Jsou na obou koncích vybaveny kloubovými oky, které umožní natočení 6°. Používají se v sestavách s požadavkem na minimální odpor proti vodorovnému pohybu. Při analýze potrubí je ale nutné prověřit, zda v uzlu nemůže dojít k vyšším vodorovným posuvům trubky než uvažovaným, a to vlivem různých nepřesností nebo velmi nízkou tuhostí potrubní trasy nebo kinematické neurčitosti úseku. Doporučuje se trasu stabilizovat pomocí vedení v okolních uzlech, tzn. vynutit posuv uzlu kloubové podpěry v jediném určitém a možném požadovaném směru.
c/ Pružinové klece 1x4 Používají se pro sestavy SH7 a SH15. Jsou připevněny k nosníku, kdy táhlo závěsu vychází z pružinové klece a pokračuje ke kloubu horního uchycení. Uvnitř klece je táhlo připevněno ke střední desce přes kulovou podložku tvořící druhý kloubový spoj. Při posuvu potrubí se táhlo procházející pružinou odklání, a proto je nutné důsledně zkontrolovat jeho výchylku. Ta je závislá i na jmenovitém zdvihu pružiny, protože pružiny s vysokým zdvihem jsou vysoké a odvěsna vzniklého pomyslného trojúhelníku je krátká. Klece o zdvihu 200 mm jsou použitelné jen pro výchylky táhla do 2.5°. Pro vyšší odklony se musí použít typ 134A, podrobněji v příslušném katalogovém listu. 1.6
Posuvy na pružinových podpěrách
Podle standardů pro navrhování potrubí je nutné zajistit, aby vodorovná síla vzniklá posuvem potrubí nebyla vyšší než 0.07–0.3násobek síly svislé, podle posuvu. Tuto podmínku je možné splnit vhodnou volbou prvků sestavy uložení. Dále je nutné prověřit stabilitu soustavy, jak je popsáno dále. a/ Pružinové klece 1x7 a 1x8 Na ploché hlavici o průměru D1 podle katalogového listu je položena přivařovaní nebo objímková pevná podpěra. Při vodorovném posuvu trubky dochází ke vzniku třecích sil. Třecí povrch kov-kov je možné použít do velikosti vodorovného posuvu přibližně 0.1 × jmenovitý zdvih pružiny. Pro vyšší posuvy se doporučuje použít pružinové klece s PTFE kluznou deskou v hlavici. Samozřejmě, pevná podpěra pak musí mít kluzný povrch leštěný z nerezavějící
1.3
1 Pružinové klece Konstrukce
1.7
1.4
Konstrukce jednotlivých typů klecí
Klec oko – táhlo Typ 1x1 Pružinová klec pro přichycení na konstrukci přes přivařovací oko a připojení táhla do napínací matice. Je vhodná pro sestavy s krátkou stavební délkou. Lze použít i do sestav v seismicky aktivních oblastech, kdy pružina uprostřed táhla není zajištěna proti rozkmitání.
Klec táhlo – táhlo Typ 1x2 Pružinová klec pro nejběžnější použití, která se připojuje do závitového táhla. Klec je možné umístit v libovolném místě táhla, jediným omezením je možnost seřizování délky táhla napínací maticí. Umístění v táhle zvolit tak, aby poloha klece neomezovala pohyb osob nebo nezpůsobila kolize a aby byla viditelná a přístupná k seřízení.
Klec horní Typ 1x3 Pružinová klec pro uložení na dvojici nosníků, a to pomocí příložného plechu s drážkami pro přišroubování. Táhlo prochází vnitřkem klece a je na horní (menší) posuvnou trubku uchyceno přes matici a kontramatici, pod kterými je kulová podložka pro možnost naklonění.
Klec pro nosníky Typ 1x4 Pružinová klec pro připojení k závitu táhla a nosníku, na který se pokládá pevná podpěra. Použití pro sestavy dvoutáhlových závěsů vodorovného potrubí. Připojení k nosníku typu 334 šrouby a čepem. Sestava se používá pro omezené prostory, kde je nutná nízká stavební výška závěsů. U vyšších posuvů potrubí je nutné zkontrolovat, zda výchylky táhla nepřesahují povolené hodnoty uvedené v katalogovém listu.
