Tensioni i bulonave të kushinetës rrotulluese kundrejt çelësit të çift rrotullues: Cila metodë siguron parangarkesë të qëndrueshme për pllakat rrotulluese të lopatës së minierave?

Tensioni i bulonave të kushinetës rrotulluese kundrejt çelësit të çift rrotullues: Cila metodë siguron parangarkesë të qëndrueshme për pllakat rrotulluese të lopatës së minierave? | Yining Hidraulik

TL;DR — Përmbledhje kryesore

Metodat me çelës çift rrotullues arrijnë saktësi paraprake ngarkese prej +/- 25-35% sepse 85-90% e çift rrotullues të aplikuar shkon për kapërcimin e fërkimit të filetos dhe poshtë kokës, jo për shtrirjen e bulonit — tensionimi i bulonit arrin saktësi prej +/- 5-10% duke e shtrirë drejtpërdrejt bulonin në mënyrë hidraulike.
Për bulonat rrotullues të kushinetës në platformat rrotulluese të lopatës së minierave (M36-M56, Klasa 10.9 ose 12.9), tensionimi hidraulik i bulonave është e vetmja metodë që ofron parangarkesë të qëndrueshme në të gjitha bulonat në rreth.— metodat e çift rrotullues zakonisht prodhojnë një ndryshim paraprak prej 40-60% midis bulonave më të shtrënguar dhe më të lirshëm, duke shkaktuar ngarkesë të pabarabartë të garës së kushinetës dhe dështim të parakohshëm të kushinetës.
Procedura e tensionimit të bulonave kërkon 3-4 kalime tensionimi (jo një kalim të vetëm) sepse çdo bulon i tensionuar në rreth liron bulonat ngjitur me 10-15% për shkak të ngjeshjes së nyjeve.— anashkalimi i kalimeve të ritenksionimit i lë bulonat e jashtëm në 60-70% të parangarkesës së tyre të specifikuar.

Pse konsistenca e parangarkesës së bulonave ka rëndësi për kushinetat rrotulluese: Problemi i ngarkesës së pabarabartë që askush nuk e sheh derisa të dështojë kushineta

Unë kam projektuar sisteme lëvizjeje me rrotullim në Yining Hydraulic për pesëmbëdhjetë vjet, dhe nyjet e bulonave të kushinetave me rrotullim janë vendi ku shoh hendekun më të madh midis qëllimit të specifikimit dhe ekzekutimit në terren.Një kushinetë rrotulluese në një platformë rrotulluese lopate minierash prej 200 tonësh sigurohet nga 40-60 bulona me rezistencë të lartë (zakonisht M42-M56, Klasa 10.9 ose 12.9) të rregulluara në një model rrethor bulonash me diametër 2-3 metra.Çdo bulon duhet të ruajë një parangarkesë të specifikuar — zakonisht 60-70% të ngarkesës së provës së bulonit, që korrespondon me 400-600 kN për një bulon M48 Klasa 10.9 — për të parandaluar ngritjen e unazës së kushinetës nga sipërfaqja e montimit nën momentin e përmbysjes të gjeneruar kur kova e lopatës është e ngarkuar dhe e zgjatur plotësisht. Nëse parangarkesa është e paqëndrueshme, unaza e kushinetës përjeton presion kontakti të pabarabartë dhe unaza deformohet lokalisht nën ngarkesë — duke krijuar një gjendje të quajtur "brinelling" ku elementët rrotullues futen në sipërfaqen e unazës, duke filluar copëtimin që përparon në dështim të plotë të kushinetës brenda 2,000-5,000 orëve të funksionimit.

