Penegangan Bolt Bearing Slewing vs Sepana Tork: Kaedah Manakah yang Memberikan Pramuatan yang Konsisten untuk Meja Putar Penyodok Perlombongan?

Mengapa Ketekalan Pramuatan Bolt Penting untuk Bearing Slewing: Masalah Pemuatan Tidak Sekata Yang Tidak Dilihat Sesiapa Sehingga Kegagalan Bearing

Saya telah mereka bentuk sistem pemacu slewing di Yining Hydraulic selama lima belas tahun, dan sambungan bolt galas slewing adalah tempat saya melihat jurang paling luas antara tujuan spesifikasi dan pelaksanaan lapangan.Galas slewing pada meja putar penyodok perlombongan 200 tan diikat dengan bolt kekuatan tinggi 40-60 (biasanya M42-M56, Kelas 10.9 atau 12.9) yang disusun dalam corak bolt bulat berdiameter 2-3 meter.Setiap bolt mesti mengekalkan pramuat yang ditentukan — biasanya 60-70% daripada beban bukti bolt, sepadan dengan 400-600 kN untuk bolt Kelas 10.9 M48 — untuk mengelakkan perlumbaan galas daripada terangkat dari permukaan pelekap di bawah momen guling yang dijana apabila pencungkil penyodok dimuatkan sepenuhnya dan dipanjangkan. Jika pramuat tidak konsisten, perlumbaan galas mengalami tekanan sentuhan yang tidak sekata, dan perlumbaan berubah bentuk secara setempat di bawah beban — mewujudkan keadaan yang dipanggil "brinelling" di mana elemen penggelek menginden permukaan perlumbaan, memulakan spalling yang berkembang menjadi kegagalan galas lengkap dalam tempoh 2,000-5,000 jam operasi.

Masalah konsistensi prabeban: kaedah sepana tork mengenakan tork pada kepala bolt atau nat, dan hubungan antara tork yang dikenakan dan ketegangan bolt yang terhasil bergantung pada pekali geseran pada dua antara muka — sentuhan ulir dan sentuhan bawah kepala (atau bawah nat).Hubungan tork-tegangan: T = K × F × d, dengan T ialah tork yang dikenakan, K ialah faktor nat (biasanya 0.15-0.22 untuk ulir keluli yang dilincirkan), F ialah tegangan bolt yang terhasil, dan d ialah diameter bolt nominal. Masalahnya ialah K bukanlah pemalar — ia berbeza antara bolt bergantung pada kemasan permukaan ulir, keadaan pelinciran, sama ada bolt telah ditorque sebelum ini (ulir yang digunakan semula mempunyai nilai K yang lebih tinggi kerana kekasaran permukaan telah diratakan), dan sama ada terdapat serpihan pada ulir.Anggaran yang munasabah untuk variasi K dalam keadaan medan ialah +/-15-25%, yang secara langsung diterjemahkan kepada variasi +/-15-25% dalam pramuat bolt untuk tork yang dikenakan yang sama.Untuk bolt yang memerlukan pramuat 500 kN dengan K 0.18 pada d 48mm: T = 0.18 × 500,000 × 0.048 = 4,320 Nm. Jika K sebenarnya berbeza antara 0.15 dan 0.22 merentasi bulatan bolt, tork 4,320 Nm yang sama menghasilkan pramuat antara 410 kN hingga 600 kN — sebaran 46% antara bolt yang paling longgar dan paling ketat. MenurutVDI 2230Piawaian pengiraan sambungan bolt yang sistematik, pengetatan terkawal tork mencapai serakan pramuat sebanyak +/-25-35% walaupun di bawah keadaan makmal terkawal, dan keadaan lapangan biasanya meningkatkannya kepada +/-35-50%.

Penegangan Bolt Hidraulik: Bagaimana Regangan Langsung Menghilangkan Pembolehubah Geseran

Penegangan bolt hidraulik memintas penukaran tork kepada tegangan sepenuhnya dengan mengenakan tekanan hidraulik yang diketahui pada penegang yang menarik secara langsung pada stud bolt, meregangkannya secara elastik.Penegang terdiri daripada silinder hidraulik dengan penarik berulir yang diskrukan pada sambungan stud bolt (bolt mesti mempunyai panjang benang yang terdedah di atas nat yang sama dengan sekurang-kurangnya satu diameter bolt untuk penegang mencengkam), jambatan yang menahan permukaan sambungan dan soket yang membolehkan nat diturunkan dengan tangan selepas bolt diregangkan. Urutan operasi: penegang dipasang pada bolt, tekanan hidraulik dikenakan pada nilai yang ditentukan (boleh dikira daripada luas omboh berkesan penegang), bolt diregangkan secara elastik (pemanjangan 0.1-0.3mm untuk bolt galas slewing biasa), nat diturunkan sekuat jari menggunakan soket melalui badan penegang, tekanan hidraulik dilepaskan dan bolt cuba kembali ke panjang asalnya — tetapi nat menghalangnya, menghasilkan pramuat yang ditentukan dalam bolt.

