Pöördlaagri poldi pingutamine vs. momentvõti: kumb meetod tagab kaevanduslabida pöördlaudade ühtlase eelkoormuse?

Miks on poltide eelkoormuse järjepidevus oluline pöördlaagrite puhul: ebaühtlase koormuse probleem, mida keegi ei märka enne laagri riket

Olen Yining Hydraulicas viisteist aastat projekteerinud pöördajamisüsteeme ning pöördlaagrite poltühenduste puhul näen spetsifikatsiooni kavatsuste ja teostuse vahel suurimat lõhet.200-tonnise kaevanduskopa pöördlaua pöördlaager on kinnitatud 40–60 ülitugeva poldiga (tavaliselt M42-M56, klass 10.9 või 12.9), mis on paigutatud 2–3 meetri läbimõõduga ringikujulise poldi mustrisse.Iga polt peab säilitama kindlaksmääratud eelkoormuse – tavaliselt 60–70% poldi koormuskoormusest, mis vastab 400–600 kN-le M48 klassi 10.9 poldi puhul –, et vältida laagrivõru tõusmist kinnituspinnalt ümberminekumomendi mõjul, mis tekib kopa täiskoormusel ja välja sirutamisel. Kui eelkoormus on ebaühtlane, kogeb laagrivõru ebaühtlast kontaktrõhku ja võru deformeerub koormuse all lokaalselt, tekitades seisundi, mida nimetatakse "brinellinguks", kus veereelemendid süvendavad laagrivõru pinda, alustades killustumise ja laagri täieliku rikkeni 2000–5000 töötunni jooksul.

Eelkoormuse järjepidevuse probleem: pöördemomendivõtme meetodid rakendavad poldipeale või mutrile pöördemomenti ning rakendatud pöördemomendi ja sellest tuleneva poldi pinge vaheline seos sõltub hõõrdetegurist kahel liidesel – keerme kokkupuutel ja pea all (või mutri all) kokkupuutel.Pöördemomendi ja pinge suhe: T = K × F × d, kus T on rakendatav pöördemoment, K on mutri tegur (tavaliselt 0,15–0,22 määritud teraskeermete puhul), F on saadud poldi pinge ja d on poldi nimiläbimõõt. Probleem on selles, et K ei ole konstant – see varieerub poltide vahel sõltuvalt keerme pinnaviimistlusest, määrimistingimustest, sellest, kas polti on eelnevalt pingutatud (taaskasutatud keermetel on kõrgem K väärtus, kuna pinna karedused on lamenenud) ja sellest, kas keermetes on prahti.Mõistlik hinnang K varieeruvuse kohta välitingimustes on +/-15–25%, mis tähendab otseselt +/-15–25% varieeruvust poldi eelkoormuses sama rakendatud pöördemomendi korral.Poldi puhul, mis vajab 500 kN eelpinget ja mille K on 0,18 d = 48 mm juures: T = 0,18 × 500 000 × 0,048 = 4320 Nm. Kui K tegelikult varieerub poldi ringi ulatuses vahemikus 0,15 kuni 0,22, siis sama 4320 Nm pöördemoment tekitab eelpinged vahemikus 410 kN kuni 600 kN – see on 46% erinevus kõige lõdvema ja kõige pinguldatuma poldi vahel.VDI 2230Süstemaatiliste poltliidete arvutusstandardite kohaselt saavutatakse pöördemomendiga kontrollitud pingutamisega eelkoormuse hajuvus +/-25–35% isegi kontrollitud laboritingimustes ning välitingimustes suureneb see tavaliselt +/-35–50%-ni.

Hüdrauliline poltide pingutamine: kuidas otsene venitamine kõrvaldab hõõrdeteguri

Hüdrauliline poltide pingutamine möödub täielikult pöördemomendi ja pinge muundamise protsessist, rakendades pingutile teadaolevat hüdraulilist rõhku, mis tõmbab otse poldipolti, venitades seda elastselt.Pinguti koosneb hüdrosilindrist, millel on keermestatud tõmmits, mis kruvitakse poldi tihvti pikenduse külge (pinguti haardumiseks peab poldil olema mutri kohal vähemalt ühe poldi läbimõõduga võrdne avatud keerme pikkus), sillast, mis toetub ühenduspinnale, ja pesast, mis võimaldab mutrit pärast poldi venitamist käsitsi alla keerata. Tööjärjestus: pinguti paigaldatakse poldile, rakendatakse hüdraulilist rõhku etteantud väärtuseni (arvutatav pinguti efektiivse kolvi pindala järgi), polt venib elastselt (tüüpiliste pöördlaagripoltide pikenemine 0,1–0,3 mm), mutter keeratakse pesa abil läbi pinguti korpuse sõrmedega alla, hüdrauliline rõhk vabastatakse ja polt püüab naasta oma algsele pikkusele – kuid mutter takistab seda, tekitades poldis etteantud eelkoormuse.

