Для того чтобы обеспечить необходимую степень натяжения болтов высокой прочности, закручивание гайки нельзя производить сообразуясь с углом поворота. Натяжение должно происходить только по крутящему моменту.
Обычно затяжка болтов происходит в два захода. Сначала, используя гайковерт, болт затягивается на величину от 50%, до 90% от расчетного усилия, что должно обеспечить необходимую плотность прилегания стыкуемых элементов. Вторым заходом болты дотягивают до требуемой величины натяжения, для этого используют специальные динамометрические ключи, которые позволяют контролировать натяжение болта по крутящему моменту. При этом вторым заходом нельзя использовать инструменты динамического действия, т. е. нельзя применять редкоударные и ударно-импульсные гайковерты.
С. каждый год, крайне важно, чтобы они никогда не терпели неудачи в обслуживании. Последние антиблокировочные клеи не отвечают коренным причинам сбоя крепежа и предназначены для обеспечения надежного и герметичного крепления резьбовых крепежных элементов на весь срок их службы. Это утверждение может быть правдой, если застежка не подвержена вибрации или термическому циклу. Но опытные инженеры знают, что любая сборка может потерпеть неудачу - иногда катастрофически - если застежка ослабевает.
Усилия натяжения болтов
Анализ сбоев в корневой причине часто используется на критических частях оборудования для определения режима отказа. Однако анализ сбоев в корневой причине часто не определяет причину, по которой скрепление не удалось, и это позволяет инженерам предотвращать будущие сбои.
Стоит отметить, что первоначальное натяжение болтов происходит в момент монтажа соединений и для этого используются импульсно-ударные гайковерты .
При натяжении болта необходимо удерживать его головку от проворачивания, которое должно прекратиться по мере натяжения болта, если этого не происходит, то, как сам болт, так и гайка должны быть заменены.
Неадекватная сила зажима является существенной основной причиной отказа крепления. Зажимное усилие должно быть достаточным во время сборки застежки и должно поддерживаться на протяжении всего срока службы крепежа. Для разработки достаточной начальной зажимной нагрузки требуются правильные методы сборки. Затем необходимо поддерживать зажимную нагрузку, как правило, с помощью механической или химической системы блокировки.
Особенности разных видов соединений на крепежных элементах высокой прочности
Второй причиной возникновения скребки является коррозия. Когда на гайке и болте развивается ржавчина, две части сцепляются друг с другом, что делает невозможным разборку. Коррозия предотвращается с помощью крепежных элементов, которые изготовлены из материалов, которые выдерживают воздействие влаги в рабочей среде, в рабочей среде или путем нанесения химического герметика или смазки на застежку.
Дотяжка болтов до расчетной величины натяжения происходит после проверки геометрии конструкции либо ее определенной части, что происходит в соответствии со СНиП 3.06.04-91 , кроме этого, проверяется плотность сжатия всего пакета. Погрешность точности создания крутящего момента ни в коем разе не должна быть больше 15%.
Для донатяжения рекомендуется использовать особые ключи, точнее гидродинамические ключи КЛЦ. Использование ключей данного типа обеспечивает регистрацию величины крутящего момента с погрешностью не более 4%. Кроме этого, возможно применение ручных динамических ключей рычажного типа .
Пример болтовой системы, создающей зажимную нагрузку. При затягивании болта динамометрическим ключом только от 10 до 15% энергии направляется на растягивание болта и получение зажимной нагрузки. Большая часть энергии преобразуется в тепло через трение.
Механизм с болтовым соединением Болтовое соединение представляет собой в основном клин, обернутый вокруг цилиндрической части. Соединительные нити эффективно соединяют две части вместе. Зажимная нагрузка создается приложением крутящего момента к крепежу, растягиванием болта и сжатием сборки. Чем больше болт вращается, тем больше нажимной нагрузки на сборку.
В тоже время натяжение болтов с использованием ключей-мультипликаторов, для которых характерно несоосное вращение валов недопустимо.
