Design and Analysis of Detachable Bolt Head (Zinc-Cap) from Zinc-Aluminum Series Alloys
Öz
Bolted joints are essential components in many engineering applications, especially in power transmission lines where structures are exposed to severe vibrations and low-frequency galloping oscillations. These dynamic effects can cause bundle conductors to collide, leading to mechanical wear and reduced system stability. Spacer dampers are therefore installed to maintain conductor spacing and mitigate vibration. However, their clamps must be tightened with precise torque values to function correctly. Under-tightening can lead to clamp slippage, while over-tightening may damage the conductor strands in aluminum-to-aluminum interfaces. To address this challenge, a torque-limiting separable bolt head, called the Zinc-Cap, has been specifically designed. The product consists of two zamac
alloy sections connected by a thin, intentionally weakened shear region. The upper section transfers torque during installation, while the lower section grips the bolt head with a tight-fit geometry. When the applied torque reaches the predetermined limit of 45 Nm, the shear zone undergoes controlled fracture, separating the upper part from the lower part. This mechanism prevents further tightening and ensures the bolt is consistently fastened to the correct torque value, independent of installer skill.
Anahtar Kelimeler
Separable Bolt Head, Torque-Limiting Design, Controlled Fracture, Mechanical Safety
ZA Serisinden Ayrılabilir Cıvata Başlığı (Zinc-Cap) Tasarımı ve Analizi
Öz
Cıvatalı bağlantılar, özellikle yapıların şiddetli titreşimlere ve düşük frekanslı salınım hareketlerine maruz kaldığı enerji iletim hatlarında, birçok mühendislik uygulamasında temel bileşenlerdir. Bu dinamik etkiler, iletken demetlerinin çarpışmasına, mekanik aşınmaya ve sistem kararlılığının azalmasına yol açabilir. Bu nedenle, iletken aralığını korumak ve titreşimi azaltmak için ara parça sönümleyiciler takılır. Ancak, doğru şekilde çalışabilmeleri için kelepçelerinin hassas tork değerleriyle sıkılması gerekir. Yetersiz sıkma kelepçe kaymasına yol açabilirken, aşırı sıkma alüminyum-alüminyum arayüzlerinde iletken tellerine zarar verebilir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için, Çinko Kapak adı verilen tork sınırlayıcı ayrılabilir bir cıvata başlığı özel olarak tasarlanmıştır. Ürün, ince, kasıtlı olarak zayıflatılmış bir
kesme bölgesiyle birbirine bağlanan iki zamak alaşım bölümünden oluşmaktadır. Üst bölüm montaj sırasında torku aktarırken, alt bölüm cıvata başlığını sıkı bir geçme geometrisiyle kavrar. Uygulanan tork önceden belirlenmiş 45 Nm sınırına ulaştığında, kesme bölgesi kontrollü bir şekilde kırılır ve üst kısım alt kısımdan ayrılır. Bu mekanizma, daha fazla sıkmayı önler ve cıvatanın, montajcının becerisinden bağımsız olarak, doğru tork değerine sürekli olarak
sabitlenmesini sağlar.
Anahtar Kelimeler
Ayrılabilir Cıvata Başlığı, Tork Sınırlayıcı
Tasarım, Kontrollü Kırılma, Mekanik Güvenlik