Нацяжэнне балтоў паваротнага падшыпніка супраць дынамаметрычнага ключа: які метад забяспечвае пастаянную папярэднюю нагрузку для паваротных платформ горных экскаватараў?

Чаму паслядоўнасць папярэдняга нацяжэння балтоў важная для паваротных падшыпнікаў: праблема нераўнамернай нагрузкі, якую ніхто не бачыць, пакуль падшыпнік не выйдзе з ладу

Я ўжо пятнаццаць гадоў распрацоўваю сістэмы паваротных прывадаў у Yining Hydraulic, і менавіта ў злучэннях паваротных падшыпнікаў я бачу найбольшы разрыў паміж задуманым у спецыфікацыі і рэальным выкананнем.Паваротны падшыпнік на паваротным крузе 200-тоннага горназдабыўнога экскаватара мацуецца 40-60 высокатрывалымі балтамі (звычайна M42-M56, клас 10.9 або 12.9), размешчанымі па кругавой схеме дыяметрам 2-3 метры.Кожны болт павінен вытрымліваць зададзены папярэдні націск — звычайна 60-70% ад дапушчальнай нагрузкі болта, што адпавядае 400-600 кН для болта M48 класа 10.9 — каб прадухіліць адрыў абадка падшыпніка ад мантажнай паверхні пад дзеяннем перакульвальнага моманту, які ўзнікае пры поўнай загрузцы і высуне каўша. Калі папярэдні націск неадпаведны, абадок падшыпніка адчувае нераўнамерны кантактны ціск, і абадок дэфармуецца лакальна пад нагрузкай, ствараючы стан, які называецца «брынелінгам», калі элементы качэння ўціскаюцца ў паверхню абадка, пачынаючы адколванне, якое прагрэсуе да поўнага разбурэння падшыпніка на працягу 2000-5000 гадзін працы.

Праблема паслядоўнасці папярэдняга нацяжэння: метады з дынамаметрычным ключом прыкладаюць крутоўны момант да галоўкі балта або гайкі, і сувязь паміж прыкладзеным крутоўным момантам і атрыманым нацяжэннем балта залежыць ад каэфіцыента трэння на двух паверхнях інтэрфейсу — кантакте разьбы і кантакце пад галоўкай (або пад гайкай).Суадносіны крутоўнага моманту і нацяжэння: T = K × F × d, дзе T — прыкладзены крутоўны момант, K — каэфіцыент зацяжкі гайкі (звычайна 0,15–0,22 для змазанай сталёвай разьбы), F — атрыманае нацяжэнне балта, а d — намінальны дыяметр балта. Праблема ў тым, што K не з'яўляецца пастаяннай велічынёй — яна змяняецца ў розных балтоў у залежнасці ад аздаблення паверхні разьбы, стану змазкі, таго, ці быў балт раней зацягнуты (паўторна выкарыстаная разьба мае больш высокае значэнне K, таму што няроўнасці паверхні былі згладжаны), і таго, ці ёсць у разьбе смецце.Разумная ацэнка змены K у палявых умовах складае +/-15-25%, што непасрэдна перакладаецца ў змену папярэдняга нацяжэння нітаў на +/-15-25% пры тым жа прыкладзеным крутоўным моманце.Для ніта, які патрабуе папярэдняга нацяжэння 500 кН з K 0,18 пры d 48 мм: T = 0,18 × 500 000 × 0,048 = 4320 Нм. Калі K фактычна змяняецца ад 0,15 да 0,22 па акружнасці ніта, той жа крутоўны момант 4320 Нм стварае папярэднія нацяжэнні ў дыяпазоне ад 410 кН да 600 кН — розніца ў 46% паміж самымі свабоднымі і самымі зацягнутымі нітамі. Згодна зVDI 2230Згодна са стандартамі сістэматычнага разліку балтавых злучэнняў, зацяжка з кантраляваным крутоўным момантам дасягае роскіду папярэдняга нацяжэння +/-25-35% нават у кантраляваных лабараторных умовах, а палявыя ўмовы звычайна павялічваюць гэты паказчык да +/-35-50%.

Гідраўлічнае нацяжэнне нітаў: як прамое расцяжэнне ліквідуе зменную трэння

Гідраўлічнае нацяжэнне нітаў цалкам абыходзіць пераўтварэнне крутоўнага моманту ў нацяжэнне, прыкладаючы вядомы гідраўлічны ціск да нацяжніка, які непасрэдна нацягвае шпільку ніта, пругка расцягваючы яе.Нацяжнік складаецца з гідраўлічнага цыліндра з разьбовым здымнікам, які накручваецца на падаўжэнне шпількі балта (даўжыня адкрытай разьбы болта над гайкай павінна быць роўная як мінімум аднаму дыяметру балта, каб нацяжнік мог яго счапіць), перамычкі, якая прылягае да паверхні злучэння, і гнязда, якое дазваляе павярнуць гайку ўручную пасля расцяжэння балта. Паслядоўнасць дзеянняў: нацяжнік усталёўваецца на балт, прыкладаецца гідраўлічны ціск да зададзенага значэння (разлічваецца па эфектыўнай плошчы поршня нацяжніка), балт пругка расцягваецца (падаўжэнне 0,1-0,3 мм для тыповых балтоў паваротнага падшыпніка), гайка паварочваецца ад рукі з дапамогай гнязда праз корпус нацяжніка, гідраўлічны ціск здымаецца, і балт спрабуе вярнуцца да сваёй першапачатковай даўжыні, але гайка перашкаджае гэтаму, ствараючы зададзеную папярэднюю нагрузку ў балце.

