Tensione di u bullone di u cuscinettu di rotazione vs chiave dinamometrica: quale metudu furnisce una precarica consistente per i piatti giratori di pala mineraria?

Perchè a cunsistenza di u precaricu di i bulloni hè impurtante per i cuscinetti di rotazione: U prublema di u caricu irregulare chì nimu vede finu à a rottura di u cuscinettu

Aghju cuncipitu sistemi di trasmissione di rotazione in Yining Hydraulic per quindici anni, è i giunti di bulloni di cuscinetti di rotazione sò induve vecu a più grande differenza trà l'intenzione di specificazione è l'esecuzione in situ.Un cuscinettu di rotazione nantu à una piattaforma giratoria di pala minera di 200 tunnellate hè assicuratu da 40-60 bulloni ad alta resistenza (tipicamente M42-M56, Classe 10.9 o 12.9) disposti in un schema di bulloni circulari di 2-3 metri di diametru.Ogni bullone deve mantene una precarica specifica - tipicamente 60-70% di u caricu di prova di u bullone, chì currisponde à 400-600 kN per un bullone M48 Classe 10.9 - per impedisce à a pista di u cuscinettu di alzassi da a superficia di muntatura sottu à u mumentu di ribaltamentu generatu quandu u cucchiainu hè cumpletamente caricu è stesu. Se a precarica hè inconsistente, a pista di u cuscinettu subisce una pressione di cuntattu irregulare, è a pista si deforma lucalmente sottu carica - creendu una cundizione chjamata "brinelling" induve l'elementi volventi indentanu a superficia di a pista, iniziendu a scheggiatura chì progredisce finu à una rottura cumpleta di u cuscinettu in 2.000-5.000 ore di funziunamentu.

U prublema di a consistenza di a precarica: i metudi di chjave dinamometriche applicanu a coppia à a testa di u bullone o à u dado, è a relazione trà a coppia applicata è a tensione di u bullone risultante dipende da u coefficientu di attritu à duie interfacce - u cuntattu di a filettatura è u cuntattu sottu à a testa (o sottu à u dado).A relazione coppia-tensione: T = K × F × d, induve T hè a coppia applicata, K hè u fattore di dado (tipicamente 0,15-0,22 per i fili d'acciaio lubrificati), F hè a tensione risultante di u bullone, è d hè u diametru nominale di u bullone. U prublema hè chì K ùn hè micca una costante - varia trà i bulloni secondu a finitura di a superficia di u filu, a cundizione di lubrificazione, se u bullone hè statu digià serratu (i fili riutilizzati anu un valore K più altu perchè l'asperità di a superficia sò state appiattite), è se ci sò detriti in i fili.Una stima raghjonevule per a variazione di K in e cundizioni di campu hè +/-15-25%, chì si traduce direttamente in una variazione di +/-15-25% in u precaricamentu di u bullone per a stessa coppia applicata.Per un bullone chì richiede una precarica di 500 kN cù una K di 0,18 à d di 48 mm: T = 0,18 × 500.000 × 0,048 = 4.320 Nm. Sè K varia in realtà trà 0,15 è 0,22 in tuttu u circulu di u bullone, i stessi 4.320 Nm di coppia producenu precarichi chì varianu da 410 kN à 600 kN - una diffusione di 46% trà i bulloni più sciolti è i più stretti. SiconduVDI 2230Sicondu i standard di calculu sistematicu di i giunti à bulloni, u serraggio cuntrullatu da a coppia permette una dispersione di precarica di +/-25-35% ancu in cundizioni di laburatoriu cuntrullate, è e cundizioni di campu aumentanu tipicamente questu à +/-35-50%.

Tensione di i bulloni idraulici: cumu u stiramentu direttu elimina a variabile di attritu

A tensione idraulica di i bulloni bypassa cumpletamente a cunversione da coppia à tensione applicendu una pressione idraulica cunnisciuta à un tensore chì tira direttamente u pernu di u bullone, stendendulu elasticamente.U tensore hè custituitu da un cilindru idraulicu cù un estrattore filettatu chì si avvita nantu à l'estensione di u pernu di u bullone (u bullone deve avè una lunghezza di filettatura esposta sopra u dado uguale à almenu un diametru di u bullone per chì u tensore possa afferrà), un ponte chì si appoghja contr'à a superficia di l'articulazione, è una presa chì permette di girà u dado manualmente dopu chì u bullone hè statu stiratu. A sequenza di l'operazione: u tensore hè installatu nantu à u bullone, a pressione idraulica hè applicata à u valore specificatu (calculabile da l'area effettiva di u pistone di u tensore), u bullone si stende elasticamente (0,1-0,3 mm di allungamentu per i bulloni tipici di u cuscinettu di rotazione), u dado hè giratu strettu cù e dite aduprendu a presa attraversu u corpu di u tensore, a pressione idraulica hè rilasciata, è u bullone prova à vultà à a so lunghezza originale - ma u dado l'impedisce, creendu u precaricu specificatu in u bullone.

