Затегнување на завртките на вртежниот лежиште наспроти моментен клуч: Кој метод обезбедува конзистентно претходно оптоварување за грамофони за рударство?

Зошто конзистентноста на претходното оптоварување на завртките е важна за вртливите лежишта: Проблемот со нерамномерното оптоварување никој не го забележува сè додека не се расипе лежиштето

Петнаесет години дизајнирам системи за вртежен погон во Yining Hydraulic, а спојките на завртките со вртежни лежишта се местото каде што гледам најголем јаз помеѓу намерата за спецификација и извршувањето на терен.Вртливото лежиште на ротирачка плоча за рударска лопата од 200 тони е прицврстено со 40-60 завртки со висока цврстина (обично M42-M56, класа 10.9 или 12.9) распоредени во кружен образец на завртки со дијаметар од 2-3 метри.Секој болт мора да одржува одредено претходно оптоварување - обично 60-70% од оптоварувањето на болтот, што одговара на 400-600 kN за болт M48 класа 10.9 - за да се спречи подигање на лежиштето од површината за монтирање под моментот на превртување генериран кога лопатката е целосно натоварена и истегната. Ако претходното оптоварување е неконзистентно, лежиштето доживува нееднаков контактен притисок, а лежиштето се деформира локално под оптоварување - создавајќи состојба наречена „бринелирање“ каде што тркалачките елементи ја вдлабнуваат површината на лежиштето, иницирајќи лупење кое напредува до целосно откажување на лежиштето во рок од 2.000-5.000 работни часови.

Проблемот со конзистентност на претходното оптоварување: методите со моментен клуч применуваат вртежен момент на главата на завртката или навртката, а односот помеѓу применетиот вртежен момент и добиената затегнатост на завртката зависи од коефициентот на триење на две интерфејси - контактот на навојот и контактот под главата (или под навртката).Односот помеѓу вртежниот момент и затегнатоста: T = K × F × d, каде што T е применет вртежен момент, K е факторот на навртката (обично 0,15-0,22 за подмачкани челични навои), F е добиената затегнатост на завртката, а d е номиналниот дијаметар на завртката. Проблемот е што K не е константа - варира помеѓу завртките во зависност од завршната обработка на површината на навојот, состојбата на подмачкување, дали завртката е претходно затегната (повторно употребените навои имаат поголема вредност на K бидејќи површинските нерамнини се сплескани) и дали има остатоци во навоите.Разумна проценка за K варијацијата во теренски услови е +/-15-25%, што директно се преведува на +/-15-25% варијација во претходното оптоварување на завртката за истиот применет вртежен момент.За завртка која бара претходно оптоварување од 500 kN со K од 0,18 при d од 48 mm: T = 0,18 × 500,000 × 0,048 = 4.320 Nm. Ако K всушност варира помеѓу 0,15 и 0,22 низ кругот на завртката, истиот вртежен момент од 4.320 Nm произведува претходно оптоварување од 410 kN до 600 kN - разлика од 46% помеѓу најлабавите и најзатегнатите завртки. СпоредВДИ 2230Според стандардите за систематска пресметка на завртки, затегнувањето со контролиран вртежен момент постигнува расејување на претходно оптоварување од +/- 25-35% дури и под контролирани лабораториски услови, а теренските услови обично го зголемуваат ова на +/- 35-50%.

Хидраулично затегнување на завртките: Како директното истегнување ја елиминира променливата на триење

Хидрауличкото затегнување на завртките целосно го заобиколува претворањето на вртежниот момент во затегнување со примена на познат хидрауличен притисок врз затегнувачот кој директно го влече завртката на завртката, истегнувајќи го еластично.Затегнувачот се состои од хидрауличен цилиндар со навојен извлекувач кој се навртува на продолжетокот на завртката (завртката мора да има изложена должина на навојот над навртката еднаква на најмалку еден дијаметар на завртката за да може затегнувачот да се држи), мост кој се потпира на површината на спојката и вдлабнатина што овозможува навртката да се сврти надолу рачно откако завртката ќе се истегне. Редослед на работа: затегнувачот се инсталира на завртката, хидрауличниот притисок се применува до одредената вредност (може да се пресмета од ефективната површина на клипот на затегнувачот), завртката се истегнува еластично (0,1-0,3 mm издолжување за типични завртки со вртечки лежишта), навртката се свртува надолу со прст користејќи ја вдлабнатината низ телото на затегнувачот, хидрауличниот притисок се ослободува и завртката се обидува да се врати на својата првобитна должина - но навртката го спречува тоа, создавајќи го одреденото претходно оптоварување во завртката.