Problemi i konsistencës së parangarkesës: metodat me çelës çift rrotullues aplikojnë çift rrotullues në kokën ose dadon e bulonit, dhe marrëdhënia midis çift rrotullues të aplikuar dhe tensionit që rezulton nga buloni varet nga koeficienti i fërkimit në dy ndërfaqe - kontakti i filetos dhe kontakti poshtë kokës (ose poshtë dados).Marrëdhënia çift rrotullues-tension: T = K × F × d, ku T është çift rrotullues i aplikuar, K është faktori i dados (zakonisht 0.15-0.22 për filetot e çelikut të lubrifikuara), F është tensioni që rezulton nga bulonat dhe d është diametri nominal i bulonave. Problemi është se K nuk është konstante - ai ndryshon midis bulonave në varësi të përfundimit të sipërfaqes së filetos, gjendjes së lubrifikimit, nëse buloni është shtrënguar më parë me çift rrotullues (filetot e ripërdorura kanë një vlerë më të lartë K sepse sipërfaqet e mprehta janë rrafshuar) dhe nëse ka mbeturina në fileto.Një vlerësim i arsyeshëm për ndryshimin e K në kushtet e fushës është +/-15-25%, që përkthehet drejtpërdrejt në ndryshim +/-15-25% në parangarkesën e bulonave për të njëjtin çift rrotullues të aplikuar.Për një bulon që kërkon parangarkesë prej 500 kN me një K prej 0.18 në d prej 48 mm: T = 0.18 × 500,000 × 0.048 = 4,320 Nm. Nëse K në të vërtetë ndryshon midis 0.15 dhe 0.22 përgjatë rrethit të bulonës, i njëjti çift rrotullues prej 4,320 Nm prodhon parangarkesa që variojnë nga 410 kN në 600 kN - një diferencë prej 46% midis bulonave më të lirshëm dhe më të shtrënguar. SipasVDI 2230Sipas standardeve të llogaritjes sistematike të nyjeve të bulonave, shtrëngimi i kontrolluar nga çift rrotullues arrin një shpërndarje paraprake të ngarkesës prej +/- 25-35% edhe në kushte të kontrolluara laboratorike, dhe kushtet në terren zakonisht e rrisin këtë në +/- 35-50%.

Tensioni Hidraulik i Bulonave: Si e Eliminon Tensioni Direkt Variablën e Fërkimit

Tensioni hidraulik i bulonave anashkalon tërësisht konvertimin e çift rrotullues në tension duke aplikuar një presion të njohur hidraulik në një tensionues që tërheq drejtpërdrejt bulonin e bulonit, duke e shtrirë atë në mënyrë elastike.Tensionuesi përbëhet nga një cilindër hidraulik me një tërheqës të filetuar që vidhoset në zgjatimin e bulonës së bulonit (buloni duhet të ketë një gjatësi të ekspozuar të filetos mbi dado të barabartë me të paktën një diametër të bulonit që tensionuesi të kapë), një urë që mbështetet në sipërfaqen e bashkimit dhe një fole që lejon që dadoja të rrotullohet poshtë me dorë pasi buloni të jetë shtrirë. Sekuenca e funksionimit: tensionuesi instalohet në bulon, presioni hidraulik aplikohet në vlerën e specifikuar (e llogaritshme nga zona efektive e pistonit të tensionuesit), buloni shtrihet elastikisht (0.1-0.3 mm zgjatim për bulonat tipikë të kushinetës rrotulluese), dado rrotullohet poshtë duke e shtrënguar fort me gisht duke përdorur folenë përmes trupit të tensionuesit, presioni hidraulik lirohet dhe buloni përpiqet të kthehet në gjatësinë e tij origjinale - por dadoja e pengon këtë, duke krijuar parangarkesën e specifikuar në bulon.

Saktësia e parangarkesës së tensionimit hidraulik: +/-5-10%, krahasuar me +/-25-35% për metodat me çelës çift rrotullues.Saktësia vjen nga fakti që tensioni i bulonave kontrollohet nga presioni hidraulik, i cili matet dhe rregullohet me saktësi +/-1-2% nga matësi i presionit ose transduceri i pompës tensionuese. Moduli elastik i bulonave (moduli i Young-ut, 207 GPa për çelik të lidhur) është konsistent brenda +/-2% për bulonat nga e njëjta pjesë e trajtimit termik. E vetmja ndryshore është gjatësia efektive e shtrëngimit (gjatësia e bulonave midis arrës dhe filetos së parë të angazhuar), e cila ndryshon me +/-3-5% në varësi të thellësisë së angazhimit të filetos dhe gjatësisë së kapjes së bulonave.Gabimi i mbetur në parangarkesën e tensionuar vjen nga dy burime:(1) relaksimi i bulonave pas lirimit të tensionit (nyja kompresohet kur hiqet tensionuesi, duke ulur tensionin e bulonave me 5-10% — e llogaritur duke aplikuar mbitension 5-10% gjatë kalimit të tensionimit), dhe (2) bashkëveprimi i bulonave ngjitur (buloni tensionues #2 zvogëlon tensionin në bulonën #1 me 10-15% sepse tensioni i bulonit #2 kompreson më tej nyjen, duke liruar bulonën #1 — e cila adresohet nga 3-4 kalime tensionimi). PërASME PCC-1Sipas udhëzimeve të montimit të nyjeve me bulona, tensionimi hidraulik është metoda e preferuar për nyjet me bulona me diametër të madh që kërkojnë saktësi paraprake të ngarkimit prej +/- 10% ose më të mirë.

