स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट टेंशनिंग बनाम टॉर्क रिंच: खनन फावड़ा टर्नटेबल के लिए कौन सी विधि लगातार प्रीलोड प्रदान करती है?

स्लीविंग बेयरिंग के लिए बोल्ट प्रीलोड की स्थिरता क्यों मायने रखती है: असमान लोडिंग की समस्या जिसे बेयरिंग फेल होने तक कोई नहीं देखता

मैंने यिनिंग हाइड्रोलिक में पंद्रह वर्षों तक स्लीविंग ड्राइव सिस्टम डिजाइन किए हैं, और स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट जॉइंट ही वह क्षेत्र है जहां मुझे विनिर्देश के उद्देश्य और फील्ड निष्पादन के बीच सबसे बड़ा अंतर दिखाई देता है।200 टन के खनन फावड़े के टर्नटेबल पर लगे स्लीविंग बेयरिंग को 2-3 मीटर व्यास के गोलाकार बोल्ट पैटर्न में व्यवस्थित 40-60 उच्च-शक्ति वाले बोल्ट (आमतौर पर M42-M56, क्लास 10.9 या 12.9) द्वारा सुरक्षित किया जाता है।प्रत्येक बोल्ट को एक निर्दिष्ट प्रीलोड बनाए रखना आवश्यक है — आमतौर पर बोल्ट के प्रूफ लोड का 60-70%, जो M48 क्लास 10.9 बोल्ट के लिए 400-600 kN के बराबर होता है — ताकि जब शॉवेल डिपर पूरी तरह से लोड होकर विस्तारित हो, तो उत्पन्न होने वाले पलटने वाले बल के कारण बेयरिंग रेस माउंटिंग सतह से ऊपर न उठ जाए। यदि प्रीलोड अनियमित है, तो बेयरिंग रेस पर असमान संपर्क दबाव पड़ता है, और लोड के कारण रेस में स्थानीय विकृति आ जाती है — जिससे "ब्रिनेलिंग" नामक स्थिति उत्पन्न होती है, जिसमें रोलिंग तत्व रेस की सतह को दबा देते हैं, जिससे स्पैलिंग शुरू हो जाती है जो 2,000-5,000 परिचालन घंटों के भीतर पूर्ण बेयरिंग विफलता में परिणत हो जाती है।

प्रीलोड स्थिरता की समस्या: टॉर्क रिंच विधियाँ बोल्ट हेड या नट पर टॉर्क लगाती हैं, और लगाए गए टॉर्क और परिणामस्वरूप बोल्ट तनाव के बीच का संबंध दो इंटरफेस पर घर्षण गुणांक पर निर्भर करता है - थ्रेड संपर्क और अंडर-हेड (या अंडर-नट) संपर्क।टॉर्क-टेंशन संबंध: T = K × F × d, जहाँ T लगाया गया टॉर्क है, K नट फैक्टर है (चिकनाईयुक्त स्टील थ्रेड्स के लिए आमतौर पर 0.15-0.22), F परिणामी बोल्ट टेंशन है, और d बोल्ट का नाममात्र व्यास है। समस्या यह है कि K एक स्थिर मान नहीं है — यह बोल्ट के बीच थ्रेड की सतह की फिनिश, चिकनाई की स्थिति, बोल्ट पर पहले टॉर्क लगाया गया है या नहीं (पुन: उपयोग किए गए थ्रेड्स में K का मान अधिक होता है क्योंकि सतह की खुरदरापन समतल हो जाती है), और थ्रेड्स में मलबा है या नहीं, जैसे कारकों के आधार पर भिन्न होता है।क्षेत्रीय परिस्थितियों में K के परिवर्तन का एक उचित अनुमान +/-15-25% है, जो समान लागू टॉर्क के लिए बोल्ट प्रीलोड में +/-15-25% परिवर्तन के रूप में सीधे तौर पर व्यक्त होता है।48 मिमी के व्यास पर 0.18 के K मान वाले बोल्ट के लिए 500 kN प्रीलोड की आवश्यकता होती है: T = 0.18 × 500,000 × 0.048 = 4,320 Nm। यदि बोल्ट सर्कल में K वास्तव में 0.15 और 0.22 के बीच बदलता रहता है, तो वही 4,320 Nm का टॉर्क 410 kN से 600 kN तक के प्रीलोड उत्पन्न करता है — सबसे ढीले और सबसे कसे हुए बोल्ट के बीच 46% का अंतर।वीडीआई 2230व्यवस्थित बोल्ट जॉइंट गणना मानकों के अनुसार, टॉर्क-नियंत्रित कसने से नियंत्रित प्रयोगशाला स्थितियों में भी प्रीलोड बिखराव +/-25-35% तक प्राप्त होता है, और क्षेत्र की स्थितियों में यह आमतौर पर बढ़कर +/-35-50% हो जाता है।

