Затягивание сустава — это менее тривиальная операция, чем можно было бы подумать. Затягивание винта с номинальным крутящим моментом само по себе не является гарантией правильного и стабильного во времени зажима. Сила, которая удерживает вместе две части — это предварительный натяг внутри сустава. Предварительный натяг удлиняет винт и это единственное усилие, которое не позволяет суставу развинтиться:
За кажущейся оптимальной затяжкой скрываются несколько подвохов, которые могут привести к ослаблению или к разрыву сустава:
- Несоответствие между винтом и соединением
- Чрезмерное трение
- Отверстие перекрыто
- Чрезмерное ослабление соединения
- Соединение затянуто неправильным моментом
- Неправильный болт
- Ошибка оператора
- Проблема с шуруповертом или динамометрическим ключом, который использовался для затягивания
Как, в таком случае, убедиться в качестве затяжки на производственной линии?
Для затягивания соединения необходимо:
- Знать характеристику крутящего момента/угла резьбового соединения
- Изучить механику самого соединения
- Использовать шуруповерт или динамометрический ключ, который обеспечит правильную стратегию зажима
- Внедрить систему контроля качества, проверяя правильность зажимов в конце процесса сборки
Кроме того, при критических затяжках вдоль производственных линий, затяжка должна быть «сертифицирована». Крутящий момент на соединении должен производиться с помощью калиброванного инструмента, а параметры затягивания должны быть прослежены, привязаны к производственной детали и сохранены в базе данных.
ЗАТЯГИВАНИЕ C ПОМОЩЬЮ ЛОМАННОГО КЛЮЧА
Затянуть резьбовое соединение с помощью ломанного ключа — это менее точное и более опасное решение.
Ломанные ключи не обеспечивают считывание крутящего момента и конечный момент зависит от того как оператор использует сам ключ. Существует очень высокий риск чрезмерного затягивания соединения и трудно гарантировать возможность повторности операции.
Наконец, приложенное значение крутящего момента может быть искажено из-за неправильного захвата рукоятки рукой оператора:
ЗАТЯГИВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ КЛЮЧА БЕЗ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
Затягивание резьбового соединения с помощью шуруповерта без измерения крутящего момента (электрические шуруповерты с питанием от аккумулятора, гидравлические или импульсные шуруповерты), обеспечивает более часто повторяемые значения крутящего момента, чем при использовании ломанных ключей. В этом случае оператор не оказывает влияния на затяжку, а точность приложенного значения крутящего момента зависит от стабильности шуруповерта.
Однако эта система не предоставляет никаких доказательств того, что затяжка завершена должным образом.
ЗАТЯГИВАНИЕ С ИЗМЕРЕНИЕМ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
Использование инструмента (электронный динамометрический ключ или ключ с измерением крутящего момента), который измеряет момент затяжки — это первый шаг к правильной и «сертифицированной» затяжке.
Оператор читает на инструменте значение момента, приложенного к суставу, и сразу же понимает, если затяжка завершена должным образом.
Применение требуемого значения крутящего момента необходимо, но не достаточно для того, чтобы гарантировать, что резьбовое соединение защищено от проблем. В примере, приведенном ниже, требуемое значение момента достигнуто, но не удается затянуть соединение, так как винт застревает в резьбе:
ЗАТЯГИВАНИЕ С ИЗМЕРЕНИЕМ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УГЛА
Если во время затяжки применить крутящий момент и угол поворота, можно гарантировать качество затяжки, так как винт был затянут и «полностью закручен» правильно.
Добавление параметра угла поворота к затягиванию ограничивает зону приема, защищая от проблем, подобных тем, которые показаны в предыдущем примере:
Правильно «полностью закрученный» винт создает предварительный натяг, который удерживает соединение вместе.
Для выполнения затяжки с измерением крутящего момента и угла требуется электронный динамометрический ключ с гироскопом или электронная отвертка с датчиком крутящего момента и угла.
Это и есть инструменты, которые могут экспортировать показания момента затяжки и переносить их в базу данных для отслеживания данных.
ЗАТЯГИВАНИЕ С ИЗМЕРЕНИЕМ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УГЛА
В некоторых приложениях (например, критическое затягивание в сборке автомобилей), необходима гарантия того, что затяжка не превысила предел прочности винта. Чтобы добиться этого, кривая крутящий момент/угол должна иметь достаточно места за пределом прочности для того чтобы избежать поломки. Для достижения этой цели, как правило, используют специальные винты с механическим выхлопом, которые обеспечивают большее удлинение самого винта.
При такой стратегии затяжки необходимо достичь определенного значения момента, а затем продолжить, отслеживая вращение винта, до достижения требуемого значения.
Для выполнения затяжки с измерением крутящего момента/угла, электронный динамометрический ключ или электронный ключ должны быть оснащены этой конкретной специальной стратегией.
ЗАТЯЖКА ДО ПРЕДЕЛА ТЕКУЧЕСТИ
Как правило, момент затяжки устанавливается чуть ниже предела текучести. Некоторые затяжки (например, критическое затягивание в сборке автомобилей) выполняются с крутящим моментом точно в пределе текучести. При использовании этой стратегии затяжки, используется максимально эффект пружины шнека, обеспечивающий больший предварительный натяг в соединении и меньший риск ее отвинчивания. Соединение должно быть спроектировано для работы в этих условиях.
Для выполнения затяжки до предела текучести электронный динамометрический ключ или электронный ключ должны быть оснащены алгоритмом автоматического распознавания предела текучести.
КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНОГО МОМЕНТА
Правильная затяжка резьбового соединения является ключевым шагом в обеспечении и отслеживании производственного процесса.
Независимо от выбранной стратегии затяжки, есть еще один последний шаг, который необходимо сделать для того, чтобы иметь возможность полного контроля качества на производственной линии: измерить остаточный момент.
Выбор правильной стратегии затяжки гарантирует, что сустав был затянут в соответствии со спецификациями, но то, что происходит на стыке после того как затяжка была завершена, остается открытым вопросом, на который нужно найти ответ. Какая часть приложенного предварительного натяга осталась внутри соединения?
Измерение остаточного момента на затянутых соединениях представляет доказательства фактической эффективности производственного процесса.
