Učinkovite metode zategovanja vijakov

Trenutno skoraj vsevijakzategovanje, ki se uporablja v industriji, je treba nadzorovati, kar se imenuje nadzor navora.

Navor se nanaša na industrijsko pritrditev z vnaprej določenim navorom ali vnaprej določenim navorom in kotom, da se zagotovi zadostna vpenjalna sila in zanesljivost navojne povezave.

Vijakzategovanje je zelo kompleksen fizični proces. Najpomembnejši dejavniki, ki vplivajo na zategovanje vijakov, so navor, prednapetost, trenje in trdota materiala. Le če so zgornji dejavniki v celoti upoštevani, je mogoče zagotoviti varno pritrditev z vijaki.

Momentni ključ lahko nadzira silo zategovanja navoja, ki ne sme biti manjša ali večja. V večini primerov lahko tradicionalni momentni ključ že zagotovi učinek zategovanja vijakov z zadostno natančnostjo. Kadar pa je potrebno natančnejše in varnejše zategovanje navoja, ročni momentni ključ ni primeren, ker uporabljeni navor pogosto ne izpolnjuje zahtev prednapetosti in ustrezne prednastavljene vrednosti, ker ni točen.

Vir netočne vrednosti je pogosto posledica pregriza med zateznimi navoji in trenja med glavo vijaka in ravnino pritrdilnega predmeta. Tako imenovana sila predzategovanja ali vpenjalna sila je kontaktni pritisk, ki nastane zaradi stika obdelovanca v vijačnem spoju, ki je univerzalen. Pritisk poveča trenje med obdelovanci, zaradi trenja pa navor ni popolnoma predhodno zategnjen, tako da se le približno 10 odstotkov navora, ki ga uporabimo, lahko pretvori v silo zategovanja vijaka.

Da bi dosegli večjo natančnost tudi pri ročnem zategovanju vijakov, se pogosto uporablja tehnologija zategovanja z nadzorovanim kotom, zlasti v trenutni hitro razvijajoči se avtomobilski industriji. S to tehnologijo lahko vsak vijak doseže največji učinek zategovanja. Kot vrtenja se nanaša na vrednost kota med prvotnim zategovanjem vijaka in končnim doseganjem navedene vrednosti navora.

Na splošno se stopnja vrtenja razlikuje glede na material pritrdilnih elementov in delov, ki jih je treba pritrditi. Na primer, za materiale z visoko trdoto, kot je ogljikovo jeklo, bo število vogalov, potrebnih za pritrditev, relativno majhno; Pri materialih z nizko trdoto, kot je les, bo število vogalov, potrebnih za pritrditev, razmeroma veliko, izguba sile zaradi trenja pa bo prav tako velika, sila pritrjevanja, ki jo je mogoče doseči, pa bo razmeroma majhna.

V procesu krmiljenja kota zategovanja navoja se krmiljenje navora uporablja za zategovanje vijaka na fiksno vrednost navora na začetku. Po dosegu tega navora se nadaljnji postopek zategovanja izvaja pod dvojnim nadzorom navora in kota, dokler nista dosežena prednastavljenega navora zategovanja in kota vrtenja. Pravilna uporaba sistema za nadzor kota lahko prepreči, da bi sornik vstopil v plastično območje materiala, prepreči prekoračitev sprejemljive točke tečenja sornika in povzroči morebitne varnostne nevarnosti. Hkrati lahko vogalni nadzor tudi znatno zmanjša izgubo zaklepne sile in zagotovi, da je dosežena zadostna prednapetost.

V procesu zategovanja vijakov se uporabljeni navor in stopnja kota vrtenja razlikujeta, zato vijakov, ki so bili priviti s krmiljenjem kota vrtenja, ni mogoče ponovno uporabiti.

Obstajata dve glavni vrsti metod zategovanja vijakov, in sicer elastično zategovanje in plastično zategovanje. Elastično zategovanje se na splošno nanaša na metodo zategovanja z navorom, medtem ko plastično zategovanje v glavnem vključuje metodo zategovanja kotov in metodo zategovanja z mejo tečenja.