Точноста на претходното оптоварување на хидрауличното затегнување: +/-5-10%, во споредба со +/-25-35% за методите со моментен клуч.Точноста произлегува од фактот дека затегнатоста на завртките се контролира со хидрауличен притисок, кој се мери и регулира со точност од +/-1-2% со манометар или преобразувач на затегнувачката пумпа. Модулот на еластичност на завртката (Јангов модул, 207 GPa за легиран челик) е конзистентен во рамките на +/-2% за завртки од истата термичка обработка. Единствената променлива е ефективната должина на стегање (должината на завртката помеѓу навртката и првиот зафатен навој), која варира за +/-3-5% во зависност од длабочината на затегнувањето на навојот и должината на зафатот на завртката.Преостанатата грешка во затегнатото претходно оптоварување доаѓа од два извори:(1) опуштање на завртките по ослободување на затегнувањето (спојката се компресира кога затегнувачот е отстранет, намалувајќи ја затегнатоста на завртките за 5-10% - што се објаснува со примена на преголема затегнатост од 5-10% за време на затегнувачкиот премин) и (2) интеракција на соседните завртки (затегнувачкиот завртка бр. 2 ја намалува затегнатоста во завртката бр. 1 за 10-15% бидејќи затегнатоста на завртката бр. 2 дополнително го компресира спојот, опуштајќи го завртката бр. 1 - што се решава со 3-4 затегнувачки премини).ASME PCC-1Според упатствата за склопување на завртени споеви, хидрауличното затегнување е претпочитаниот метод за завртени споеви со голем дијаметар што бара точност на претходно оптоварување од +/- 10% или подобра.

Затегнување на додавања: Протоколот од 3-4 додавања што никој не сака да го прави, но на секого му е потребен

Еднократно затегнување — каде што секој болт се затегнува еднаш околу кругот — произведува варијации на претходното оптоварување од 30-50% бидејќи секој следен затегнат болт го компресира зглобот и ги олабавува претходно затегнатите болтови.Механизмот: кога завртката бр. 1 е затегната на 500 kN, таа локално го компресира спојот околу завртката бр. 1. Кога завртката бр. 2 (во непосредна близина на завртката бр. 1) е затегната, дополнителната компресија на спојот во областа помеѓу завртките бр. 1 и бр. 2 предизвикува дебелината на спојот во зоната на стегање на завртката бр. 1 малку да се намали - намалувајќи ја затегнатоста на завртката бр. 1 за приближно 10-15%. Како што напредува затегнувањето околу кругот, секој завртка прогресивно ја губи затегнатоста, а првиот затегнат завртка губи најмногу - обично завршувајќи на 50-60% од својата почетна затегнатост откако сите завртки во кругот ќе бидат затегнати.

Правилен протокол за затегнување: 3-4 поминувања околу кругот на завртката, при што првото поминување е на 50-60% од конечното затегнување за да се постави спојот, а последователните поминувања се на 100% од конечното затегнување.Период 1: затегнете ги сите завртки до 60% од конечното претходно оптоварување (на пр., 300 kN за спецификација од 500 kN) - ова делумно го затегнува спојот и го намалува ефектот на релаксација во следните поминувања. Период 2: затегнете ги сите завртки до 100% конечно претходно оптоварување (500 kN). Период 3: повторно затегнете ги сите завртки до 100% конечно претходно оптоварување - овој поминување обично обновува 10-15% напнатост кај завртките од првата половина што се опуштиле за време на вториот поминување, а ефектот на релаксација во третиот поминување е намален на 3-5% бидејќи спојот сега е целосно затегнат. Период 4 (опционално, но се препорачува за критични споеви): повторно затегнете до 100% и потврдете дека ниту еден завртка не губи повеќе од 5% напнатост помеѓу затегнувањето и мерењето за верификација (користејќи ултразвучен мерач за издолжување на завртките, доколку е достапен). НаЈининг Хидраулични, нашите процедури за инсталација на вртлив погон вклучуваат задолжителен протокол за затегнување во 4 поминувања за сите споеви на завртки на вртливи лежишта на рударска опрема, а со секоја испорака на вртлив погон ја доставуваме затегнувачката пумпа, затегнувачот и документацијата за постапката.