Для определения величины прикладываемого крутящего момента используют следующую формулу:
М кр = KPd
Здесь К - обозначает коэффициент закручивания;
Р - обозначает величину контролируемого натяжения, которая не учитывает потери релаксации, кН;
Многие считают, что, применяя заданный момент сборки, болтовое соединение создает согласованную зажимную нагрузку. Инженеры часто берут момент сборки непосредственно из диаграмм, предполагая полностью линейную зависимость между моментом затяжки и нагрузкой на зажим.
Многие труднодоступные переменные влияют на соотношение между моментом затяжки и нагрузкой на зажим. Они оказывают непосредственное влияние на долговременную надежность и отказ резьбовой застежки. Эти переменные включают, но не ограничиваются, допуск, шероховатость поверхности, размер болта, поверхностные покрытия, чистоту и смазку нитей.
d - обозначает диаметр резьбы используемого болта в мм.
Величины Р и М кр, характерные для высокопрочных болтов производства Воронежского, Курганского заводов и завода в Улан-Удэ можно узнать ознакомившись с таблицей 2 , болты соответствуют ГОСТ 22353 - ГОСТ 22356 .
Журнал постановки высокопрочных болтов
Трение происходит как на резьбе, так и под головкой болта. Когда болт собран с заданным крутящим моментом, трение может иметь отрицательные последствия для нагрузки на зажим. Чем выше трение, тем больше энергия ключа превращается в тепло, а не используется для растягивания болта. Если зажимная нагрузка не измеряется, сборка может иметь гораздо меньшую нагрузку на зажим, чем ожидалось. Но измерение растягивания болтов является трудоемким и деликатным процессом и в основном зарезервировано для критических, редко обслуживаемых приложений, таких как ветровые башни или сборки автомобильных головок цилиндров.
Таблица 2
|
d , мм |
Р , кН |
М кр, Н·м Когда система с резьбой собирается, смазочные материалы могут значительно изменить коэффициент трения. Поскольку эти покрытия не документированы, их влияние на болтовое соединение часто игнорируется. Шероховатость поверхности болтов зависит от их производственного процесса. Несмотря на то, что резьбовые крепежные детали соответствуют хорошо известным стандартам, каждый производитель болтов имеет уникальные отличия в отношении поверхности и профиля головки под болтом, что может привести к большому разбросу нагрузки на зажим, когда болты закручиваются, как рекомендовано. |
|
1084 |
||
|
1578 Затяжка высокопрочных болтовНедавно Хенкель провела эксперимент, чтобы проверить теорию о том, что различия в конструкции поверхности и конструкции болтов под головкой обеспечивают большую изменчивость при закручивании болтов от разных производителей до рекомендуемых уровней. Во время исследования сталь с оцинкованным покрытием была наиболее распространенным материалом болта. Поскольку цинковое покрытие предотвращает ржавчину, не было пленки влажного масла. Когда болтовый узел закручивался, тестер определял нагрузку на зажим, создаваемую сжижением гидравлического резервуара, который создавал давление, которое можно было измерить и напрямую коррелировать с диаметром поршня. В первом исследовании были проверены болты в полученном состоянии, чтобы проиллюстрировать дисперсию нагрузки на зажим. |
||
|
Примечание . Значение временного сопротивления материалов, используемых при изготовлении болтов равно 1078 МПа; климатическое исполнение У и ХЛ. |
||
В случае если натяжение болта осуществлялось путем закручивания головки, величина самого крутящего момента должна быть увеличена на 5%.
Если были использованы болты, выполненные по ГОСТ 22353 - ГОСТ 22356 производства других заводов или они имеют специальное антикоррозийное покрытие тогда коэффициент закручивания определяется отдельно для каждого конкретного случая согласно ГОСТ 22356 либо приложения А данного СТП. В данном случае полученные значения не должны выходить за рамки определенные п. 1.9 ГОСТ 22356, а это величины в пределах от минимум 0,14 до максимум 0,2.
