Контрол на въртящия момент на болта

Този документ обхваща изискванията за проектиране и процес за въртящ момент на болтовете, общи методи за затягане на болтове, стандартни инструменти за затягане и процедури за проверка на въртящия момент.

Болтовата връзка е основният метод на сглобяване в машиностроенето и широко разпространен в промишленото производство. Това е и една от най-критичните форми за свързване на двигатели. Качеството на болтовите съединения директно определя мощността на двигателя, безопасността при работа и уплътняването на всички свързани позиции.

Контролирането на въртящия момент на затягане е най-надеждният, прецизен и ефективен подход за гарантиране на стабилни болтови връзки.

1. Изисквания за дизайн и процес за въртящ момент на болта

1.1 Изисквания за въртящ момент на затягане за общи стандартни болтове 1.2 Изисквания за въртящ момент на затягане за стандартни тапи с тръбна резба 1.3 Изисквания за степен на толеранс за общи стандартни болтове

Главните букви отляво съответстват на стойностите на въртящия момент, отбелязани в горния ляв ъгъл на индикаторите за монтаж, представляващи номиналния въртящ момент на болта. Малките букви вдясно обозначават степента на толерантност на въртящия момент на болта.

2. Общи методи за затягане на болтове и контрол на въртящия момент

Предлагат се множество техники за затягане. Широко разпространените опции включват метода на въртящия момент (T), метода на въртящия момент (TA), метода за контрол на границата на провлачване (Y1/Y2) и метода на удължаване на болта.

3. Избор на инструменти за затягане за монтаж

За да се постигне безпроблемно затягане, инструментите, отговарящи на проектните изисквания за въртящ момент, трябва да бъдат избрани в съответствие със структурните характеристики на продукта и процесите на сглобяване. Инструментите се делят на две категории по режим на работа: ръчни и стационарни.

3.1 Ръчни отвертки

Ръчните отвертки включват множество видове с механично ограничение на въртящия момент. За основните модели моментът на затягане е ограничен от мощността на двигателя и силата на удара. Конфигурациите от висок клас са оборудвани със съединители с контролиран въртящ момент, осигуряващи прецизност до ±3% (на база стандартно отклонение).

3.2 Стационарни отвертки

Както пневматичните отвертки с високопрецизни съединители с въртящ момент, така и електрическите серво отвертки могат да бъдат фиксирани за стационарна работа. Сензори за измерване на въртящ момент и ъгъл могат да бъдат монтирани за събиране на данни от измерванията. Пневматичните отвертки приемат механична настройка на въртящия момент; тяхната система за измерване служи по-скоро за наблюдение, отколкото за управление в затворен контур. Електрическите сервоуправляеми отвертки използват измервателни сигнали за директно регулиране на процеса на затягане, регулирайки движението според реално измерените стойности, за да достигнат зададената цел. Данните от измерванията се връщат обратно в контролната верига, за да синхронизират резултатите от сглобяването, позволявайки прецизност, по-добра от ±1% (на база стандартно отклонение).

Високата точност на затягане налага строги ограничения на скоростта на въртене. Изключително ниската скорост на въртене обикновено се програмира за осигуряване на високопрецизни резултати при закрепване.

3.3 Векторно управлявани електрически инструменти за закрепване на въртящ момент

Пълна система с електрически динамометричен ключ се състои от: един електрически динамометричен ключ, една DL контролна кутия, свързващи кабели, монитор на работния превключвател, спомагателно затягащо приспособление (със сензор за позициониране на детайла и устройство за изход на сигнал), персонализирани повдигащи пръстени и специални гнезда, доставени с комплекта инструменти.

Точност на инструмента: ±5%. Системата разполага с функции за аларма и напомняне за липсващо затягане. Приспособлението се отключва само когато всичкиболтовеотговарят на спецификациите за въртящ момент и всички позиции на болтовете са напълно затегнати. Ако операторите насилствено отворят приспособлението, за да отстранят детайлите по време на работа, системата задейства аларма и заключва гаечния ключ. Инструментът поддържа контрол на въртящия момент, мониторинг на общия ъгъл на въртене и проследяване на ъгъла на въртене по време на едностепенно затягане. Скоростта на въртене може да се програмира свободно според действителните нужди.