Kloubová podpěra Typ 1x6 Pružinová podpěra pro přichycení na konstrukci a pevnou podpěru potrubí přes kloubová oka. Je vhodná pro sestavy s vodorovnými posuvy potrubí, kde je třeba vyloučit vliv tření. Maximální výchylka podpěry od svislé osy musí být omezena do 6°. Konstrukce podpěry umožňuje i dodatečné výškové seřízení.
Pružinová podpěra Typ 1x7 Pružinová podpěra pro přichycení na konstrukci šrouby a kluzně uložená pod pevnou podpěru potrubí. Je vhodná pro všechny běžné sestavy bez nutnosti stabilizace. Jsouli vodorovné posuvy potrubí uloženého na podpěrách typ 1x7 větší než 10 mm, doporučujeme použít typ 1x7T, který má na hlavici kluznou PTFE destičku.
1
1.8
Pružinové klece
Značení
Značení
Pružinové klece se označují dvojím způsobem: 1. Zkrácené označení – používá se do kódového označení sestavy. Tímto označením se specifikuje pouze velikost a jmenovitý zdvih pružiny, ale nerozlišuje se provedení. Velikost (1–16)
Zdvih (1, 2, 3)
Číslo odpovídající velikosti pružiny podle tabulky 1.2, str. 1.6.
Číslo odpovídající zdvihu pružiny podle označení typovým číslem.
Příklad označení: Pružina jmenovitého zatížení 12 000 N a zdvihu 100 mm se označí kódem 6.2.
2. Označení typovým číslem – používá se pro objednávkovou specifikaci. Typové číslo obsahuje kód velikosti a zdvihu, stejně jako provedení pružinové klece.
1
1 – výrobní skupina pružinové klece
Zdvih
Typ
1 – pracovní zdvih 50 mm 2 – pracovní zdvih 100 mm 3 – pracovní zdvih 200 mm
FN
jmenovité zatížení v (N), viz tabulka na str. 1.6 1 – pružinová klec pro závěsy, typ uchycení oko – táhlo 2 – pružinová klec pro závěsy, typ uchycení táhlo – táhlo 3 – pružinová klec pro závěsy, typ uchycení nosník – táhlo 4 – pružinová klec na nosník pro dvoutáhlové závěsy vodorovného potrubí 5 – vícepružinová klec, typ uchycení nosník – táhlo 6 – pružinová podpěra, typ uchycení dvě kloubová oka 7 – pružinová podpěra, typ kluzná plocha – nosník 8 – vícepružinová podpěra, typ kluzná plocha – nosník
Příklady označení jsou uvedeny v katalogových listech jednotlivých typů pružin.
1.5
1 Pružinové klece
Charakteristiky pružin
1.9
Charakteristiky pružin
Tabulka charakteristik pružin se vztahuje na klece typů 1, 2, 3, 4, 6 a 7.
Jednopružinové klece pro závěsy a podpěry jsou rozděleny do dvanácti základních velikostí pro zatížení od 0.2 do 108 kN. Pružina je charakterizována jmenovitým zatížením (nejvyšší pracovní zatížení pružiny v N) a pracovním zdvihem. Velikost pružiny označená číslem 1–12 odpovídá jmenovitému zatížení. V tabulce jsou uvedeny závislosti síla-zdvih pro všechny pružiny a tuhosti pružin pro jednotlivé velikosti podle zdvihu.
Tyto klece jsou jednopružinové. Třídy únosnosti, které určují připojovací rozměr táhla (viz přehled na str. A.11), jsou uvedeny ve spodním řádku.