हाइड्रोलिक बोल्ट तनाव: प्रत्यक्ष खिंचाव घर्षण चर को कैसे समाप्त करता है

हाइड्रोलिक बोल्ट टेंशनिंग में टॉर्क को टेंशन में बदलने की प्रक्रिया पूरी तरह से समाप्त हो जाती है क्योंकि इसमें एक ज्ञात हाइड्रोलिक दबाव को एक टेंशनर पर लगाया जाता है जो सीधे बोल्ट स्टड को खींचता है, जिससे वह लोचदार रूप से खिंच जाता है।टेंशनर में एक हाइड्रोलिक सिलेंडर होता है जिसमें एक थ्रेडेड पुलर लगा होता है जो बोल्ट स्टड एक्सटेंशन पर स्क्रू की तरह कस जाता है (टेंशनर की पकड़ के लिए बोल्ट के नट के ऊपर कम से कम एक बोल्ट व्यास के बराबर थ्रेड की लंबाई होनी चाहिए), एक ब्रिज जो जोड़ की सतह पर टिका रहता है, और एक सॉकेट जो बोल्ट के खिंचने के बाद नट को हाथ से कसने की अनुमति देता है। प्रक्रिया इस प्रकार है: टेंशनर को बोल्ट पर लगाया जाता है, निर्दिष्ट मान तक हाइड्रोलिक दबाव लगाया जाता है (टेंशनर के प्रभावी पिस्टन क्षेत्र से गणना की जा सकती है), बोल्ट लोचदार रूप से खिंचता है (सामान्य स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट के लिए 0.1-0.3 मिमी का खिंचाव), टेंशनर बॉडी के माध्यम से सॉकेट का उपयोग करके नट को हाथ से कस दिया जाता है, हाइड्रोलिक दबाव छोड़ा जाता है, और बोल्ट अपनी मूल लंबाई में वापस आने का प्रयास करता है - लेकिन नट इसे रोकता है, जिससे बोल्ट में निर्दिष्ट प्रीलोड उत्पन्न होता है।