Tensionimi i Pasimeve: Protokolli i Pasimeve 3-4 që Askush nuk dëshiron ta bëjë, por të gjithë kanë nevojë për të

Një kalim i vetëm tensionimi — ku çdo bulon tensionohet një herë rreth rrethit — prodhon ndryshime të parangarkesës prej 30-50% sepse çdo bulon i tensionuar pasues kompreson nyjen dhe relakson bulonat e tensionuar më parë.Mekanizmi: kur buloni #1 tensionohet në 500 kN, ai e kompreson nyjen lokalisht rreth bulonit #1. Kur buloni #2 (ngjitur me bulonin #1) tensionohet, kompresimi shtesë i nyjes në zonën midis bulonave #1 dhe #2 bën që trashësia e nyjes në zonën e shtrëngimit të bulonit #1 të ulet pak — duke e ulur tensionin e bulonit #1 me afërsisht 10-15%. Ndërsa tensionimi përparon rreth rrethit, çdo bulon humbet tensionin në mënyrë progresive, dhe buloni i parë i tensionuar humbet më shumë — zakonisht duke përfunduar në 50-60% të tensionit të tij fillestar pasi të gjithë bulonat në rreth janë tensionuar.

Protokolli i saktë i tensionimit: 3-4 kalime rreth rrethit të bulonit, me kalimin e parë në 50-60% të tensionit përfundimtar për të vendosur nyjen, dhe kalimet pasuese në 100% të tensionit përfundimtar.Kalimi 1: tendosni të gjitha bulonat në 60% të parangarkesës përfundimtare (p.sh., 300 kN për një specifikim 500 kN) — kjo e ul pjesërisht bashkimin dhe zvogëlon efektin e relaksimit në kalimet pasuese. Kalimi 2: tendosni të gjitha bulonat në 100% parangarkesë përfundimtare (500 kN). Kalimi 3: ritensifikoni të gjitha bulonat në 100% parangarkesë përfundimtare — ky kalim zakonisht rikuperon 10-15% tension në bulonat e gjysmës së parë që u relaksuan gjatë kalimit 2, dhe efekti i relaksimit në kalimin 3 reduktohet në 3-5% sepse bashkimi tani është ulur plotësisht. Kalimi 4 (opsional, por i rekomanduar për nyje kritike): ritensifikoni në 100% dhe verifikoni që asnjë bulon të mos humbasë më shumë se 5% tension midis tensionimit dhe matjes së verifikimit (duke përdorur një matës tejzanor të zgjatjes së bulonave nëse është i disponueshëm). NëYining Hidraulik, procedurat tona të instalimit të transmisionit rrotullues përfshijnë një protokoll të detyrueshëm tensionimi me 4 kalime për të gjitha nyjet e bulonave të kushinetave rrotulluese në pajisjet e minierave, dhe ne ofrojmë pompën tensionuese, tensionuesin dhe dokumentacionin e procedurës me çdo dërgesë të transmisionit rrotullues.

Përgatitja e bulonave: Tre faktorët që e shndërrojnë një procedurë të përsosur tensionimi në një nyje të dështuar

Edhe me tensionimin hidraulik, tre faktorë të përgatitjes së bulonave mund ta zvogëlojnë parangarkesën aktuale në 50-70% të vlerës së specifikuar, dhe të tre zakonisht anashkalohen gjatë instalimit në terren.Faktori një: lubrifikimi i filetos — filetot e bulonave dhe sipërfaqja e kushinetës së dados duhet të lubrifikohen me lubrifikantin e specifikuar (zakonisht pastë disulfidi molibden, përbërës anti-kapës ose lubrifikantin e rekomanduar nga prodhuesi i bulonave) për të arritur fërkim të qëndrueshëm të filetos gjatë tensionimit. Filetat e thata ose filetot e lubrifikuara me një lubrifikant të ndryshëm nga ai i specifikuar ndryshojnë koeficientin e fërkimit dhe ndryshojnë rezistencën e dados ndaj rënies, duke bërë që dado të lirohet pjesërisht gjatë lirimit të tensionit. Faktori dy: gjatësia e kapjes së bulonave — boshti i pafiletuar i bulonave midis kokës dhe filetos së parë të angazhuar duhet të jetë të paktën 3-4 herë diametri i bulonave që buloni të shtrihet elastikisht me shpejtësinë e saktë të sustës. Një bulon me një gjatësi kapëse më të vogël se 2 herë diametri ka një shpejtësi shumë të lartë suste, që do të thotë se kërkon më shumë forcë tensionimi për të njëjtën zgjatim dhe është më i ndjeshëm ndaj relaksimit. Faktori tre: rrafshësia e sipërfaqes së bashkimit — sipërfaqet e montimit nën kokën e bulonave dhe dadon duhet të jenë të sheshta brenda 0.1 mm mbi diametrin e kushinetës. Një sipërfaqe jo e sheshtë shkakton stres përkuljeje në bulon përveç stresit në tërheqje, duke zvogëluar parangarkesën efektive dhe jetëgjatësinë e lodhjes së bulonit me 30-50%.

