Tehokkaat pulttien kiristysmenetelmät

Tällä hetkellä lähes kaikkipulttiteollisuudessa käytettävää kiristystä on valvottava, jota kutsutaan momentinsäädöksi.

Vääntömomentilla tarkoitetaan teollista kiinnitystä ennalta määrätyllä vääntömomentilla tai ennalta määrätyllä momentilla ja kulmalla riittävän kiristysvoiman ja kierreliitoksen luotettavuuden varmistamiseksi.

Pulttikiristäminen on erittäin monimutkainen fyysinen prosessi. Tärkeimmät pulttien kiristykseen vaikuttavat tekijät ovat vääntömomentti, esijännitys, kitka ja materiaalin kovuus. Turvallinen pulttikiinnitys voidaan taata vain, kun edellä mainitut tekijät otetaan täysin huomioon.

Momenttiavaimella voidaan ohjata kierteen kiristykseen kohdistuvaa voimaa, joka ei voi olla pienempi tai suurempi. Useimmissa tapauksissa perinteinen momenttiavain voi jo tuottaa pulttien kiristysvaikutuksen riittävän tarkasti. Kuitenkin kun tarvitaan tarkempaa ja turvallisempaa kierteen kiristystä, manuaalinen momenttiavain ei sovellu, koska käytetty momentti ei usein täytä esijännityksen ja vastaavan esiasetetun arvon vaatimuksia, koska se ei ole tarkka.

Epätarkan arvon syynä on usein kiristyskierteiden välinen pureminen sekä pultin pään ja kiinnityskohteen tason välinen kitka. Ns. esikiristysvoima eli kiristysvoima on ruuviliitoksessa olevan työkappaleen kosketuksesta syntyvä kosketuspaine, joka on universaali. Paine lisää työkappaleiden välistä kitkaa, ja kitka saa momentin olemaan täysin esikiristynyt, joten vain noin 10 prosenttia käyttämästämme vääntömomentista voidaan muuntaa pultin kiristysvoimaksi.

Paremman tarkkuuden saavuttamiseksi myös pulttien manuaalisessa kiristuksessa käytetään usein kulmaohjattua kiristystekniikkaa, erityisesti nykyisessä nopeasti kehittyvässä autoteollisuudessa. Tämän tekniikan avulla jokainen pultti voi saavuttaa maksimaalisen kiristysvaikutuksensa. Pyörimiskulmalla tarkoitetaan pultin alkuperäisen kiristyksen ja määrätyn vääntömomentin lopullisen saavuttamisen välistä kulma-arvoa.

Yleisesti ottaen pyörimisaste vaihtelee kiinnittimien ja kiinnitettävien osien materiaalin mukaan. Esimerkiksi korkeakovien materiaalien, kuten hiiliteräksen, kiinnittämiseen tarvittavien kulmien lukumäärä on suhteellisen pieni; Matalakovilla materiaaleilla, kuten puulla, kiinnitykseen tarvittavien kulmien määrä on suhteellisen suuri, ja myös kitkan aiheuttama voimahäviö on suuri ja saavutettava kiinnitysvoima suhteellisen pieni.

Kierteen kiristyskulman säätöprosessissa vääntömomentin säätimellä kiristetään pultti kiinteään momenttiarvoon alussa. Kun tämä vääntömomentti on saavutettu, seuraava kiristysprosessi suoritetaan vääntömomentin ja kulman kaksoisohjauksella, kunnes esiasetettu kiristysmomentti ja kiertokulma saavutetaan. Kulmansäätöjärjestelmän oikea käyttö voi estää pultin pääsyn materiaalin muovivyöhykkeelle, estää pultin hyväksymismyötörajan ylittymisen ja aiheuttaa mahdollisia turvallisuusriskejä. Samalla kulmaohjaus voi myös merkittävästi vähentää lukitusvoiman menetystä ja varmistaa riittävän esijännityksen.

Pulttien kiristysprosessissa käytettävä vääntömomentti ja kiertokulman aste ovat erilaisia, joten kiertokulmasäädöllä kiristettyjä pultteja ei voida käyttää uudelleen.

Pulttien kiristysmenetelmiä on kahta päätyyppiä, nimittäin elastinen kiristys ja muovikiristys. Elastinen kiristys tarkoittaa yleensä momenttikiristysmenetelmää, kun taas muovikiristys sisältää pääasiassa kulmakiristysmenetelmän ja myötörisämenetelmän.