Hüdraulilise pingutuse eelkoormuse täpsus: +/-5–10%, võrreldes momentvõtme meetodite +/-25–35%-ga.Täpsus tuleneb asjaolust, et poldi pinget kontrollitakse hüdraulilise rõhu abil, mida mõõdetakse ja reguleeritakse pingutuspumba manomeetri või muunduri abil +/-1-2% täpsusega. Poldi elastsusmoodul (Youngi moodul, 207 GPa legeerterase puhul) on samast kuumtöötluspartiist pärit poltide puhul +/-2% piires. Ainus muutuv suurus on efektiivne kinnituspikkus (poldi pikkus mutri ja esimesena haakunud keerme vahel), mis varieerub +/-3-5% sõltuvalt keerme haardesügavusest ja poldi haardepikkusest.Pingestatud eelkoormuse jääkviga tuleneb kahest allikast:(1) poldi lõdvenemine pärast pinge vabastamist (liigend surutakse pinguti eemaldamisel kokku, vähendades poldi pinget 5–10% võrra – seda seletab 5–10% ülepinge rakendamine pingutuskäigu ajal) ja (2) külgneva poldi vastastikune mõju (pingutuspolt nr 2 vähendab poldi nr 1 pinget 10–15% võrra, kuna poldi nr 2 pinge surub liigendit veelgi kokku, lõdvendades polti nr 1 – seda leevendatakse 3–4 pingutuskäiguga). IgaASME PCC-1Poltidega liidete montaažijuhiste kohaselt on suure läbimõõduga poltidega liidete puhul, mis nõuavad +/-10% või paremat eelkoormuse täpsust, eelistatud meetod hüdrauliline pingutamine.

Pingutuslöökide tegemine: 3-4 löögi protokoll, mida keegi ei taha teha, aga kõik vajavad

Üks pingutuskäik – kus iga polti pingutatakse üks kord ümber ringi – tekitab eelkoormuse 30–50% varieerumist, kuna iga järgnev pingutatud polt surub liigendi kokku ja lõdvendab eelnevalt pingutatud polte.Mehhanism: kui polti nr 1 pingutatakse 500 kN-ni, surub see poldi nr 1 ümber lokaalselt kokku vuugi. Kui polti nr 2 (poldi nr 1 kõrval) pingutatakse, põhjustab poltide nr 1 ja nr 2 vahelises piirkonnas vuugi täiendav kokkusurumine poldi nr 1 kinnitustsoonis vuugi paksuse veidi vähenemist – vähendades poldi nr 1 pinget umbes 10–15%. Pingutamise edenedes ringis kaotab iga polt järk-järgult pinget ja esimesena pingutatud polt kaotab kõige rohkem – tavaliselt on see 50–60% oma algsest pingest pärast seda, kui kõik ringis olevad poldid on pingutatud.

Õige pingutusprotokoll: 3-4 läbimist poldiringi ümber, kusjuures esimene läbimine 50-60% lõpppingel liite kinnitamiseks ja järgnevad läbimised 100% lõpppingel.1. läbimine: pingutage kõik poldid 60%-ni lõplikust eelkoormusest (nt 300 kN 500 kN spetsifikatsiooni korral) – see tihendab liigendi osaliselt ja vähendab lõdvestusefekti järgnevatel läbimistel. 2. läbimine: pingutage kõik poldid 100% lõplikust eelkoormusest (500 kN). 3. läbimine: pingutage kõik poldid uuesti 100% lõplikust eelkoormusest – see läbimine taastab tavaliselt 10–15% pingest poltide esimeses pooles, mis 2. läbimise ajal lõdvestusid, ja 3. läbimise ajal väheneb lõdvestusefekt 3–5%-ni, kuna ühendus on nüüd täielikult paigas. 4. läbimine (valikuline, kuid soovitatav kriitiliste ühenduste puhul): pingutage uuesti 100%-ni ja kontrollige, et ükski polt ei kaotaks pingutamise ja kontrollmõõtmise vahel pinget rohkem kui 5% (kasutades ultraheli poldi pikenemise mõõturit, kui see on olemas). KellYiningi hüdraulilineMeie pöördajami paigaldusprotseduurid hõlmavad kohustuslikku neljakäigulist pingutusprotokolli kõigi kaevandusseadmete pöördlaagrite poltliidete jaoks ning me lisame iga pöördajami tarne juurde pingutuspumba, pinguti ja protseduuridokumentatsiooni.