Verifikimi pas tensionimit: parangarkesa e bulonave mund të verifikohet duke matur zgjatimin e bulonave me një matës tejzanor të bulonave (metoda e jehonës së pulsit, duke matur kohën e lëvizjes vajtje-ardhje të një pulsi tejzanor përmes gjatësisë së bulonit).Matja e zgjatimit para dhe pas tensionimit jep tendosjen aktuale të bulonit, e cila e shumëzuar me sipërfaqen e prerjes tërthore të bulonit dhe modulin e Youngut jep parangarkesën aktuale. Kjo është e vetmja metodë matjeje e drejtpërdrejtë për parangarkesën e bulonit të instaluar - matja e çift rrotullues (kontrolli i çift rrotullues të shkëputjes) nuk korrespondon me parangarkesën pasi buloni të jetë tensionuar sepse fërkimi statik (çift rrotullues i shkëputjes) është më i lartë se fërkimi dinamik gjatë shtrëngimit.Yining Hidraulik, ne rekomandojmë verifikimin tejzanor të zgjatjes së bulonave për bulonat rrotullues të kushinetës në lopatat e minierave me diametër të rrotullueshëm që tejkalon 2.5 metra, ku parangarkesa e paqëndrueshme shkakton ngarkesë të pabarabartë të garës së kushinetës që nuk mund të zbulohet derisa të fillojë dështimi i kushinetës. Shihni gjithashtu udhëzuesin tonë mbiIntegrimi dhe montimi i kutisë së shpejtësisë rrotulluesepër udhëzim shtesë të nyjeve të bulona.

Pyetje të Shpeshta

P1: Pse është thelbësore qëndrueshmëria e parangarkesës së bulonave për kushinetat rrotulluese në platformat rrotulluese të lopatës së minierave?: Parangarkimi i paqëndrueshëm shkakton presion të pabarabartë të kontaktit të gardës së kushinetës, duke çuar në deformim të lokalizuar të gardës të quajtur formim i brinjëzuar, ku elementët rrotullues gdhendin sipërfaqen e gardës. Kjo fillon copëtimin që përparon në dështim të plotë të kushinetës brenda 2,000-5,000 orëve të funksionimit. Bulonat rrotullues të kushinetës (M36-M56, Klasa 10.9/12.9) duhet të ruajnë 60-70% të parangarkesës së ngarkesës së provës për të parandaluar ngritjen e gardës nën momentet e përmbysjes.
P2: Cili është avantazhi kryesor i tensionimit hidraulik të bulonave mbi çelësat e çift rrotullues për bulonat e kushinetave rrotulluese?: Tensioni hidraulik e shtrin drejtpërdrejt bulonin me presion të kontrolluar hidraulik, duke arritur saktësi paraprake ngarkese prej +/-5-10%. Çelësat me çift rrotullues mbështeten në marrëdhënien çift rrotullues-tension (T = K × F × d), ku faktori i dados K ndryshon +/-15-25% për shkak të ndryshimeve në fërkimin e filetos — duke prodhuar një shpërndarje paraprake ngarkese prej +/-25-35% në kushte laboratorike dhe deri në +/-50% në kushte fushore.
P3: Sa kalime tensionimi kërkohen për rrotullimin e rrathëve të bulonave të kushinetës dhe pse?: Nevojiten 3-4 kalime. Kalimi 1 në 60% të parangarkesës përfundimtare e ul nyjen. Kalimi 2 në 100% tensionon parangarkesën përfundimtare të të gjitha bulonave. Kalimi 3 në 100% rikuperon relaksimin prej 10-15% në bulonat e mëparshëm të shkaktuar nga kompresimi i nyjes gjatë kalimit 2. Kalimi 4 (opsional) verifikon tensionin e mbetur. Një kalim i vetëm prodhon ndryshime të parangarkesës prej 30-50% sepse çdo bulon i tensionuar pasues relakson bulonat ngjitur të tensionuar më parë.
P4: Cilët faktorë të përgatitjes së bulonave ndikojnë në saktësinë e tensionimit hidraulik në instalimet në terren?: Tre faktorë: (1) lubrifikimi i filetos duhet të përdorë lubrifikantin e specifikuar — filetot e thata ose të lubrifikuara ndryshe ndryshojnë rezistencën ndaj rënies së arrës gjatë lirimit të tensionit; (2) gjatësia e kapjes së bulonave duhet të jetë të paktën 3-4 herë diametri i bulonave për një shtrirje elastike të mjaftueshme; (3) rrafshësia e sipërfaqes së bashkimit brenda 0.1 mm mbi diametrin e kushinetës — sipërfaqet jo të sheshta shkaktojnë stres përkulës që zvogëlon parangarkesën efektive me 30-50%.
P5: Si mund të verifikohet parangarkesa aktuale e bulonave pas tensionimit hidraulik?: Metoda e vetme direkte është matja tejzanore e zgjatimit të bulonit (jehona e pulsit, matja e kohës së kalimit vajtje-ardhje të pulsit tejzanor përmes bulonit para dhe pas tensionimit). Zgjatja e shumëzuar me sipërfaqen e prerjes tërthore të bulonit dhe modulin e Young-ut jep parangarkesën aktuale. Verifikimi i momentit rrotullues (momenti rrotullues i shkëputjes) është i pabesueshëm pas tensionimit sepse fërkimi statik i shkëputjes nuk korrespondon me parangarkesën.

