В настоящее время большинство промышленныхболтОперации затяжки требуют точного контроля силы, а именно процесса контроля крутящего момента. Этот процесс завершает крепление установкой фиксированного значения крутящего момента или применением режима двойного управления «крутящий момент + угол», чтобы получить стабильное и квалифицированное осевое зажимное усилие и обеспечить точность сборки и долгосрочную -надежность эксплуатации резьбовых соединений.
Затяжка болтов представляет собой сложный процесс механического соединения. На качество затяжки в основном влияют четыре основных фактора: величина крутящего момента, осевой предварительный натяг, коэффициент трения контактной поверхности и твердость материала. Только путем всестороннего контроля вышеуказанных параметров можно добиться безопасных, стабильных и качественных результатов затяжки болтов. Традиционные динамометрические ключи могут соответствовать требованиям контроля крутящего момента в обычных условиях работы и адаптироваться к обычным стандартам сборки. Однако для шпоночных резьбовых соединений, требующих высокой точности и высокой безопасности, одни только ручные динамометрические ключи не могут удовлетворить этим требованиям.
Отклонения в точности регулирования крутящего момента в основном обусловлены двумя аспектами: трением зацепления между парами резьб и контактным трением между головкой болта и поверхностью заготовки. Потери на трение во время фактической затяжки чрезвычайно высоки. В нормальных условиях работы только около 10% входного крутящего момента может быть эффективно преобразовано в эффективный предварительный натяг болта, тогда как остальная часть полностью поглощается трением на торцевой поверхности и трением резьбы. Это легко вызывает проблему ложной затяжки, когда крутящий момент достигает стандартного, но предварительная нагрузка недостаточна.
Чтобы повысить точность затяжки при сборке-высокотехнологичных изделий, в отрасли широко применяется технология затяжки-с контролем угла, особенно в высокостандартизированной и прецизионной-автомобильной промышленности, которая обеспечивает максимальную эффективность затяжки болтов. Угол затяжки представляет собой разницу углов поворота болта от исходного состояния прилегания к заготовке до заданного стандарта крепления.
Требуемый угол затяжки существенно варьируется в зависимости от твердости материала крепежных деталей и соединяемых деталей. Материалы с высокой-твердостью, такие как углеродистая сталь, обладают высокой жесткостью и небольшой деформацией, что требует меньшего угла затяжки. Материалы с низкой-твёрдостью, такие как дерево и мягкие профили, имеют большую деформацию сжатия и высокие потери на трение, что требует большего угла затяжки с относительно меньшей конечной эффективной силой зажима.
Процесс двойного управления углом-затяжки сначала затягивает болт до заданного начального крутящего момента посредством контроля крутящего момента, чтобы устранить зазоры в заготовке и завершить предварительную установку. Затем окончательная затяжка завершается в рамках замкнутого-двойного цикла контроля крутящего момента и угла поворота до тех пор, пока не будут достигнуты заданные значения крутящего момента и угла. Этот процесс эффективно предотвращаетболтот чрезмерного-растяжения в диапазоне пластической деформации, позволяет избежать усталостного разрушения и потенциальных угроз безопасности, вызванных превышением предела текучести напряжений, значительно снижает затухание предварительной нагрузки и обеспечивает долгосрочную-стабильность соединительных конструкций.
Особое примечание: болты, затянутые в процессе контроля угла, вызвали внутреннюю микропластическую деформацию, и их повторное использование строго запрещено.
Современные основные процессы затяжки болтов делятся на две категории: затяжка в упругом диапазоне и затяжка в пластическом диапазоне. Метод затяжки с крутящим моментом относится к упругой затяжке, а метод затяжки под углом и метод затяжки в точке текучести относятся к пластической затяжке.
1. Метод затяжки с крутящим моментом
Основной принцип метода моментной затяжки заключается в том, что при стабильных условиях работы и постоянном качестве детали входной крутящий момент имеет линейную зависимость от осевого предварительного натяга болта. Преднатяг зажима соединяемых деталей регулируется косвенно путем задания фиксированного момента затяжки. Благодаря простоте управления и интуитивно понятному эффекту этот процесс в настоящее время является наиболее широко используемым базовым методом крепления.
