Vītņotu stiprinājumu pievilkšanas metodes

Viens no galvenajiem izaicinājumiem skrūvju montāžā ir precīzas priekšslodzes sasniegšana, izmantojot piemērotas pievilkšanas metodes. Nepietiekama priekšslodze, ko izraisa neprecīzi pievilkšanas procesi, ir bieži sastopams skrūvju savienojuma atteices cēlonis. Projektētājiem ir jāpārzina galveno skrūvju pievilkšanas metožu principi un raksturlielumi. Šajā rakstā ir sistemātiski aprakstītas sešas galvenās metodes skrūvju priekšslodzes kontrolei. Jāņem vērā, ka zināma iepriekšējas slodzes izkliedes pakāpe ir neizbēgama neatkarīgi no pievilkšanas metodes, kas pieder pie parastajām procesa īpašībām.

Lai kontrolētu vītņu priekšslodzi, tiek plaši izmantotas sešas galvenās metodesstiprinājumi:Ar griezes momentu kontrolēta pievilkšana, ar leņķi kontrolēta pievilkšana, ar tecēšanas punktu kontrolēta pievilkšana, pievilkšana ar skrūvju stiepšanu, termiskā pievilkšana un pievilkšana, kas norāda uz spriegumu.

1. Pievilkšana ar griezes momentu

Ar griezes momentu kontrolēta pievilkšana ir rūpnieciskos lietojumos visbiežāk izmantotā priekšslodzes kontroles metode. Skrūvju montāžai nepieciešamo nominālo pievilkšanas griezes momentu var iegūt no standarta griezes momenta tabulām vai aprēķināt saskaņā ar korelāciju starp pievilkšanas griezes momentu un skrūvju priekšslodzi.

Pievilkšanas laikā skrūves kāts iztur gan aksiālo stiepes spriegumu, gan griezes bīdes spriegumu. Parastās griezes momenta atsauces tabulās parasti netiek ņemts vērā vērpes spriegums un tiek pieņemts, ka 75% no kopējā sprieguma veicina efektīvu aksiālo spriegumu. Augstas berzes apstākļos vērpes spriegums ievērojami palielinās. Ja tiek uzlikts aksiālais spriegums, ekvivalentais spriegums var pārsniegt materiāla tecēšanas robežu un izraisīt skrūvju atteici. Lai nodrošinātu lielāku precizitāti, process tiek kontrolēts tā, lai apvienotais ekvivalentais spriegums sasniegtu aptuveni 90% no tecēšanas robežas, nodrošinot drošu un uzticamu montāžu, līdzsvarojot aksiālo un vērpes sprieguma savienojumu.

Pašbloķējoši stiprinājumi, kuros dominē griezes moments, piemēramneilona fiksācijas uzgriežņi un mehāniskie bloķēšanas uzgriežņi tiek plaši izmantoti gadījumos, kad ir pakļauti vibrācijām, lai novērstu atslābšanu. Šie stiprinājumi ievērojami palielina griezes spriegumu skrūves kātā pievilkšanas laikā un maina griezes momenta un priekšslodzes pārveides efektivitāti. Tāpēc griezes momenta vērtības ir attiecīgi jāpielāgo parametru iestatīšanas laikā.

Ar griezes momentu kontrolētas pievilkšanas galvenais ierobežojums ir tāds, ka 85% līdz 95% no pielietotā griezes momenta tiek patērēti, lai pārvarētu vītnes un gultņa virsmas berzi. Nelielas berzes apstākļu izmaiņas var izraisīt ievērojamas priekšslodzes novirzes. Berzes stabilizatoru pielietošana stiprinājumiem var samazināt berzes izkliedi un uzlabot pievilkšanas precizitāti.

Standarta pasākumi griezes momenta pievilkšanas precizitātes uzlabošanai ir apkopoti šādi:

1. Neizmantojiet parastās plakanās paplāksnes. Relatīvā slīdēšana starp paplāksnēm un saskares virsmām maina efektīvo berzes rādiusu un izkropļo griezes momenta un priekšslodzes attiecību. Ja nepieciešams lielāks gultņa laukums, lai samazinātu virsmas spiedienu, priekšroka dodama atloka skrūvēm un atloka uzgriežņiem.