Tabulka 1.1 – Přehled jmenovitých zatížení Velikost pružiny 1
2
3
4
5
0.6
1.2
2.3
4
7
1
1
1
2
2
6
7
8
9
10
11
12
36
51
63
84
108
6
6
7
8
8
9
10
11
12
12.0 13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 19.2 20.4 21.6 22.8 24.0 25.2 26.4 27.6 28.8 30.0 31.2 32.4 33.6 34.8 36.0
17.0 18.7 20.4 22.1 23.8 25.5 27.2 28.9 30.6 32.3 34.0 35.7 37.4 39.1 40.8 42.5 44.2 45.9 47.6 49.3 51.0
21.0 23.1 25.2 27.3 29.4 31.5 33.6 35.7 37.8 39.9 42.0 44.1 46.2 48.3 50.4 52.5 54.6 56.7 58.8 60.9 63.0
28.0 30.8 33.6 36.4 39.2 42.0 44.8 47.6 50.4 53.2 56.0 58.8 61.6 64.4 67.2 70.0 72.8 75.6 78.4 81.2 84.0
36.0 39.6 43.2 46.8 50.4 54.0 57.6 61.2 64.8 68.4 72.0 75.6 79.2 82.8 86.4 90.0 93.6 97.2 100.8 104.4 108.0
170 340 680
210 420 840
560 1120
720 1440
Jmenovité zatížení FN (kN) 12
21
Třída únosnosti 3
4
5
Tabulka 1.2 – Přehled charakteristik pružin Pracovní zdvih 50
100
200
mm
mm
mm
0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5 40 42.5 45 47.5 50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Velikost pružiny 1
2
3
4
5
6
0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60
0.40 0.44 0.48 0.52 0.56 0.60 0.64 0.68 0.72 0.76 0.80 0.84 0.88 0.92 0.96 1.00 1.04 1.08 1.12 1.16 1.20
0.77 0.84 0.92 1.00 1.07 1.15 1.23 1.30 1.38 1.46 1.53 1.61 1.69 1.76 1.84 1.92 1.99 2.07 2.15 2.22 2.30
1.33 1.47 1.60 1.73 1.87 2.00 2.13 2.27 2.40 2.53 2.67 2.80 2.93 3.07 3.20 3.33 3.47 3.60 3.73 3.87 4.00
2.33 2.57 2.80 3.03 3.27 3.50 3.73 3.97 4.20 4.43 4.67 4.90 5.13 5.37 5.60 5.83 6.07 6.30 6.53 6.77 7.00
7
Zatížení (kN) 4.0 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0 6.4 6.8 7.2 7.6 8.0 8.4 8.8 9.2 9.6 10.0 10.4 10.8 11.2 11.6 12.0
7.0 7.7 8.4 9.1 9.8 10.5 11.2 11.9 12.6 13.3 14.0 14.7 15.4 16.1 16.8 17.5 18.2 18.9 19.6 20.3 21.0
Tuhost pružiny (N/mm) 2.0 4.0 8.0
4.0 8.0 16.0
7.7 15.3 30.7
13.3 26.7 53.3
23.3 46.7 93.3
Pružina je do klece stlačena na základní předpětí (při štítkové hodnotě posuvu 0 mm), které je rovno jedné polovině jmenovitého zdvihu. Tzn. pro jmenovitý zdvih 50 mm je základní stlačení 25 mm, pro jmenovitý zdvih 100 mm je základní stlačení 50 mm a pro jmenovitý zdvih 200 mm je základní stlačení 100 mm.
1.6
40 80 160
70 140 280
120 240 480
1
Pružinové klece
Charakteristiky pružin
Vícepružinové klece pro závěsy a podpěry jsou rozděleny do čtyř základních velikostí pro zatížení od 48 do 432 kN. Velikosti pružin označené číslem 13–16 odpovídají jmenovitému zatížení. V tabulce jsou uvedeny závislosti síla-zdvih pro všechny pružiny a tuhosti pružin pro jednotlivé velikosti podle zdvihu.
Tabulka charakteristik pružin se vztahuje na klece typů 5 a 8, které jsou složeny z několika pružin. Třídy únosnosti, které určují připojovací rozměr táhla (viz přehled v úvodu a listech výrobní skupiny 800 – spojovací části), jsou uvedeny ve spodním řádku. Tabulka 1.4 – Přehled charakteristik pružin
Tabulka 1.3 – Přehled jmenovitých zatížení Velikost pružiny 13
14
15
16
Jmenovité zatížení FN (kN) 144
204
336
432
Třída únosnosti 9
10
11
Zdvih 50
12
Vícepružinové klece se dodávají pouze pro jmenovité zdvihy 50 a 100 mm. Pružiny se používají pro zavěšení stěn a částí kotlů, podepření spalinovodů, kondenzátorů, pecí, rozměrných potrubí pro dopravu vody a různých strojů nebo aparátů. Na rozdíl od klasických svazků pružin jsou klece MPS Gradior s.r.o. vybaveny mechanismy pro aretaci a dodatečným nastavením zatížení po montáži. Vícepružinové klece se obvykle používají k vyrovnání malých dilatačních posuvů nebo montážních nepřesností, průhybů nosníků, rozdílného sedání základů apod.