1. Kiristysmomenttimenetelmä

Vääntömomentin kiristysmenetelmän periaate on, että vääntömomentin ja aksiaalisen esijännityksen välillä on tietty suhde. Liitettyjen osien esikiristysvoimaa ohjataan asettamalla kiristystyökalu tiettyyn vääntömomenttiarvoon. Vakaan prosessin, osien laadun ja muiden tekijöiden perusteella tämä kiristysmenetelmä on yksinkertainen ja intuitiivinen käyttää, ja sitä käytetään nykyään laajalti. Kokemuksen mukaan pultteja kiristäessä 50 prosenttia vääntömomentista kuluu pultin päätypinnan kitkaan, 40 prosenttia kierteen kitkaan ja vain 10 prosenttia vääntömomentista käytetään esijännityksen synnyttämiseen.

Koska ulkoiset epävakaat olosuhteet vaikuttavat paljon vääntömomentin kiristysmenetelmään, vääntömomenttimenetelmä, joka ohjaa epäsuorasti esijännitystä säätämällä kiristysmomenttia, johtaa aksiaalisen esijännityksen alhaiseen säätötarkkuuteen. Lisäksi pulttiliitoksia on hyvin vähän, vääntömomentti on saavuttanut määritellyn arvon ja pultin pää ei ole vielä täysin sovitettu liitettyjen osien kanssa tai rako on joskus hyvin pieni, mikä ei ole helppo löytää silmämääräisesti. Tällä hetkellä vääntömomentin arvo on hyväksytty, mutta esijännitys on hyvin pieni tai ei ollenkaan, joten tässä tapauksessa, jos vain varmistaakseen vääntömomentin olevan kelvollinen, kokoonpano- ja kiristyslaadun varmistamisesta tulee ontto sana.

2. Kulman kiristysmenetelmä

Momenttikiristysmenetelmän puutteiden vuoksi Yhdysvalloissa alettiin tutkia pultin venymän ja aksiaalivoiman välistä suhdetta 1940-luvun lopulla. Kierroskulma pultin kiristyksen aikana on karkeasti verrannollinen pultin venymän ja kiristettyjen osien löysyyden summaan, joten voidaan käyttää menetelmää ennalta määrätyn kiristysvoiman saavuttamiseksi määritellyn kiertokulman mukaisesti. Kiristä ensin pultti alkuperäiseen vääntömomenttiin, eli venytä pultti myötörajaan asti ja kierrä sitten tietty kulma venyttääksesi pulttia muovialueelle.

Pyörimiskulman kiristysmenetelmän ydin on pultin venymän säätely. Elastisella alueella aksiaalinen esijännitys on verrannollinen venymään. Venymän ohjaus on aksiaalivoiman säätely. Pultin plastisen muodonmuutoksen alkamisen jälkeen, vaikka nämä kaksi eivät ole enää verrannollisia, pultin mekaaniset ominaisuudet jännityksen alaisena osoittavat, että aksiaalinen esijännitys voidaan stabiloida lähellä myötörajaa, kunhan se pysyy tietyllä alueella.

Siksi kahden eri kitkakertoimen pultin lopullinen vääntömomentti samalla kiristysmenetelmällä kiristyksen jälkeen on hyvin erilainen, mutta esikiristysvoima ei eroa saman pultin lujuuden ja koon vuoksi. Vääntömomenttikiristysmenetelmään verrattuna se ei ainoastaan ​​viimeistele kiristyksen hallintaa suurella tarkkuudella, vaan myös parantaa täysin materiaalien käyttöastetta.

3. Syöttöpisteen kiristysmenetelmä

Myötörajan kiristysmenetelmän teoreettinen tavoite on kiristää pultti juuri myötörajan yli. Kun käytät myötörajakiristystä, kiristä pultti ensin määrättyyn käynnistysmomenttiin. Tästä eteenpäin laitteisto seuraa kiristyskäyrän kaltevuusarvon muutosta. Jos kaltevuus pienenee enemmän kuin asetettu arvo, pultti katsotaan venyneen myötörajaan asti ja työkalu pysähtyy. Myötöpisteen kiristysmenetelmän suurin etu on se, että kaikki eri kitkakerroin omaavat pultit kiristetään myötörajaan asti, mikä maksimoi kierreosien lujuuspotentiaalin. Se on kuitenkin herkkä häiriötekijöille, ja sillä on korkeat vaatimukset pulttien suorituskyvylle ja rakennesuunnittelulle, jota on vaikea hallita. Siksi kiristystyökalut ovat erittäin kalliita.