Дакладнасць папярэдняга нацяжэння гідраўлічнага нацяжэння: +/-5-10% у параўнанні з +/-25-35% для метадаў з дынамаметрычным ключом.Дакладнасць абумоўлена тым, што нацяжэнне нітаў кантралюецца гідраўлічным ціскам, які вымяраецца і рэгулюецца з дакладнасцю +/-1-2% манометрам або пераўтваральнікам помпы нацяжэння. Модуль пругкасці ніта (модуль Юнга, 207 ГПа для легаванай сталі) застаецца нязменным у межах +/-2% для нітаў з адной і той жа партыі тэрмічнай апрацоўкі. Адзінай зменнай з'яўляецца эфектыўная даўжыня заціску (даўжыня ніта паміж гайкай і першай зачапленай разьбой), якая змяняецца на +/-3-5% у залежнасці ад глыбіні зачаплення разьбы і даўжыні заціску ніта.Астаткавая памылка ў нацягнутым папярэднім нацягу мае дзве прычыны:(1) расслабленне балта пасля зняцця нацяжэння (сустаў сціскаецца пры зняцці нацяжніка, зніжаючы нацяжэнне балта на 5-10% — што тлумачыцца дадаткам перанацяжэння на 5-10% падчас праходу нацяжэння), і (2) узаемадзеянне суседніх балтоў (нацяжны балт № 2 зніжае нацяжэнне ў балце № 1 на 10-15%, таму што нацяжэнне балта № 2 яшчэ больш сціскае сустаў, расслабляючы балт № 1 — гэта вырашаецца 3-4 праходамі нацяжэння).ASME PCC-1Згодна з рэкамендацыямі па зборцы балтавых злучэнняў, гідраўлічнае нацяжэнне з'яўляецца пераважным метадам для балтавых злучэнняў вялікага дыяметра, якія патрабуюць дакладнасці папярэдняга нацяжэння +/-10% або лепш.

Напружаныя пасы: пратакол 3-4 пасаў, які ніхто не хоча рабіць, але які патрэбны ўсім

Адзін праход нацяжэння — калі кожны болт нацягваецца адзін раз па акружнасці — прыводзіць да варыяцый папярэдняга нацяжэння ў 30-50%, таму што кожнае наступнае нацяжэнне болта сціскае злучэнне і расслабляе раней нацягнутыя балты.Механізм: калі ніт № 1 нацягнуты да 500 кН, ён лакальна сціскае злучэнне вакол ніта № 1. Калі ніт № 2 (побач з нітам № 1) нацягнуты, дадатковае сцісканне злучэння ў зоне паміж нітамі № 1 і № 2 прыводзіць да нязначнага памяншэння таўшчыні злучэння ў зоне заціску ніта № 1, што зніжае нацяжэнне ніта № 1 прыблізна на 10-15%. Па меры нацяжэння па акружнасці кожны ніт паступова губляе нацяжэнне, і першы нацягнуты ніт губляе найбольшае нацяжэнне, звычайна заканчваючы на ​​50-60% ад свайго першапачатковага нацяжэння пасля таго, як усе ніты па акружнасці будуць нацягнуты.

Правільны пратакол нацяжэння: 3-4 праходы па акружнасці нітаў, прычым першы праход выконваецца пры канчатковым нацяжэнні 50-60% для фіксацыі злучэння, а наступныя праходы выконваюцца пры канчатковым нацяжэнні 100%.Праход 1: нацягніце ўсе балты да 60% ад канчатковага папярэдняга нацяжэння (напрыклад, 300 кН для спецыфікацыі 500 кН) — гэта часткова фіксуе злучэнне і памяншае эфект рэлаксацыі ў наступных праходах. Праход 2: нацягніце ўсе балты да 100% канчатковага папярэдняга нацяжэння (500 кН). Праход 3: паўторна нацягніце ўсе балты да 100% канчатковага папярэдняга нацяжэння — гэты праход звычайна аднаўляе 10-15% нацяжэння ў першай палове балтоў, якія расслабіліся падчас праходу 2, а эфект рэлаксацыі ў праходзе 3 памяншаецца да 3-5%, таму што злучэнне цяпер цалкам фіксавана. Праход 4 (неабавязковы, але рэкамендуецца для крытычных злучэнняў): паўторна нацягніце да 100% і пераканайцеся, што ні адзін балт не страціў больш за 5% нацяжэння паміж нацяжэннем і кантрольным вымярэннем (выкарыстоўваючы ультрагукавой датчык падаўжэння балтоў, калі даступны).Гідраўліка ІнінНашы працэдуры ўстаноўкі паваротнага прывада ўключаюць абавязковы 4-праходны пратакол нацяжэння для ўсіх балтавых злучэнняў паваротных падшыпнікаў на горназдабыўным абсталяванні, і мы пастаўляем нацяжны помпа, нацяжнік і дакументацыю па працэдурах з кожнай пастаўкай паваротнага прывада.