Poldi ettevalmistus: kolm tegurit, mis muudavad täiusliku pingutusprotseduuri ebaõnnestunud vuugiks

Isegi hüdraulilise pingutuse korral võivad kolm poldi ettevalmistustegurit vähendada tegelikku eelkoormust 50–70%-ni määratud väärtusest ja kõiki kolme jäetakse välitöödel sageli tähelepanuta.Esimene tegur: keerme määrimine – poldi keermeid ja mutri tugipinda tuleb määrida ettenähtud määrdeainega (tavaliselt molübdeendisulfiidpasta, haardumisvastane segu või poldi tootja soovitatud määrdeaine), et saavutada pingutamise ajal ühtlane keerme hõõrdumine. Kuivad keermed või teistsuguse määrdeainega määritud keermed muudavad hõõrdetegurit ja mutri allajooksutakistust, põhjustades mutri osalise lahtikeerdumise pinge vabastamisel. Teine tegur: poldi haardepikkus – poldi keermestamata vars pea ja esimesena haakunud keerme vahel peab olema vähemalt 3–4 korda suurem kui poldi läbimõõt, et polt veniks elastselt õige vedrutugevusega. Poldil, mille haardepikkus on alla 2 korra läbimõõdust, on väga kõrge vedrutugevus, mis tähendab, et sama pikenemise saavutamiseks on vaja rohkem pingutusjõudu ja see on lõdvestumise suhtes tundlikum. Kolmas tegur: ühenduspinna tasasus – poldipea ja mutri all olevad kinnituspinnad peavad olema tasased laagri läbimõõdust 0,1 mm piires. Ebatasane pind põhjustab poldis lisaks tõmbepingele ka paindepinget, vähendades poldi efektiivset eelkoormust ja väsimuskindlust 30–50%.

Pingutusjärgne kontroll: poldi eelpinget saab kontrollida poldi pikenemise mõõtmise teel ultraheli poldimõõdiku abil (impulss-kaja meetod, mõõtes ultraheliimpulsi edasi-tagasi liikumise aega läbi poldi pikkuse).Venivuse mõõtmine enne ja pärast pingutamist annab poldi tegeliku pinge, mis korrutatuna poldi ristlõikepindala ja Youngi mooduliga annab tegeliku eelkoormuse. See on ainus otsene mõõtmismeetod paigaldatud poldi eelkoormuse mõõtmiseks – pöördemomendi mõõtmine (lahtiühendumismomendi kontrollimine) ei korreleeru eelkoormusega pärast poldi pingutamist, kuna staatiline hõõrdumine (lahtiühendumismoment) on pingutamise ajal suurem kui dünaamiline hõõrdumine.Yiningi hüdraulilineSoovitame ultraheli poltide pikenemise kontrollimist kaevanduskopadel, mille pöördlaua läbimõõt on üle 2,5 meetri, kus ebaühtlane eelkoormus põhjustab laagrivõru ebaühtlast koormust, mida ei saa tuvastada enne laagri rikke algust. Vaadake ka meie juhenditPöördkäigukasti integreerimine ja paigaldaminepoltidega liigeste täiendavaks suunamiseks.

Välised viited: VDI 2230 poltliidete arvutus · ASME PCC-1 poltidega ühendused · DNV klassifikatsioon · ISO 4413 Hüdraulilised süsteemid · SAE International · AGMA standardid · ABS-reeglid

Üks viimane hoiatus viieteistkümne aasta pikkusest pöördajamite kasutuselevõtu kogemusest: ärge kunagi kasutage pöördlaagri polte pärast nende eemaldamist uuesti. Täieliku eelkoormuse all olevad poldid deformeeruvad esimestel keermetel plastselt ja kasutatud poldi uuesti pingutamine tekitab ettearvamatu eelkoormuse – tavaliselt 15–25% madalama kui uue poldi puhul sama pingutusrõhu korral –, kuna plastilise deformatsiooni tsoon on suurendanud efektiivset kinnituspikkust.

Pöördlaagri poltide spetsifikatsioonide, pingutusseadmete soovituste või kohandatud poltliidete konstruktsiooni kontrollimiseks võtke ühendust meie Yining Hydraulic insenerimeeskonnaga – meil on teie pöördajami mudeli jaoks olemas pingutusseadmed ja protseduuride dokumentatsioon.