हाइड्रोलिक टेंशनिंग की प्रीलोड सटीकता: +/-5-10%, जबकि टॉर्क रिंच विधियों के लिए यह +/-25-35% होती है।इसकी सटीकता इस तथ्य से आती है कि बोल्ट का तनाव हाइड्रोलिक दबाव द्वारा नियंत्रित होता है, जिसे टेंशनिंग पंप के प्रेशर गेज या ट्रांसड्यूसर द्वारा +/-1-2% की सटीकता के साथ मापा और विनियमित किया जाता है। बोल्ट का प्रत्यास्थ मापांक (यंग मापांक, मिश्र धातु इस्पात के लिए 207 GPa) एक ही ताप उपचार बैच के बोल्टों के लिए +/-2% के भीतर स्थिर रहता है। एकमात्र परिवर्तनशील कारक प्रभावी क्लैम्पिंग लंबाई (नट और पहले संलग्न धागे के बीच बोल्ट की लंबाई) है, जो धागे की संलग्नता की गहराई और बोल्ट की पकड़ की लंबाई के आधार पर +/-3-5% तक भिन्न होती है।तनावयुक्त प्रीलोड में अवशिष्ट त्रुटि दो स्रोतों से आती है:(1) तनाव मुक्त होने के बाद बोल्ट का शिथिलन (टेंशनर हटाने पर जोड़ संकुचित हो जाता है, जिससे बोल्ट का तनाव 5-10% कम हो जाता है - यह तनाव देने के दौरान 5-10% अतिरिक्त तनाव लगाकर किया जाता है), और (2) आसन्न बोल्ट की परस्पर क्रिया (बोल्ट #2 को तनाव देने से बोल्ट #1 का तनाव 10-15% कम हो जाता है क्योंकि बोल्ट #2 का तनाव जोड़ को और संकुचित करता है, जिससे बोल्ट #1 शिथिल हो जाता है - यह 3-4 बार तनाव देने से ठीक हो जाता है)।एएसएमई पीसीसी-1बोल्टेड जॉइंट असेंबली दिशानिर्देशों के अनुसार, हाइड्रोलिक टेंशनिंग बड़े व्यास वाले बोल्टेड जॉइंट्स के लिए पसंदीदा विधि है, जिसमें +/-10% या उससे बेहतर की प्रीलोड सटीकता की आवश्यकता होती है।

तनावपूर्ण पास: 3-4 पास प्रोटोकॉल जिसे कोई नहीं करना चाहता लेकिन जिसकी जरूरत हर किसी को होती है

एक ही तनाव प्रक्रिया के दौरान - जहां प्रत्येक बोल्ट को वृत्त के चारों ओर एक बार तनाव दिया जाता है - 30-50% तक प्रीलोड भिन्नता उत्पन्न होती है क्योंकि प्रत्येक क्रमिक रूप से तनावित बोल्ट जोड़ को संपीड़ित करता है और पहले से तनावित बोल्ट को शिथिल करता है।क्रियाविधि: जब बोल्ट नंबर 1 को 500 किलोनाइट्रोजन तक खींचा जाता है, तो यह बोल्ट नंबर 1 के आसपास के जोड़ को स्थानीय रूप से संपीड़ित करता है। जब बोल्ट नंबर 2 (बोल्ट नंबर 1 के निकट) को खींचा जाता है, तो बोल्ट नंबर 1 और 2 के बीच के क्षेत्र में जोड़ के अतिरिक्त संपीड़न के कारण बोल्ट नंबर 1 के क्लैम्पिंग क्षेत्र में जोड़ की मोटाई थोड़ी कम हो जाती है - जिससे बोल्ट नंबर 1 का तनाव लगभग 10-15% कम हो जाता है। जैसे-जैसे गोलाकार में तनाव बढ़ता जाता है, प्रत्येक बोल्ट का तनाव उत्तरोत्तर कम होता जाता है, और सबसे पहले खींचा गया बोल्ट सबसे अधिक तनाव खोता है - आमतौर पर गोलाकार के सभी बोल्टों को खींचने के बाद उसका तनाव प्रारंभिक तनाव का 50-60% रह जाता है।