Други вградени функции включват броене на партиди с приспособление за свързване за предотвратяване на липсваща инсталация на болтове, откриване на грешна резба, откриване на претоварване при удар, показване на въртящия момент в реално време, самодиагностика на инструмента, предупреждения за грешки и подкани за поддръжка. Ако моментът на затягане не отговаря на стандартите, инструментът се заключва автоматично за ръчно отстраняване на неизправности, за да блокира преминаването на дефектни продукти към следващите станции. Предлага се изчерпателна обратна връзка за въртящия момент: контролната кутия показва реалния въртящ момент на затягане, докато гаечният ключ има индикаторни светлини (зелен за квалифициран, жълт/червен за неквалифициран). Мониторът на състоянието също предоставя визуални светлинни указания.

3.4 Базирани на сензор стационарни затягащи шпиндели

Стационарни електрически серво CNC затягащи шпиндели с вградени сензори поддържат напълно програмируеми процеси на затягане на винтове. В рамките на диапазона на производителност на шпиндела, въртящият момент, скоростта на въртене, времето на задържане и посоката на въртене могат да бъдат свободно задавани и регулирани, за да съответстват на различни процеси на затягане за прецизно монтиране на крепежни елементи.

Висока точност и всеобхватни функции за наблюдение увеличават надеждността на сглобяването. Безчетковото моторно задвижване намалява оперативните разходи и удължава експлоатационния живот, като същевременно поддържа стабилна мощност и въртящ момент, което прави тези шпиндели идеални за CNC автоматично закрепване. Вградените сензори за въртящ момент и ъгъл позволяват прецизно управление на затворена верига и пълен запис в реално време на всички критични параметри на затягане. Поддържани от технология за серво управление, тези шпиндели поддържат прецизност на въртящия момент в рамките на стандартно отклонение, по-малко от ±1% за милиони цикли на затягане.

4. Четири общи метода за проверка на статичен въртящ момент

Метод на въртящия момент (T)

Метод на въртящ момент плюс ъгъл (TA)

Метод на границата на провлачване (Y1/Y2)

Метод на удължаване на болта

5. Намаляване на въртящия момент (загуба на предварително натоварване)

Същността на закрепването с резба разчита на силата на затягане за затягане на свързващите компоненти заедно. Намаляването на въртящия момент се отнася до постепенното намаляване на силата на затягане след затягане, категоризирано като отпускане и саморазхлабване.

Релаксация

Силата на затягане намалява с времето спрямо първоначалната стойност на затягане, без въртеливо движение на болтове или гайки.

Саморазхлабване

Намалената сила на затягане кара болтовете или гайките да се въртят в посоката на разхлабване, което води до допълнителна загуба на сила на затягане. В екстремни случаи крепежните елементи могат да се разхлабят напълно. Това явление трябва да бъде елиминирано за критични за безопасността връзки.

Вграждане

Високото контактно напрежение предизвиква пластична деформация на свързващите повърхности, което води до намаляване на силата на затягане.

Многоболтови връзки: Намаляване на въртящия момент наU-образни болтове

Две основни причини и съответните решения са изброени по-долу:

Както листовите пружини, така и пружинните седалки имат извити контактни повърхности, създаващи малки луфтове след затягане. Решение: Препроектирайте контактните зони между листовите пружини и пружинните седалки към плоски повърхности.

Деформацията и триенето на листовата пружина водят до: (1) Намаляване на вътрешната еластична потенциална енергия; (2) Постепенно намаляване на триенето между пружинните ламинации. Решение: Приложете обработка с предварителна компресия на листовите пружини.

6. Заключение

Нарастващите изисквания за качество на резбовите съединения изискват правилен избор и стандартизирано използване на инструменти за затягане. Ефективният контрол на въртящия момент на болта директно определя надеждността на продукта, безопасността и ефективността на уплътняване за запечатани резбови възли. Стабилното съответствие на всички индикатори на въртящия момент е от съществено значение за постоянното качество на крайния продукт.