1. Metoda zategovanja z navorom

Načelo metode zategovanja z navorom je, da obstaja določeno razmerje med navorom in aksialno prednapetostjo. Sila predhodnega zategovanja povezanih delov se krmili z nastavitvijo orodja za zategovanje na določeno vrednost navora. Ob predpostavki stabilnega postopka, kakovosti delov in drugih dejavnikov je ta metoda zategovanja preprosta in intuitivna za uporabo ter se trenutno pogosto uporablja. Po izkušnjah se pri zategovanju vijakov 50 odstotkov navora porabi na trenje čelne ploskve vijaka, 40 odstotkov na trenje navoja, le 10 odstotkov navora pa se porabi za ustvarjanje prednapetosti.

Ker imajo zunanji nestabilni pogoji velik vpliv na metodo zategovanja z navorom, bo metoda z navorom, ki posredno nadzoruje prednapetost s krmiljenjem navora zategovanja, povzročila nizko natančnost krmiljenja aksialne prednapetosti. Poleg tega je zelo malo vijačnih povezav, vrtilni moment je dosegel določeno vrednost, glava vijaka pa še ni popolnoma opremljena s povezanimi deli ali pa je vrzel včasih zelo majhna, kar ni lahko najti z vizualnim pregledom. V tem času je vrednost navora kvalificirana, vendar je prednapetost zelo majhna ali celo nič, tako da v tem primeru, če le zagotovimo, da je navor kvalificiran, potem zagotavljanje kakovosti montaže in zategovanja postane prazna beseda.

2. Metoda zategovanja kota

Glede na pomanjkljivosti metode zategovanja z navorom so ZDA v poznih 1940-ih začele proučevati razmerje med raztezkom vijaka in aksialno silo. Kot vrtenja med zategovanjem vijaka je približno sorazmeren z vsoto raztezka vijaka in ohlapnosti zategnjenih delov, zato je mogoče sprejeti metodo za doseganje vnaprej določene sile zategovanja glede na določen kot vrtenja. Najprej privijte vijak do začetnega navora, to je, raztegnite vijak do meje tečenja, nato pa zavrtite za določen kot, da raztegnete vijak do plastičnega območja.

Bistvo metode zategovanja kota vrtenja je nadzor nad raztezkom vijaka. V elastičnem območju je aksialna prednapetost sorazmerna z raztezkom. Nadzor raztezka je nadzor osne sile. Ko se začne plastična deformacija sornika, čeprav nista več sorazmerna, mehanske lastnosti sornika pod napetostjo kažejo, da se lahko aksialna prednapetost stabilizira blizu obremenitve tečenja, dokler je v določenem območju.

Zato je končni navor dveh vijakov z različnimi koeficienti trenja po zategovanju z isto metodo zategovanja zelo različen, vendar se sila pred zategovanjem ne razlikuje zaradi enake trdnosti in velikosti vijaka. V primerjavi z metodo zategovanja z navorom ne le dokonča nadzor zategovanja z visoko natančnostjo, temveč tudi popolnoma izboljša stopnjo izkoriščenosti materialov.

3. Metoda zategovanja meje tečenja

Teoretični cilj metode zategovanja z mejo tečenja je zategniti vijak tik nad mejo tečenja. Pri uporabi zategovanja z mejo tečenja najprej privijte vijak na določen začetni navor. Od te točke naprej oprema spremlja spremembo vrednosti naklona krivulje zategovanja. Če se naklon zmanjša na več kot nastavljeno vrednost, se šteje, da je bil sornik raztegnjen do meje tečenja, in orodje preneha delovati. Največja prednost metode zategovanja z mejo tečenja je, da so vsi vijaki z različnimi koeficienti trenja zategnjeni do svoje meje tečenja, kar maksimira potencial trdnosti navojnih delov. Vendar pa je občutljiv na dejavnike motenj in ima visoke zahteve glede delovanja in strukturne zasnove vijakov, kar je težko nadzorovati. Zato so orodja za zategovanje zelo draga.