सही तनाव निर्धारण प्रोटोकॉल: बोल्ट सर्कल के चारों ओर 3-4 बार घुमाना, जिसमें पहली बार घुमाते समय जोड़ को सही जगह पर बिठाने के लिए अंतिम तनाव का 50-60% तनाव देना और बाद में घुमाते समय अंतिम तनाव का 100% तनाव देना शामिल है।पहला चरण: सभी बोल्टों को अंतिम प्रीलोड के 60% तक कसें (उदाहरण के लिए, 500 kN विनिर्देश के लिए 300 kN) - इससे जोड़ आंशिक रूप से अपनी जगह पर बैठ जाता है और बाद के चरणों में शिथिलता का प्रभाव कम हो जाता है। दूसरा चरण: सभी बोल्टों को अंतिम प्रीलोड के 100% (500 kN) तक कसें। तीसरा चरण: सभी बोल्टों को अंतिम प्रीलोड के 100% तक पुनः कसें - इस चरण में आमतौर पर पहले आधे बोल्टों में 10-15% तनाव वापस आ जाता है जो दूसरे चरण के दौरान शिथिल हो गए थे, और तीसरे चरण में शिथिलता का प्रभाव 3-5% तक कम हो जाता है क्योंकि जोड़ अब पूरी तरह से अपनी जगह पर बैठ गया है। चौथा चरण (वैकल्पिक लेकिन महत्वपूर्ण जोड़ों के लिए अनुशंसित): 100% तक पुनः कसें और सत्यापित करें कि किसी भी बोल्ट में तनाव और सत्यापन माप के बीच 5% से अधिक तनाव कम न हो (यदि उपलब्ध हो तो अल्ट्रासोनिक बोल्ट बढ़ाव गेज का उपयोग करके)।यिनिंग हाइड्रोलिकहमारी स्लीविंग ड्राइव इंस्टॉलेशन प्रक्रियाओं में खनन उपकरणों पर सभी स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट जोड़ों के लिए एक अनिवार्य 4-पास टेंशनिंग प्रोटोकॉल शामिल है, और हम प्रत्येक स्लीविंग ड्राइव डिलीवरी के साथ टेंशनिंग पंप, टेंशनर और प्रक्रिया दस्तावेज प्रदान करते हैं।

बोल्ट की तैयारी: वे तीन कारक जो एक उत्तम तनाव प्रक्रिया को असफल जोड़ में बदल देते हैं

हाइड्रोलिक टेंशनिंग के साथ भी, तीन बोल्ट तैयारी कारक वास्तविक प्रीलोड को निर्दिष्ट मान के 50-70% तक कम कर सकते हैं, और इन तीनों को आमतौर पर फील्ड इंस्टॉलेशन के दौरान अनदेखा कर दिया जाता है।पहला कारक: थ्रेड लुब्रिकेशन — बोल्ट थ्रेड्स और नट की बेयरिंग सतह को निर्दिष्ट लुब्रिकेंट (आमतौर पर मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड पेस्ट, एंटी-सीज़ कंपाउंड, या बोल्ट निर्माता द्वारा अनुशंसित लुब्रिकेंट) से चिकना किया जाना चाहिए ताकि तनाव के दौरान थ्रेड घर्षण एक समान बना रहे। सूखे थ्रेड्स या निर्दिष्ट लुब्रिकेंट के अलावा किसी अन्य लुब्रिकेंट से चिकने किए गए थ्रेड्स घर्षण गुणांक को बदल देते हैं और नट के रन-डाउन प्रतिरोध को भी प्रभावित करते हैं, जिससे तनाव छोड़ने के दौरान नट आंशिक रूप से खुल जाता है। दूसरा कारक: बोल्ट ग्रिप लंबाई — बोल्ट के हेड और पहले लगे थ्रेड के बीच बोल्ट के बिना थ्रेड वाले हिस्से की लंबाई बोल्ट के व्यास से कम से कम 3-4 गुना होनी चाहिए ताकि बोल्ट सही स्प्रिंग रेट के साथ लोचदार रूप से खिंच सके। व्यास के 2 गुना से कम ग्रिप लंबाई वाले बोल्ट का स्प्रिंग रेट बहुत अधिक होता है, जिसका अर्थ है कि समान खिंचाव के लिए अधिक तनाव बल की आवश्यकता होती है और यह शिथिलता के प्रति अधिक संवेदनशील होता है। तीसरा कारक: जोड़ की सतह की समतलता — बोल्ट हेड और नट के नीचे की माउंटिंग सतहें बेयरिंग व्यास से 0.1 मिमी के भीतर समतल होनी चाहिए। समतल न होने वाली सतह बोल्ट में तन्यता तनाव के अतिरिक्त बेंडिंग तनाव उत्पन्न करती है, जिससे बोल्ट का प्रभावी प्रीलोड और थकान जीवन 30-50% तक कम हो जाता है।