A precisione di precarica di a tensione idraulica: +/-5-10%, paragunata à +/-25-35% per i metudi di chjave dinamometrica.A precisione vene da u fattu chì a tensione di u bullone hè cuntrullata da a pressione idraulica, chì hè misurata è regulata cù una precisione di +/-1-2% da u manometru o u trasduttore di a pompa di tensione. U modulu elasticu di u bullone (modulu di Young, 207 GPa per l'acciaiu alliatu) hè consistente in +/-2% per i bulloni di u listessu lottu di trattamentu termicu. L'unica variabile hè a lunghezza di serraggio effettiva (a lunghezza di u bullone trà u dado è u primu filu impegnatu), chì varia di +/-3-5% secondu a prufundità di ingaghjamentu di u filu è a lunghezza di presa di u bullone.L'errore residuale in u precaricu tesu vene da duie fonti:(1) rilassamentu di u bullone dopu à u rilasciu di a tensione (l'articulazione si comprime quandu u tenditore hè cacciatu, riducendu a tensione di u bullone di 5-10% - spiegatu da l'applicazione di una sovratensione di 5-10% durante u passu di tensione), è (2) interazione di u bullone adiacente (u bullone di tensione n. 2 riduce a tensione in u bullone n. 1 di 10-15% perchè a tensione di u bullone n. 2 comprime ulteriormente l'articulazione, rilassendu u bullone n. 1 - trattatu da 3-4 passi di tensione). PerASME PCC-1Linee guida per l'assemblaggio di giunti bullonati, a tensione idraulica hè u metudu preferitu per i giunti bullonati di grande diametru chì richiedenu una precisione di precarica di +/-10% o più.

Passaggi di Tensione: U Protocolu di Passaggi 3-4 chì nimu ùn vole fà ma chì tutti anu bisognu

Una sola passata di tensione - induve ogni bullone hè tesu una volta intornu à u cerchju - produce variazioni di precarica di 30-50% perchè ogni bullone successivu tesu comprime l'articulazione è rilassa i bulloni precedentemente tesi.U mecanismu: quandu u bullone #1 hè tesu à 500 kN, comprime l'articulazione lucalmente intornu à u bullone #1. Quandu u bullone #2 (adiacente à u bullone #1) hè tesu, a cumpressione supplementaria di l'articulazione in a zona trà i bulloni #1 è #2 face chì u spessore di l'articulazione in a zona di serraggio di u bullone #1 diminuisca ligeramente - riducendu a tensione di u bullone #1 di circa 10-15%. Mentre a tensione avanza intornu à u cerchju, ogni bullone perde tensione progressivamente, è u primu bullone tesu perde u più - tipicamente finendu à 50-60% di a so tensione iniziale dopu chì tutti i bulloni in u cerchju sò stati tesi.

U protocolu di tensione currettu: 3-4 passaggi intornu à u cerchju di u bullone, cù u primu passu à 50-60% di a tensione finale per pusà u giuntu, è passaggi successivi à 100% di tensione finale.Passu 1: tensione di tutti i bulloni à u 60% di u precaricu finale (per esempiu, 300 kN per una specificazione di 500 kN) - questu mette parzialmente in sella u giuntu è riduce l'effettu di rilassamentu in i passaggi successivi. Passu 2: tensione di tutti i bulloni à u 100% di precaricu finale (500 kN). Passu 3: ritensione di tutti i bulloni à u 100% di precaricu finale - questu passu tipicamente recupera u 10-15% di tensione in i bulloni di a prima metà chì si sò rilassati durante u passu 2, è l'effettu di rilassamentu in u passu 3 hè riduttu à u 3-5% perchè u giuntu hè avà cumpletamente pusatu. Passu 4 (opzionale ma cunsigliatu per i giunti critichi): ritensione à u 100% è verificate chì nisun bullone perde più di u 5% di tensione trà a tensione è a misurazione di verificazione (usendu un calibru ultrasonicu di allungamentu di u bullone se dispunibule). ÀYining Idraulicu, e nostre procedure d'installazione di a trasmissione di rotazione includenu un protocolu di tensionamentu obligatoriu in 4 passaggi per tutti i giunti di i bulloni di u cuscinettu di rotazione nantu à l'attrezzatura mineraria, è furnimu a pompa di tensionamentu, u tenditore è a documentazione di a prucedura cù ogni consegna di a trasmissione di rotazione.