Подготовка на завртки: Трите фактори што ја претвораат совршената постапка на затегнување во неуспешен спој

Дури и со хидраулично затегнување, три фактори за подготовка на завртките можат да го намалат вистинското претходно оптоварување на 50-70% од наведената вредност, а сите три често се занемаруваат за време на инсталацијата на терен.Фактор еден: подмачкување на навојот — навојот на завртката и површината на лежиштето на навртката мора да се подмачкуваат со наведениот лубрикант (обично паста од молибден дисулфид, соединение против запирање или лубрикант препорачан од производителот на завртките) за да се постигне конзистентно триење на навојот за време на затегнувањето. Сувите навои или навоите подмачкани со лубрикант различен од наведениот го менуваат коефициентот на триење и ја менуваат отпорноста на опаѓање на навртката, предизвикувајќи навртката делумно да се одмота за време на ослободувањето на затегнувањето. Фактор два: должина на рачката на завртката — ненавојната дршка на завртката помеѓу главата и првиот зафатен навој мора да биде најмалку 3-4 пати поголема од дијаметарот на завртката за завртката еластично да се истегне со точната брзина на пружината. Завртка со должина на рачката помала од 2 пати од дијаметарот има многу висока брзина на пружината, што значи дека бара поголема сила на затегнување за истото издолжување и е почувствителна на опуштање. Фактор три: рамност на површината на спојката — површините за монтирање под главата на завртката и навртката мора да бидат рамни во рамките на 0,1 mm над дијаметарот на лежиштето. Нерамната површина предизвикува стрес на свиткување во завртката покрај стресот на истегнување, намалувајќи го ефективното претходно оптоварување и векот на траење на завртката за 30-50%.

Верификација по затегнување: претходното оптоварување на завртката може да се потврди со мерење на издолжувањето на завртката со ултразвучен мерач на завртки (метод на пулсно ехо, мерење на времето на движење на ултразвучен импулс низ должината на завртката).Мерењето на издолжувањето пред и по затегнувањето го дава вистинското оптоварување на завртката, кое помножено со пресечната површина на завртката и Јанговиот модул го дава вистинското претходно оптоварување. Ова е единствениот директен метод за мерење на претходно оптоварување на инсталираниот завртка - мерењето на вртежниот момент (проверка на вртежниот момент на отцепување) не корелира со претходното оптоварување откако завртката ќе се затегне бидејќи статичкото триење (вртежен момент на отцепување) е поголемо од динамичкото триење за време на затегнувањето.Јининг Хидраулични, препорачуваме ултразвучна верификација на издолжувањето на завртките за вртечки завртки на лежишта на рударски лопати со дијаметар на вртежната плоча што надминува 2,5 метри, каде што неконзистентното претходно оптоварување предизвикува нерамномерно оптоварување на тркалезната рамнина на лежиштата што не може да се открие сè додека не започне откажувањето на лежиштата. Видете го и нашиот водич заинтеграција и монтажа на вртежен менувачза дополнително водење на завртениот спој.

Надворешни референци: Пресметка на спојување со завртки VDI 2230 · ASME PCC-1 завртки за спојување · Класификација на DNV · ISO 4413 Хидраулични системи · САЕ Интернешнл · AGMA стандарди · Правила на ABS

Едно последно предупредување од петнаесетгодишното пуштање во работа на вртежниот погон: никогаш не ги користете повторно завртките на вртежните лежишта откако ќе бидат отстранети. Завртките подложени на целосно претходно оптоварување претрпуваат пластична деформација во првите неколку зафатени навои, а повторното затегнување на користен болт произведува непредвидливо претходно оптоварување - обично 15-25% пониско од нов болт за ист притисок на затегнување - бидејќи зоната на пластична деформација ја зголемила ефективната должина на стегање.

За спецификации на завртките за вртежни лежишта, препораки за опрема за затегнување или проверка на дизајнот на спојните завртки по мерка, контактирајте го нашиот инженерски тим во Yining Hydraulic — ние ја имаме подготвена документацијата за опремата за затегнување и постапката за вашиот специфичен модел на вртежен погон.