Ketepatan pramuat penegangan hidraulik: +/-5-10%, berbanding +/-25-35% untuk kaedah sepana tork.Ketepatan ini datang daripada fakta bahawa tegangan bolt dikawal oleh tekanan hidraulik, yang diukur dan dikawal selia dengan ketepatan +/-1-2% oleh tolok tekanan atau transduser pam penegang. Modulus elastik bolt (modulus Young, 207 GPa untuk keluli aloi) adalah konsisten dalam lingkungan +/-2% untuk bolt daripada lot rawatan haba yang sama. Satu-satunya pembolehubah ialah panjang pengapit berkesan (panjang bolt antara nat dan benang pertama yang terikat), yang berbeza-beza sebanyak +/-3-5% bergantung pada kedalaman pengikatan benang dan panjang cengkaman bolt.Ralat baki dalam prabeban tegang datang daripada dua sumber:(1) pengenduran bolt selepas pelepasan tegangan (sambungan memampat apabila penegang ditanggalkan, mengurangkan tegangan bolt sebanyak 5-10% — diambil kira dengan mengenakan tegangan lampau 5-10% semasa laluan penegangan), dan (2) interaksi bolt bersebelahan (bolt penegangan #2 mengurangkan tegangan dalam bolt #1 sebanyak 10-15% kerana tegangan bolt #2 memampatkan lagi sambungan, melonggarkan bolt #1 — ditangani oleh 3-4 laluan penegangan). SetiapASME PCC-1Mengikut garis panduan pemasangan sambungan bolted, penegangan hidraulik ialah kaedah yang diutamakan untuk sambungan bolted berdiameter besar yang memerlukan ketepatan pramuat +/-10% atau lebih baik.

Hantaran Menegangkan: Protokol Hantaran 3-4 Tiada Siapa Mahu Lakukan tetapi Semua Orang Perlu

Satu laluan penegangan tunggal — di mana setiap bolt ditegangkan sekali di sekeliling bulatan — menghasilkan variasi prabeban sebanyak 30-50% kerana setiap bolt berturut-turut yang ditegangkan akan memampatkan sambungan dan melonggarkan bolt yang telah ditegangkan sebelum ini.Mekanismenya: apabila bolt #1 ditegangkan kepada 500 kN, ia akan memampatkan sambungan secara setempat di sekitar bolt #1. Apabila bolt #2 (bersebelahan dengan bolt #1) ditegangkan, mampatan tambahan sambungan di kawasan antara bolt #1 dan #2 menyebabkan ketebalan sambungan dalam zon pengapit bolt #1 berkurangan sedikit — mengurangkan ketegangan bolt #1 sebanyak kira-kira 10-15%. Apabila penegangan berlangsung di sekitar bulatan, setiap bolt kehilangan ketegangan secara progresif, dan bolt pertama yang ditegangkan akan kehilangan paling banyak — biasanya berakhir pada 50-60% daripada ketegangan awalnya selepas semua bolt dalam bulatan telah ditegangkan.

Protokol penegangan yang betul: 3-4 hantaran di sekeliling bulatan bolt, dengan hantaran pertama pada 50-60% tegangan akhir untuk mengunci sambungan, dan hantaran berikutnya pada 100% tegangan akhir.Laluan 1: tegangkan semua bolt kepada 60% daripada prabeban akhir (cth., 300 kN untuk spesifikasi 500 kN) — ini sebahagiannya mendudukkan sambungan dan mengurangkan kesan pengenduran dalam laluan berikutnya. Laluan 2: tegangkan semua bolt kepada 100% prabeban akhir (500 kN). Laluan 3: tegangkan semula semua bolt kepada 100% prabeban akhir — laluan ini biasanya memulihkan ketegangan 10-15% dalam bolt separuh pertama yang mengendur semasa laluan 2, dan kesan pengenduran dalam laluan 3 dikurangkan kepada 3-5% kerana sambungan kini telah terpasang sepenuhnya. Laluan 4 (pilihan tetapi disyorkan untuk sambungan kritikal): tegangkan semula kepada 100% dan sahkan bahawa tiada bolt yang kehilangan ketegangan lebih daripada 5% antara penegangan dan pengukuran pengesahan (menggunakan tolok pemanjangan bolt ultrasonik jika ada). PadaYining Hydraulic, prosedur pemasangan pemacu slewing kami merangkumi protokol penegangan 4-laluan mandatori untuk semua sambungan bolt galas slewing pada peralatan perlombongan, dan kami menyediakan pam penegang, penegang dan dokumentasi prosedur dengan setiap penghantaran pemacu slewing.