Что касается коэффициента механических потерь, примерно 50% крутящего момента потребляется на трение торцевой поверхности головки болта, 40% — на трение пары резьб и только 10% эффективно преобразуется в осевой предварительный натяг. Под влиянием колебаний коэффициента трения, плоскостности заготовки, точности резьбы и факторов окружающей среды метод управления одним крутящим моментом имеет низкую точность управления предварительным натягом.
Кроме того, в отрасли существует распространенная скрытая сборочная опасность: хотя отображаемое значение крутящего момента во время затяжки достигает стандартного, головка болта не полностью прикреплена к заготовке, и на контактной поверхности остаются крошечные невидимые зазоры. В этом случае показания крутящего момента являются достоверными, но фактическая предварительная нагрузка крайне мала или даже равна нулю, что легко приводит к ослаблению соединений и выходам оборудования из строя. Высокоточные-динамометрические ключи позволяют эффективно избежать таких проблем, точно контролировать выходной крутящий момент и гарантировать базовое качество сборки.
2. Метод угловой затяжки
Чтобы решить проблему низкой точности метода затяжки с одним крутящим моментом, в отрасли постепенно популяризировался процесс затяжки под углом. Его принцип заключается в том, что угол поворота затяжки болта положительно коррелирует с суммой удлинения болта и деформации сжатия заготовки. Осевую предварительную нагрузку можно стабильно контролировать путем точной регулировки угла поворота.
Процедура изготовления следующая: во-первых, затяните болт со стандартным пусковым моментом, чтобы приблизить болт к состоянию предела упругости; затем поверните его на фиксированный угол, чтобы умеренно растянуть болт до пластического диапазона для окончательного крепления. Суть метода угловой затяжки заключается в фиксации осевого преднатяга путем контроля удлинения болта. В диапазоне упругости удлинение пропорционально предварительной нагрузке. После входа в диапазон пластичности, хотя линейная зависимость исчезает, осевой предварительный натяг болта может оставаться стабильным вблизи предела текучести в разумных пределах.
Самым большим преимуществом этого процесса является то, что он устраняет ошибки, вызванные различиями в коэффициентах трения. Для болтов с разными коэффициентами трения, но одинаковыми характеристиками и прочностью окончательный предварительный натяг в основном одинаков, несмотря на разные значения окончательного момента затяжки. Это значительно улучшает согласованность сборки и использование материала, что делает его пригодным для сценариев высокоточной-точной сборки. Высокоточные-угловые динамометрические ключи идеально соответствуют технологическим требованиям и обеспечивают точный двойной контроль крутящего момента и угла.
3. Метод повышения-точки доходности
Теоретическая цель метода затяжки предела текучести- состоит в том, чтобы затянуть болт точно до состояния, чуть превышающего предел текучести, чтобы максимально использовать прочность материала болта. Во время работы болт сначала затягивается с указанным пусковым моментом. Оборудование отслеживает изменение наклона кривой затяжки в режиме реального времени. Когда наклон падает ниже установленного порога, считается, что болт достиг предела текучести, и инструмент немедленно прекращает работу.
Этот процесс позволяет затягивать болты с разными коэффициентами трения и в различных условиях работы до критического состояния текучести, максимизируя потенциал структурной прочности крепежных деталей и достигая оптимальной точности сборки и структурной стабильности. Однако к нему предъявляются чрезвычайно высокие требования к стабильности рабочих условий, однородности материала болтов и точности оборудования, а также низкая защита от-помех и высокая стоимость поддержки высококлассного оборудования для затяжки-.
Высококачественная-серия динамометрических ключей может соответствовать высоким-стандартам технологических процессов, обеспечивая превосходную экономическую эффективность, обеспечивая баланс между точностью конструкции и затратами на закупки.