तनाव देने के बाद सत्यापन: बोल्ट के प्रीलोड को अल्ट्रासोनिक बोल्ट गेज (पल्स-इको विधि, बोल्ट की लंबाई के माध्यम से अल्ट्रासोनिक पल्स के राउंड-ट्रिप समय को मापकर) से बोल्ट के विस्तार को मापकर सत्यापित किया जा सकता है।तनाव देने से पहले और बाद में किए गए खिंचाव माप से बोल्ट का वास्तविक तनाव प्राप्त होता है, जिसे बोल्ट के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल और यंग मापांक से गुणा करने पर वास्तविक प्रीलोड प्राप्त होता है। स्थापित बोल्ट प्रीलोड को मापने का यह एकमात्र प्रत्यक्ष तरीका है - टॉर्क माप (ब्रेकअवे टॉर्क की जाँच) बोल्ट में तनाव आने के बाद प्रीलोड से संबंधित नहीं होता है क्योंकि कसने के दौरान स्थैतिक घर्षण (ब्रेकअवे टॉर्क) गतिशील घर्षण से अधिक होता है।यिनिंग हाइड्रोलिकहम खनन मशीनों पर लगे स्लीविंग बेयरिंग बोल्टों के लिए अल्ट्रासोनिक बोल्ट एलॉन्गेशन सत्यापन की सलाह देते हैं, जिनमें टर्नटेबल का व्यास 2.5 मीटर से अधिक होता है। ऐसे मामलों में, असंगत प्रीलोड के कारण बेयरिंग रेस पर असमान भार पड़ता है, जिसका पता बेयरिंग की खराबी शुरू होने तक नहीं लगाया जा सकता। हमारी गाइड भी देखें।स्लीविंग गियरबॉक्स का एकीकरण और माउंटिंगअतिरिक्त बोल्टेड जॉइंट मार्गदर्शन के लिए।

बाह्य संदर्भ: VDI 2230 बोल्ट जॉइंट गणना · ASME PCC-1 बोल्टेड जॉइंट्स · डीएनवी वर्गीकरण · आईएसओ 4413 हाइड्रोलिक सिस्टम · एसएई इंटरनेशनल · एजीएमए मानक · एबीएस नियम

स्लीविंग ड्राइव के पंद्रह वर्षों के कमीशनिंग अनुभव से एक अंतिम चेतावनी: स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट को निकालने के बाद कभी भी दोबारा इस्तेमाल न करें। पूर्ण प्रीलोड के अधीन बोल्ट शुरुआती कुछ थ्रेड्स में प्लास्टिक विरूपण से गुजरते हैं, और इस्तेमाल किए गए बोल्ट को दोबारा कसने से अप्रत्याशित प्रीलोड उत्पन्न होता है - आमतौर पर समान तनाव दबाव के लिए नए बोल्ट की तुलना में 15-25% कम - क्योंकि प्लास्टिक विरूपण क्षेत्र ने प्रभावी क्लैम्पिंग लंबाई बढ़ा दी है।

स्लीविंग बेयरिंग बोल्ट के विनिर्देशों, तनाव उपकरण संबंधी अनुशंसाओं, या कस्टम बोल्ट जॉइंट डिज़ाइन के सत्यापन के लिए, यिनिंग हाइड्रोलिक की हमारी इंजीनियरिंग टीम से संपर्क करें - हमारे पास आपके विशिष्ट स्लीविंग ड्राइव मॉडल के लिए तनाव उपकरण और प्रक्रिया संबंधी दस्तावेज़ तैयार हैं।