Velikost pružiny
100
13
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
48 53 58 62 67 72 77 82 86 91 96 101 106 110 115 120 125 130 134 139 144
mm 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5 40 42.5 45 47.5 50
14
15
16
Zatížení (kN) 68 75 82 88 95 102 109 116 122 129 136 143 150 156 163 170 177 184 190 197 204
112 123 134 146 157 168 179 190 202 213 224 235 246 258 269 280 291 302 314 325 336
144 158 173 187 202 216 230 245 259 274 288 302 317 331 346 360 374 389 403 418 432
Tuhost pružiny (N/mm) 960 1 920
1.10
1 360 2 720
2 240 4 480
2 880 5 760
Konstrukce
Klece se skládají ze čtyř pružin uspořádaných věncovitě okolo centrální trubky. Pružiny jsou vedeny na trnech. Posuvná střední deska je v nastavené poloze blokovaná pomocí závitových tyčí, které se před uvedením do provozu musí odstranit. Pružinové podpěry typu 1x8 musí být při vodorovných posuvech potrubí nad 5 mm vždy vybaveny PTFE kluznou plochou. Protikus (sedlo nebo patka na potrubí) musí pak mít leštěný nerezový povrch. Podpěry se montážně seřizují vyšroubováním čtyř hlavic, na kterých je šestihran pro klíč a jejichž konstrukce s axiálním ložiskem umožňuje snadné šroubování.
Řez vícepružinovou klecí
1.7
1 Pružinové klece
Pokyny pro montáž
Montáž sestav pružinových závěsů se provádí podle sestavných výkresů dodaných výrobcem. Pružinové závěsy/podpěry jsou dodávány v zablokovaném (zaaretovaném) stavu s nastaveným požadovaným zatížením za studena. Před montáží sestavy závěsu se provede zkrácení táhel na požadovanou míru vyměřenou v místě zavěšení. 1.11 Odblokování Odblokování se provádí vždy po provedení tlakové zkoušky a po dokončení všech prací na potrubí, tzn. připojení všech zařízení na začátku a konci trasy, odboček a úplném zaizolování. Vyjímání aretačních svazků se provádí v libovolném pořadí, například od začátku trasy po směru proudění. Musí být ale zásadně provedeno bez použití hrubé síly: nemožnost odstranění aretačního prvku vyplývá z nerovnováhy síly v pružině a tíhy potrubí. Tato diferenční síla je přenášena právě aretačním kusem do tělesa pružinové klece. Vždy se musí jako první ověřit možnost, zda k uvolnění dojde napínáním nebo uvolňováním táhla pomocí napínací matice u závěsu nebo adjustační matice u podpěry. Dále se prověří následující závěs na trase, zda přenáší zatížení – řádně napnutý pevný nebo pružinový závěs, pevná podpěra plně dosedá k základně.