Падрыхтоўка нітаў: тры фактары, якія ператвараюць ідэальную працэдуру нацяжэння ў няўдалы злучэнне

Нават пры гідраўлічным нацягванні тры фактары падрыхтоўкі нітаў могуць знізіць фактычны папярэдні нацяг да 50-70% ад зададзенага значэння, і ўсе тры часта не ўлічваюцца падчас ўстаноўкі ў палявых умовах.Фактар ​​першы: змазка разьбы — разьба ніта і паверхня падшыпніка гайкі павінны быць змазаны пазначанай змазкай (звычайна пастай дысульфіду малібдэна, супрацьзадзірным складам або рэкамендаванай вытворцам ніта змазкай) для дасягнення паслядоўнага трэння разьбы падчас нацяжэння. Сухая разьба або разьба, змазаная іншай змазкай, чым пазначана, змяняе каэфіцыент трэння і супраціўленне гайкі скарачэнню, што прыводзіць да частковага раскручвання гайкі падчас зняцця нацяжэння. Фактар ​​другі: даўжыня захопу ніта — неразьбовы стрыжань ніта паміж галоўкай і першай зачапленай разьбой павінен быць як мінімум у 3-4 разы большы за дыяметр ніта, каб ніт пругка расцягваўся з правільнай жорсткасцю спружыны. Ніт з даўжынёй захопу менш за 2 разы большай за дыяметр мае вельмі высокую жорсткасць спружыны, гэта значыць, што для таго ж падаўжэння патрабуецца большая сіла нацяжэння і больш адчувальны да рэлаксацыі. Фактар ​​трэці: плоскасць паверхні злучэння — мантажныя паверхні пад галоўкай ніта і гайкай павінны быць плоскімі ў межах 0,1 мм ад дыяметра падшыпніка. Няроўная паверхня выклікае ў балце напружанне выгібу ў дадатак да расцяжэння, што зніжае эфектыўны папярэдні нацяг і тэрмін службы балта на 30-50%.

Праверка пасля нацяжэння: папярэдні нацяжэнне балта можна праверыць, вымераўшы падаўжэнне балта ультрагукавым калібрам балта (метад імпульсна-рэха, вымярэнне часу праходжання ультрагукавога імпульсу па даўжыні балта).Вымярэнне падаўжэння да і пасля нацяжэння дае фактычную дэфармацыю балта, якая, памножаная на плошчу папярочнага сячэння балта і модуль Юнга, дае фактычную папярэднюю нагрузку. Гэта адзіны прамы метад вымярэння ўсталяванай папярэдняй нагрузкі балта — вымярэнне крутоўнага моманту (праверка моманту адрыву) не карэлюе з папярэдняй нагрузкай пасля нацяжэння балта, таму што статычнае трэнне (крутоўны момант адрыву) вышэйшае за дынамічнае трэнне падчас зацяжкі.Гідраўліка ІнінМы рэкамендуем ультрагукавую праверку падаўжэння балтоў для паваротных падшыпнікавых балтоў на горных экскаватарах з дыяметрам паваротнага стала больш за 2,5 метра, дзе нераўнамерны папярэдні націск выклікае нераўнамерную нагрузку на абадок падшыпніка, якую немагчыма выявіць, пакуль не пачнецца разбурэнне падшыпніка. Глядзіце таксама наша кіраўніцтва паінтэграцыя і мантаж паваротнага рэдуктарадля дадатковага кіраўніцтва па балтавых злучэннях.

Знешнія спасылкі: Разлік балтавых злучэнняў паводле VDI 2230 · Балтавыя злучэнні ASME PCC-1 · Класіфікацыя DNV · Гідраўлічныя сістэмы ISO 4413 · SAE International · Стандарты AGMA · Правілы ABS

І апошняе папярэджанне, атрыманае пасля пятнаццаці гадоў эксплуатацыі паваротных прывадаў: ніколі не выкарыстоўвайце паўторна балты паваротных падшыпнікаў пасля іх зняцця. Балты, якія падвяргаюцца поўнаму папярэдняму нацягу, падвяргаюцца пластычнай дэфармацыі ў першых некалькіх разьбах разьбы, і паўторнае нацяжэнне выкарыстанага балта прыводзіць да непрадказальнага папярэдняга нацяжэння — звычайна на 15-25% меншага, чым у новага балта пры тым жа ціску нацяжэння, — таму што зона пластычнай дэфармацыі павялічыла эфектыўную даўжыню заціску.

Каб даведацца пра спецыфікацыі нітаў паваротнага падшыпніка, рэкамендацыі па нацяжному абсталяванні або праверыць канструкцыю індывідуальных нітавых злучэнняў, звярніцеся да нашай інжынернай каманды ў Yining Hydraulic — у нас ёсць дакументацыя па нацяжному абсталяванні і працэдурах, гатовая для вашай канкрэтнай мадэлі прывада павароту.