2. Nosakiet pievilkšanas griezes momentu, veicot faktisko kalibrēšanu. Sprieguma mērītājus var piestiprināt pie skrūvju kāta, lai veiktu pievilkšanas kalibrēšanu uz vietas reālos montāžas apstākļos. Slodzes elementi, kas uzstādīti zem skrūvju galvām, nodrošina papildu mērījumus, bet ir mazāk precīzi nekā deformācijas mērītāji izmainīto kontakta raksturlielumu dēļ.

3. Ja eksperimentālā kalibrēšana nav pieejama, visaptveroši aprēķiniet standarta pievilkšanas griezes momentu, pamatojoties uz stiprinājumu apstrādes pielaidi, uzgriežņu gultņu izmēriem un bloķēšanas griezes momenta raksturlielumiem. Bolt Science izstrādātā profesionālā griezes momenta aprēķināšanas programma TORQUE var veikt precīzus aprēķinus.

4. Norādiet pievilkšanas griezes momenta vērtības montāžas rasējumos ar standarta pielaidi ±5%. Kritiskajiem savienojumiem izmantojiet kalibrētas griezes momenta atslēgas un pēc montāžas veiciet griezes momenta pārbaudi.

Dažādas pievilkšanas metodes rada atšķirīgus priekšslodzes izkliedes līmeņus, starp kuriem tīrā griezes momenta kontrole rada salīdzinoši lielas novirzes.

2. Leņķa kontrolēta pievilkšana

Ar leņķi kontrolēta pievilkšana, kas pazīstama arī kā uzgriežņu pagriešanas metode, tika ieviesta neilgi pēc Otrā pasaules kara manuālai montāžai, un tagad tā ir saderīga ar pievilkšanas aprīkojumu. Process vispirms pievelk skrūvi līdz stiprinājuma griezes momentam un pēc tam pagriež uzgriezni par iepriekš noteiktu leņķi, lai skrūve nonāktu daļējā plastiskā deformācijā. Šī metode efektīvi samazina priekšslodzes svārstības, ko izraisa tecēšanas izturības pielaide, un nodrošina labāku priekšslodzes konsistenci nekā tīra pievilkšana ar griezes momentu.

Galvenie trūkumi ir prasība pēc pievilkšanas leņķu eksperimentālas kalibrēšanas (nav universālu piemērojamo parametru) un ierobežota atkārtota izmantošana. Atkārtota pievilkšana pēc plastiskās deformācijas viegli izraisa stiprinājumu noguruma bojājumus.

3. Pievilkšana ar atdeves punktu

Šī tehnika, ko izstrādājusi SPS un pazīstama arī kā kopīgās vadības metode, nodrošina vienu no augstākajām priekšslodzes precizitātēm. Tas samazina berzes koeficienta izmaiņu ietekmi un nodrošina ļoti konsekventu skrūvju priekšslodzi.

Šī metode, kas iegūta no pievilkšanas sajūtas manuāla sprieduma, izmanto augstas precizitātes elektroniskās vadības sistēmu, lai savāktu reāllaika griezes momenta un griešanās leņķa datus. Uzraugot griezes momenta gradienta slīpuma izmaiņas, sistēma precīzi nosaka skrūvju stiepes punktu un nekavējoties pārtrauc pievilkšanu, lai izvairītos no pārslodzes.

Neskatoties uz uzlabotu stabilitāti, vītnes berzes dēļ joprojām pastāv neliela priekšslodzes izkliede. Augstāka vītnes berze palielina griezes spriegumu un samazina aksiālo priekšslodzi zem tāda paša ražības sliekšņa. Šī metode precīzi nosaka bultskrūves piekāpšanos spriegojuma un vērpes kombinētās ietekmes rezultātā.

Pievilkšana ar atdeves punktu tiek plaši izmantota tādām kritiskām sastāvdaļām kācilindra galvas skrūves un savienojošās stieņa skrūves, nodrošinot stabilu augstu priekšslodzi un ļaujot optimizēt skrūvju izmērus. Tomēr speciālo viedo pievilkšanas rīku augstās izmaksas ierobežo plašu pielietojumu. Uzticamu augstas precizitātes priekšslodzi nevar garantēt lauka apkopē bez atbilstoša profesionāla aprīkojuma.