Penyediaan Bolt: Tiga Faktor Yang Menukar Prosedur Penegangan Sempurna Menjadi Sambungan Gagal

Walaupun dengan penegangan hidraulik, tiga faktor penyediaan bolt boleh mengurangkan prabeban sebenar kepada 50-70% daripada nilai yang ditentukan, dan ketiga-tiganya biasanya diabaikan semasa pemasangan di lapangan.Faktor satu: pelinciran benang — permukaan benang bolt dan galas nat mesti dilincirkan dengan pelincir yang dinyatakan (biasanya pes molibdenum disulfida, sebatian anti-seize atau pelincir yang disyorkan oleh pengilang bolt) untuk mencapai geseran benang yang konsisten semasa penegangan. Benang kering atau benang yang dilincirkan dengan pelincir yang berbeza daripada yang dinyatakan mengubah pekali geseran dan mengubah rintangan larian nat, menyebabkan nat sebahagiannya longgar semasa pelepasan tegangan. Faktor dua: panjang cengkaman bolt — batang bolt yang tidak berulir di antara kepala dan benang pertama yang terpasang mestilah sekurang-kurangnya 3-4 kali diameter bolt agar bolt dapat meregang secara elastik dengan kadar spring yang betul. Bolt dengan panjang cengkaman kurang daripada 2 kali diameter mempunyai kadar spring yang sangat tinggi, bermakna ia memerlukan lebih banyak daya tegangan untuk pemanjangan yang sama dan lebih sensitif terhadap pengenduran. Faktor tiga: kerataan permukaan sambungan — permukaan pelekap di bawah kepala bolt dan nat mestilah rata dalam lingkungan 0.1mm melebihi diameter galas. Permukaan yang tidak rata menyebabkan tegasan lenturan pada bolt selain tegasan tegangan, sekali gus mengurangkan prabeban berkesan dan hayat lesu bolt sebanyak 30-50%.

Pengesahan selepas penegangan: pramuatan bolt boleh disahkan dengan mengukur pemanjangan bolt dengan tolok bolt ultrasonik (kaedah gema denyut, mengukur masa perjalanan pergi balik denyut ultrasonik melalui panjang bolt).Pengukuran pemanjangan sebelum dan selepas penegangan memberikan terikan bolt sebenar, yang didarab dengan luas keratan rentas bolt dan modulus Young memberikan prabeban sebenar. Ini adalah satu-satunya kaedah pengukuran langsung untuk prabeban bolt yang dipasang — pengukuran tork (memeriksa tork pemutus) tidak berkorelasi dengan prabeban setelah bolt ditegangkan kerana geseran statik (tork pemutus) adalah lebih tinggi daripada geseran dinamik semasa pengetatan. PadaYining Hydraulic, kami mengesyorkan pengesahan pemanjangan bolt ultrasonik untuk bolt galas slewing pada penyodok perlombongan dengan diameter meja putar melebihi 2.5 meter, di mana pramuatan yang tidak konsisten menyebabkan beban perlumbaan galas yang tidak sekata yang tidak dapat dikesan sehingga kegagalan galas bermula. Lihat juga panduan kami tentangintegrasi dan pemasangan kotak gear slewinguntuk panduan sambungan bolt tambahan.

Rujukan Luaran: Pengiraan Sambungan Bolt VDI 2230 · Sambungan Berbolt ASME PCC-1 · Pengelasan DNV · Sistem Hidraulik ISO 4413 · SAE Antarabangsa · Piawaian AGMA · Peraturan ABS

Satu amaran terakhir daripada lima belas tahun pentauliahan pemacu slewing: jangan sekali-kali menggunakan semula bolt galas slewing selepas ia ditanggalkan. Bolt yang dikenakan pramuatan penuh mengalami ubah bentuk plastik pada beberapa ulir pertama yang disambungkan, dan penegangan semula bolt terpakai menghasilkan pramuatan yang tidak dapat diramalkan — biasanya 15-25% lebih rendah daripada bolt baharu untuk tekanan penegangan yang sama — kerana zon ubah bentuk plastik telah meningkatkan panjang pengapit berkesan.

Untuk spesifikasi bolt galas slewing, cadangan peralatan penegangan atau pengesahan reka bentuk sambungan bolt tersuai, hubungi pasukan kejuruteraan kami di Yining Hydraulic — kami mempunyai peralatan penegangan dan dokumentasi prosedur yang sedia untuk model pemacu slewing khusus anda.