Подготовка высокопрочных болтов, гаек и шайб
Было проведено исследование, чтобы проверить теорию о том, что различия в конструкции поверхности и конструкции болтов под головкой обеспечивают большую изменчивость при закручивании болтов от разных производителей до рекомендуемых уровней. Во второй части исследования болты от тех же пяти изготовителей были собраны с использованием химического резьбонарезателя. Результаты, показанные на графике 2, демонстрируют уменьшение разброса нагрузки зажима.
Этот график показывает уменьшение разброса нагрузки зажима. Один болт настраивается с помощью измерителя выбега для определения растяжения болта, и величина крутящего момента, требуемая для достижения этого значения, экспериментально рассчитывается. Эта установка вмещает все переменные этой точной болтовой системы и определяет соответствующий крутящий момент. При использовании сухого покрытия, такого как цинк, ассемблер может выбрать крутящий момент для сухой или влажной пленки. Тестеры выбраны для использования спецификаций влажной пленки, чтобы наилучшим образом разместить материал с резьбой.
Натяжение болтов должно начинаться с мест, где наблюдается наиболее плотное прилегание стыкуемых элементов, и продолжаться в направлении менее плотного прилегания. Донатяжение болтов происходит от центра конструкции к ее краям. При этом болты, которые находятся в непосредственной близости от монтажных пробок, после удаления последних должны дотягиваться.
Соответствующий момент сборки мокрой пленки был нанесен с помощью калиброванного динамометрического ключа. Зажимная нажимная нагрузка подвержена значительной изменчивости, и эти значения являются достаточно близкими, когда включены все практические элементы. Цель любого материала - быть повторяемым и близким к стандартному значению. Таким образом, хороший результат - это К, близкий к тому, что дает масляный болт.
Если для затягивания устройства используется одна и та же спецификация крутящего момента для смазанного болта, значительное снижение силы зажима возникает, как показано на графике. Этот график показывает фактическую нагрузку на зажим. Поддержание нагрузки зажима для предотвращения рыхления и отказа. Существует множество способов блокировки резьбовых соединений и борьбы с рыхлением, включая как механические, так и химические системы блокировки резьбы.
Все динамометрические ключи должны проходить периодическую тарировку, которая осуществляется согласно приложению К. Результаты тарировки в обязательном порядке заносятся в соответствующий журнал, предназначенный для учета всех выполненных соединений с контролируемым натяжением болтов.
В состав комплекта, предназначенного для натяжения болтов высокой прочности, диаметр которых равен 22, 24 или 27 мм входят и ключи КЛЦ. Комплект оборудования согласно приложения И включает в себя гидродинамометрические ключи КЛЦ-110, их здесь два и один ключ КЛЦ-160. Также в комплекте есть пневмогидро насос НПГ-250 и тарировочное устройство типа УТ-1.
Механические блокирующие устройства включают пружинные, звездообразные и шайбы; орехи с нейлоновыми вставками; крепежные и стопорные гайки; зубчатые фланцевые болты; и шайбы рампы. Некоторые устройства более эффективны, чем другие, при сопротивлении рыхлению, но никакое механическое запирающее устройство не способно герметизировать резьбу. Поэтому эти устройства всегда оставляют узлы уязвимыми для ржавчины и коррозии.
Системы химической резьбы представляют собой однокомпонентные анаэробные клеи. Эти адгезивы наносят на нити в виде жидкости и остаются жидкими до выделения из кислорода между металлическими поверхностями. Как только покрытая застежка собирается, анаэробный герметик отверждается в жесткий термореактивный пластик.
Стоит отметить, что работы по натяжению болтов могут выполнять только специально подготовленные рабочие, которые должны изучить характеристики и принцип работы оборудования, усвоить правила эксплуатации оборудования и технологию натяжения и сдавшие экзамен на право допуска к подобным работам. Для обучения рабочих используются требования СТП и соответствующие инструкции по эксплуатации используемого оборудования.