4. Skrūvju stiepšanās pievilkšana

Liela diametra skrūvēm ir nepieciešams ārkārtīgi liels pievilkšanas griezes moments, kas ir grūti parastajiem instrumentiem. Skrūvēm, kuru diametrs pārsniedz 20 mm, parasti izmanto hidraulisko stiepšanu, lai aizstātu hidrauliskās griezes momenta atslēgas, izvairoties no pārmērīga griezes momenta reakcijas spēka un ierobežotas darbības telpas.

Darbības princips: virs uzgriežņa ir uzstādīts īpašs hidrauliskais cilindrs. Skrūves vai tapas vītne pilnībā stiepjas caur uzgriezni un savienojas ar stiepes armatūru. Hidrauliskais spiediens izstiepj skrūvi aksiāli, lai radītu elastīgu pagarinājumu. Saglabājot stiepes slodzi, uzgrieznis tiek manuāli pagriezts un nofiksēts vietā, izmantojot ligzdu un griezes momenta stieni.

Šī metode nodrošina ārkārtīgi augstu priekšslodzes precizitāti, pateicoties precīzai hidrauliskā spiediena kontrolei. Tomēr neliels priekšslodzes zudums rodas pēc spiediena atbrīvošanas elastīgās atsitiena dēļ. Sarūsējušu vai satvertu uzgriežņu demontāža joprojām ir galvenās darbības grūtības.

5. Termiskā pievilkšana

Termiskā pievilkšana izmanto metāla termiskās izplešanās īpašības. Skrūve tiek uzkarsēta un iegarena, un uzgrieznis ir pagriezts un novietots. Dzesēšanas laikā skrūve mēģina sarauties, bet to garenvirzienā ierobežo saspiestās sastāvdaļas, radot stabilu aksiālo priekšslodzi.

Parastās sildīšanas metodes ietver tiešo liesmas sildīšanu, sildīšanas apvalka spoles un oglekļa noturības sildelementus. Process ir laikietilpīgs, un precīzai deformācijas mērīšanai nepieciešama pilnīga dzesēšana līdz apkārtējās vides temperatūrai, kā rezultātā efektivitāte ir zema. To reti izmanto vispārējās nozarēs, un tas ir piemērojams tikai īpaši lielām lieljaudas skrūvēm.

6. Spriegojuma pievilkšana

Šajā metodē tiek izmantoti specializēti slodzes indikācijas stiprinājumi, slodzes indikācijas paplāksnes vai deformācijas noteikšanas metodes, lai netieši izmērītu skrūvju pagarinājumu un priekšslodzi, aptverot dažādus augstas precizitātes montāžas risinājumus.

Tipiskas spriegojuma indikācijas skrūves ir Rotabolt un HiBolt. Rotaboltam ir centrālais urbums ar iekšējo mērtapu un grozāmu klīrensa struktūru. Tapa paliek nenoslogota elastīgās stiepšanās laikā; kad ir sasniegta pilna priekšslodze, klīrenss pazūd un rotācija tiek bloķēta, norādot uz pareizu pievilkšanu. HiBolt izmanto līdzīgu principu, kurā neliela skrūvju saraušanās nostiprina centrālo tapu, lai atspoguļotu spriedzes stāvokli.

Slodzes indikācijas paplāksnes plaši izmanto inženierbūvju tērauda konstrukcijās. Saliekamie izvirzījumi uz paplāksnes virsmas slodzes ietekmē tiek plastiski deformēti. Pareizo priekšslodzi pārbauda, ​​izmērot atlikušo spraugu ar sensoru. Šāda veida paplāksnes precīzās mehāniskās montāžas gadījumā izmanto reti.

Skrūvju pagarinājumu var tieši izmērīt, izmantojot mikrometrus, vai precīzi noteikt ar ultraskaņas testu. Pagarinājuma vērtības var pārvērst reāllaikāskrūvepriekšslodze, veicot kalibrēšanu vai aprēķinu. Lai veiktu ultraskaņas mērījumus, skrūves galvai un gala virsmai ir nepieciešama slīpēšana, lai nodrošinātu optimālu akustisko atstarošanos un pārbaudes precizitāti.