Referenca të Jashtme: Llogaritja e nyjeve të bulonit VDI 2230 · Lidhje me bulona ASME PCC-1 · Klasifikimi i DNV-së · ISO 4413 Sisteme Hidraulike · SAE Ndërkombëtare · Standardet e AGMA-s · Rregullat e ABS-së

Të dhëna nga fusha hidraulike e Yining — miniera e xehes së hekurit Pilbara 2019, 8 lopata minerare me analizë të dështimit të bulonave të kushinetave rrotulluese:Një flotë prej 8 lopatash elektrike me litar (klasa 220 tonësh) përjetoi 5 zëvendësime të kushinetave rrotulluese në 3 vjet — një kosto zëvendësimi prej 180,000 dollarë amerikanë për kushinetë plus 10 ditë kohë ndërprerjeje të lopatës. Analiza e shkakut rrënjësor zbuloi se bulonat ishin instaluar duke përdorur çelësa çift rrotullues (jo tensionues), dhe ndryshimi i matur i ngarkesës paraprake në të gjithë rrethin e bulonave ishte 42-58%. Garat e kushinetave treguan modele të pabarabarta të brinelimit që korrespondonin saktësisht me zonat ku ngarkesa paraprake e bulonave ishte nën 60% të specifikimit. Pas kalimit në tensionim hidraulik me një protokoll 4-kalimesh, flota përjetoi zero dështime të kushinetave rrotulluese në 4 vitet pasuese. Kostoja e pajisjeve të tensionimit ishte 12,000 dollarë amerikanë për lopat — krahasuar me 180,000 dollarë amerikanë për zëvendësim të kushinetës, kthimi i investimit u arrit brenda dështimit të parë të shmangur.

Një paralajmërim i fundit nga pesëmbëdhjetë vjet vënie në punë të transmisionit rrotullues: mos i ripërdorni kurrë bulonat e kushinetës rrotulluese pasi të jenë hequr. Bulonat që i nënshtrohen ngarkesës së plotë paraprake i nënshtrohen deformimit plastik në filetot e para të angazhuara, dhe ritensioni i një buloni të përdorur prodhon ngarkesë paraprake të paparashikueshme - zakonisht 15-25% më të ulët se një bulon i ri për të njëjtin presion tensionimi - sepse zona e deformimit plastik ka rritur gjatësinë efektive të shtrëngimit.

Për specifikimet e bulonave të kushinetës rrotulluese, rekomandimet e pajisjeve të tensionimit ose verifikimin e projektimit të bashkimit të bulonave me porosi, kontaktoni ekipin tonë të inxhinierisë në Yining Hydraulic — ne kemi gati dokumentacionin e pajisjeve të tensionimit dhe procedurën për modelin tuaj specifik të transmisionit rrotullues.