Вопреки распространенному мнению, что напорные блоки являются постоянными, эти адгезивы надежно фиксируют и герметизируют крепежные детали на срок службы сборки, но могут быть удалены при необходимости для разборки. Важно выбрать правильный механизм блокировки резьбы, соответствующий требованиям сборки и разборки приложения. Гайку и болт, собранные с помощью нитевого замка, можно многократно использовать, просто отмачивая отвержденный резьбовой замок от разобранных деталей, применяя новый резьбонарезной станок, а затем снова собирайте застежку.
Все технологические процессы, а именно подготовка инструмента к работе, его хранение и содержание, непосредственно натяжение болтов должны проходить в полном соответствии с соответствующими инструкциями по их эксплуатации.
Тарирование КЛЦ-ключей проводится непосредственно перед их первым применением и затем после натяжение 1000 и 2000 болтов . После этого тарирование необходимо проводить каждый раз после натяжения 5000 болтов либо в случае замены таких составных элементов ключа как гидроцилиндр или цепной барабан.
Химические нитеприводы выполняют три вещи: смазывайте узел, чтобы преобразовать крутящий момент в высокую нагрузку на зажим; заполнять пустоты для блокировки потоков и поддерживать постоянную нагрузку на зажим с течением времени; и герметизировать резьбу, чтобы предотвратить коррозию и захват, чтобы обеспечить разборку и согласование. При использовании нитеприемников крутящий момент разборки не увеличивается с течением времени, так как в суставе не возникает ржавчина.
Задержка хранения и сравнение затрат. Сравнение химических и механических нитеулок. Крепеж, обработанный резьбонарезателями, теряет менее 1% нагрузки на зажим. В жидком состоянии клей облегчает сборку, чтобы предотвратить заедание и обеспечить согласованную зажимную нагрузку. Он объединяет гайку и болт путем формирования жесткого термореактивного пластика между резьбой, устранения пустот и физического предотвращения относительного движения между деталями.
Тарирование ручных ключей должно проводиться каждые 4 часа беспрерывной работы, но при этом не менее двух раз за смену. Для этого используется способ подвески контрольного груза. В любом случае к тарированию допускается только подготовленный персонал, и оно должно проводиться при непосредственном присутствии ответственного лица.
Поскольку напорные блоки герметизируют узел, они предотвращают утечки и коррозию. Вы можете выбирать из жидких, гелевых, палочных и ленточных форм и использовать их на любом крепеже формы или размера. В отличие от механических устройств блокировки, не требуется инвентаризация сложных деталей, и нитроуловители обычно стоят меньше механических устройств блокировки.
Последнее поколение анаэробных резьбонакладок легче применять и значительно более устойчиво, чем предыдущие составы. Оба синих съемных и красных постоянных резьбонарезателя доступны в масляных толерантных и без грунтовки составах, которые упрощают процесс сборки, устраняя необходимость очистки и заправки застежки.
При тарировании погрешность крутящего момента должна быть не более 5%. Если погрешность превысила допустимые значения сам ключ, а также тарировочное устройство осматриваются и все обнаруженные неисправности устраняются. Если после этого погрешность выходит за пределы нормы, ключи должны быть подвергнуты обработке и последующему ремонту.
В процессе натяжения высокопрочных болтов должно быть обеспечено приложение к болту рассчитанного по указанной выше формуле крутящего момента. При этом величина создаваемого крутящего момента должна контролироваться в момент поворота ключа. Стоит отметить, что затяжка болтов должна происходить плавно без каких-либо рывков. Как только крутящий момент достигнет требуемой величины, натяжка прекращается.
Для обеспечения работы таких ключей как ключи КЛЦ-110 и КЛЦ-160 в ограниченном пространстве в комплекте предусмотрено наличие противомоментных упоров, приложение И. п. И.1.1 .
1.126. Огневая обработка допускается при толщине металла не менее 5 мм.
Перегрев металла при огневой обработке не допускается.
После огневой обработки отставшая окалина и продукты сгорания (шлак) должны быть удалены.