Preparazione di i Bulloni: I Trè Fattori chì Trasformanu una Prucedura di Tensione Perfetta in un'Articulazione Fallita

Ancu cù a tensione idraulica, trè fattori di preparazione di i bulloni ponu riduce u precaricu attuale à 50-70% di u valore specificatu, è tutti i trè sò spessu trascurati durante l'installazione in situ.Fattore unu: lubrificazione di a filettatura - a filettatura di u bullone è a superficia di u cuscinettu di a noce devenu esse lubrificate cù u lubrificante specificatu (tipicamente pasta di disulfuru di molibdenu, cumpostu antigrippante, o u lubrificante raccomandatu da u fabricatore di u bullone) per ottene un attritu di a filettatura consistente durante a tensione. I fili secchi o i fili lubrificati cù un lubrificante diversu da quellu specificatu cambianu u coefficientu di attritu è ​​alteranu a resistenza à u scorrimentu di a noce, pruvucendu u srotolamentu parziale di a noce durante u rilasciu di a tensione. Fattore dui: lunghezza di a presa di u bullone - u gambu senza filettatura di u bullone trà a testa è a prima filettatura impegnata deve esse almenu 3-4 volte u diametru di u bullone affinchì u bullone si stendi elasticamente cù a velocità di molla curretta. Un bullone cù una lunghezza di presa inferiore à 2 volte u diametru hà una velocità di molla assai alta, ciò chì significa chì richiede più forza di tensione per u listessu allungamentu è hè più sensibile à u rilassamentu. Fattore trè: planarità di a superficia di u giuntu - e superfici di montaggio sottu à a testa di u bullone è a noce devenu esse piatte in 0,1 mm sopra u diametru di u cuscinettu. Una superficia micca piana provoca una tensione di flessione in u bullone in più di a tensione di trazione, riducendu u precaricamentu efficace è a durata di fatica di u bullone di 30-50%.

Verificazione dopu a tensione: u precaricu di u bullone pò esse verificatu misurendu l'allungamentu di u bullone cù un calibru di bullone à ultrasoni (metodu pulse-echo, chì misura u tempu di andata è ritornu di un impulsu ultrasonicu attraversu a lunghezza di u bullone).A misurazione di l'allungamentu prima è dopu a tensione dà a tensione attuale di u bullone, chì multiplicata per l'area di a sezione trasversale di u bullone è u modulu di Young dà u precaricu attuale. Questu hè l'unicu metudu di misurazione diretta per u precaricu di u bullone installatu - a misurazione di a coppia (verificazione di a coppia di staccamentu) ùn hè micca correlata à u precaricu una volta chì u bullone hè statu tesu perchè l'attritu staticu (coppia di staccamentu) hè più altu di l'attritu dinamicu durante u serraggio. ÀYining Idraulicu, ricumandemu a verificazione di l'allungamentu di i bulloni à ultrasoni per i bulloni di i cuscinetti di rotazione nantu à e pale minerarie cù diametri di a piattaforma girevole chì superanu i 2,5 metri, induve u precaricu inconsistente provoca un caricu irregulare di a corsa di u cuscinettu chì ùn pò esse rilevatu finu à chì ùn cumencia a rottura di u cuscinettu. Vede ancu a nostra guida nantu àintegrazione è montaggio di a scatula di cambiu di rotazioneper una guida supplementare di giunti bullonati.

Referenze esterne: Calculu di giunzione à bullone VDI 2230 · ASME PCC-1 Giunti bullonati · Classificazione DNV · Sistemi Idraulici ISO 4413 · SAE Internaziunale · Norme AGMA · Regole ABS

Un'ultima avvertenza dopu à quindici anni di messa in serviziu di motori di rotazione: ùn riutilizate mai i bulloni di i cuscinetti di rotazione dopu ch'elli sò stati rimossi. I bulloni sottumessi à un precarico cumpletu subiscenu una deformazione plastica in i primi fili impegnati, è a ritensione di un bullone usatu produce un precarico imprevedibile - tipicamente 15-25% inferiore à un bullone novu per a stessa pressione di tensione - perchè a zona di deformazione plastica hà aumentatu a lunghezza di serraggio effettiva.

Per e specificazioni di i bulloni di u cuscinettu di rotazione, e raccomandazioni nantu à l'attrezzatura di tensionamentu, o a verificazione di a cuncepimentu di i giunti di bulloni persunalizati, cuntattate a nostra squadra d'ingegneria in Yining Hydraulic - avemu l'attrezzatura di tensionamentu è a documentazione di e procedure pronta per u vostru mudellu specificu di trasmissione di rotazione.