Závěs musí být zajištěn proti vodorovnému posuvu pomocí příložné desky. Podpěry typ 1x7 a 1x8 se vkládají pod pevné podpěry potrubí. Je nutné prověřit správnou polohu podpěry, aby patka pevné podpěry ležela vždy na desce pružné podpěry. Dodatečné seřízení zatížení se provádí otáčením šroubu – pohyblivé trubky podpěry. Podpěra musí být zajištěna proti vodorovnému posuvu pomocí spodní příložné desky. Kontrola pozice – po odblokování všech pružin se provede kontrola polohy potrubí a zpracuje se protokol s vyhodnocením odchylek od teoretické/montážní polohy. Přípustné odchylky ve svislém směru jsou: • průběžné závěsy: +/-10 % jmenovitého zdvihu pružiny, max. 25 mm, • krajní závěsy: +/-5 % jmenovitého zdvihu pružiny, max. 10 mm. Provede se kontrola skutečných rezerv zdvihu, které musí být v intervalech: • Konstantní pružiny musí mít ve studené nebo teplé krajní poloze 10% rezervu zdvihu vzhledem k výpočtovému (požadovanému) posuvu, nejméně však 25 mm. • Pružiny musí mít ve studené nebo teplé krajní poloze 10% rezervu zdvihu vzhledem k výpočtovému posuvu, nejméně však 5 mm. • Při kontrole rezervy zdvihu se musí brát v úvahu i předpokládaná krajní poloha při provozu! Odblokování všech závěsů a výsledek kontroly pozice musí být uvedeny do protokolu.
M/2
M
M
Hloubka zašroubování táhla do napínače pružinové klece by měla být cca 0.5 × jmenovitý zdvih pružiny. Po dodatečném seřizování zatížení smí být minimální délka přesahu zašroubování 0.5 × M (viz obr. níže). U pružinových klecí 1x2 musí být horní táhlo do horní desky zašroubováno do hloubky M a zajištěno kontramaticí.
Typ 1x2
Závěsy typ 1x2 a 1x4 jsou připojeny k táhlům napínací maticí, která je součástí klece. Dodatečné seřízení zatížení se provádí otáčením napínací matice integrované do pružinové klece. Nejprve se odstraní ocelová bezpečnostní páska zajišťující aretační svazky. Při správně nastaveném zatížení pružiny, je-li tíha potrubí rovna nastavené síle pružiny, se aretační svazky volně vytáhnou z drážek pružinové klece. Případná úprava nastavení se provádí zkracováním táhla (zvyšování zatížení) nebo prodlužováním táhla (snižování zatížení), a to otáčením napínací matice. Po odblokování se aretační svazky pomocí vazačského drátu upevní k táhlu závěsu pro pozdější použití.
Typ 1x4
Závěsy typ 1x3 a 1x5 se pokládají na dvojici nosníků. Táhlo závěsu prochází pružinovou klecí a je na horní nosné podložce zajištěno dvěma maticemi, které se zároveň použijí pro dodatečné seřízení.
1.8
Typ 1x3
M/2
Vyjmutí aretačního svazku Vlevo – aretační svazek ve stavu „dodáno z výroby“ Vpravo – vysunutí svazku po odstranění bezpečnostního pásku
Typy 1x7, 1x8
Korekce nastavení pružin po odblokování se provádí postupně, od místa s nejvyšší odchylkou od požadované montážní polohy k místu s nejnižší odchylkou. Odchylkou polohy se rozumí pokles nebo zdvih potrubí oproti značce na štítku pružinové klece nebo poloze uvedené v projektové specifikaci pružin (poloha za studena se může lišit od aretované polohy). U záporné odchylky polohy se nastavované zatížení zvyšuje, u kladné odchylky se snižuje. Při úpravě jednoho uzlu může dojít k samovolnému vyrovnání i sou-
1
Pružinové klece
Pokyny pro montáž
sedních závěsů. Zatížení u jednoho uzlu se přestaví nejvýše o 5 % nastavené hodnoty, a pokud se poloha nevyrovná do požadovaných tolerancí, provede se přestavení pružiny sousedního závěsu. Setrvává-li nevyhovující stav, postup se opakuje, a to do hodnot přestavení zatížení +/-10 % u jednotlivých pružin od původního nastavení. Vyšší hodnoty úprav musí být posouzeny projektantem potrubí, stejně jako přípustná hodnota odchylek od polohy potrubí v mm (přípustný pokles nebo zdvih). Přibližně je možné uvažovat hodnoty do 5 mm u krajních uzlů a do 15 mm u vnitřních uzlů trasy. Před najetím musí být nové hodnoty nastavení zatížení pružin zaznamenány a archivovány. Po najetí a odstavení se provádí opakovaná kontrola polohy za studena. Odchylky zatížení nového stavu by neměly přesáhnout 5 % oproti předchozímu nastavení.
1.9