До полного закрепления соединений высокопрочными болтами их следует предохранять от попадания масла и, как правило, влаги.
С поверхностей, подлежащих обработке стальными щетками, необходимо предварительно удалить жировые загрязнения. Состояние поверхности после обработки и перед сборкой должно контролироваться.
1.127. Перепад поверхностей (депланация) стыкуемых деталей не должен превышать 0,5 мм. Величина перепада определяется до постановки деталей, перекрывающих соединения, с помощью линейки и щупа в зоне первого от стыка ряда отверстий.
В случае перепада плоскостей стыкуемых деталей от 0,5 до 3 мм на выступающей детали должен быть сделан скос с уклоном 1:10. Образование скоса кислородной и воздушно-дуговой резкой запрещается.
При перепадах, превосходящих 3 мм, необходимо применять прокладки из стали той же марки, что и конструкции, обработанные с двух сторон тем же способом, каким обрабатывались детали соединения.
1.128. Сборка соединений на высокопрочных болтах должна выполняться сразу на постоянных болтах с установкой пробок в количестве 10% от числа отверстий. Постановка временных болтов запрещается.
1.129. Сборщики, занятые на постановке высокопрочных болтов, должны иметь удостоверение о допуске к работам по выполнению соединений на высокопрочных болтах.
1.130. Высокопрочные болты, гайки и шайбы перед постановкой в конструкции должны быть очищены от грязи, консервирующей смазки и подготовлены так, чтобы при натяжении обеспечивались нормативные значения коэффициентов закручивания и исключалось загрязнение контактных поверхностей.
1.131. Заданное проектом натяжение болта следует обеспечивать затяжкой гайки динамометрическим ключом до расчетного крутящего момента, либо поворотом гайки на определенный угол по специальным инструкциям. Динамометрические ключи для натяжения высокопрочных болтов, имеющие в своем составе гидравлическое или механическое устройство, необходимо тарировать 2 раза в смену (перед началом и в середине смены).
1.132. Порядок натяжения высокопрочных болтов в соединениях должен исключать образование неплотностей в стягиваемых пакетах.
1.133. Величина крутящего момента (Мкр), необходимого для натяжения высокопрочных болтов, определяется по формуле
где k - коэффициент закручивания, устанавливаемый стандартами или техническими условиями на болты;
Р - заданное усилие натяжения болта;
d - номинальный диаметр болта.
Отклонение фактического крутящего момента от момента, определяемого по формуле (1), не должно превышать 0;+20%.
1.134. Под головки и гайки высокопрочных болтов должны быть поставлены термически обработанные шайбы - по одной шайбе под каждую головку и гайку.
1.135. Гайки, затянутые до крутящего момента, определяемого в соответствии с требованиями п.1.133 настоящей главы, или поворотом на определенный угол, ничем дополнительно не закрепляются.
1.136. В соединениях, в которых проектом наряду с постановкой высокопрочных болтов предусмотрена приварка деталей валиковыми швами, сварка должна производиться после постановки всех высокопрочных болтов и затяжки их на заданное усилие.
После сварки необходимо провести контрольную проверку натяжения всех высокопрочных болтов.
1.137. После окончательной затяжки всех болтов в соединении до заданного усилия сборщик обязан проставить присвоенный ему номер или знак в предусмотренном месте.
1.138. Натяжение болтов должно контролироваться выборочной проверкой: при количестве болтов в соединении до 5 шт. контролируется 100% болтов, при количестве болтов от 6 до 20 шт. - не менее 5 шт. и при большем количестве - не менее 25% болтов в соединении; если при контроле обнаружится хотя бы один болт, натяжение которого не удовлетворяет требованиям п.1.133 настоящей главы, то контролю подлежат 100% болтов в соединении. При этом натяжение болтов должно быть доведено до требуемой величины.
После контроля головки болтов должны быть окрашены. Все соединение должно быть зашпатлевано по контуру.
Работы должны регистрироваться в журналах контроля подготовки стыков и постановки высокопрочных болтов.
