Menu

بحث در مورد نیروی گشتاوری در اتصال دهنده‌ها

سفت شدن برای دستیابی به کنترل و قابلیت اطمینان در اتصال دهنده‌ها بسیار مهم است. مهندس باتجربه فناوری مونتاژ برنارد تولت در مورد بهینه سازی نیروی گشتاوری و فشار گیره و مصالح مختلف در مورد فناوری پیچ‌ها به بحث می‌پردازد. این مرد 57 ساله، که حرفه‌ای طولانی در کارخانه تولید کامیون‌های ولوو داشته و اکنون در مرکز فنی صنایع مکانیک شاغل است، می‌گوید: موارد بسیاری برای پیچ و مهره‌ها وجود دارند: طراحی، خرید، تولید و تضمین کیفیت.

تجربه طولانی تولت به او آموخته است که بیشتر مشکلات خستگی پیچ‌ها ناشی از نصب نادرست یا سفت شدن ناکارآمد است. بنابراین تولید کنندگان باید روی کنترل فرآیندهای محکم کردن انواع پیچ و مهره مانند، پیچ فولادی، پیچ استاد بولت و غیره خود به عنوان اصلی‌ترین روش برای کاهش خرابی ناشی از خستگی در مفاصل پیچی تمرکز کنند. در حالی که سایر دلایل خرابی ناشی از خستگی شامل ماشین‌کاری قطعات، عملیات حرارتی، عملیات تسطیح سطح، طراحی، انتخاب مواد و شرایط استفاده است، اما سفت کردن بیش از نیمی از این مسیر است.

بنابراین چگونه می‌توانید به یک روش سفت کردن کنترل شده دست یابید؟ تولت در مورد سه مرحله مهم برای دستیابی به یک اتصال خوب صحبت می‌کند. اولین قدم برای سفت شدن کنترل شده، به طور حتم کنترل طراحی و ابعاد مفاصل است تا اطمینان حاصل شود که مقدار مورد نظر پیش تنیدگی به آن اعمال شده است، مرحله دوم کنترل اتصال دهنده‌ها و سوم کنترل ابزارها و روش سفت کردن است.

تولت می‌گوید: برای یک مهندس مسئله طراحی این است: برای بارگذاری و مقاومت در برابر بارهای ایستا و پویا به چه مقدار نیروی پیش تنیدگی نیاز است؟ در حالی که همه چیز برای یک تولید کننده مهم خواهد بود.  

چگونه می‌توان میزان پیش تنیدگی نصب شده در مفاصل را با استفاده از ابزارهای موجود کنترل کرد؟

کنترل اتصال دهنده‌ها به طور معمول با کنترل رابطه فشار گشتاور مونتاژ، یعنی اصطکاک موجود در مونتاژ مرتبط است. روغن کاری متداول‌ترین روش برای به دست آوردن شرایط کم و حتی بدون اصطکاک در مفاصل است. اصطکاک کم به این معنی است که نیروی گشتاوری کمتری برای دستیابی به فشار مناسب در گیره مورد نیاز است و همچنین رفتار بسیار قابل پیش بینی‌تری را ایجاد می‌کند. روش دیگر برای کاهش اصطکاک استفاده از روکش‌هایی روی اتصال دهنده‌ها است.

تولت می‌گوید: فقط 20٪ پیچ و مهره‌های فروخته شده در اروپا دارای پیش نیاز ضریب اصطکاک هستند (یک روش آماده سازی سطح برای کنترل اصطکاک). وی گفت: این موارد عمدتا در صنایع ریلی، اتومبیل، هوانوردی و صنایع ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اعمال یک روش آماده سازی سطح برای کنترل اصطکاک نشان دهنده افزایش تنها 3/5 درصد در هزینه پایه اتصال دهنده‌ها بوده و انتخاب اتصال دهنده‌ها و تایید مشخصات آنها بر عهده هر دو بخش طراحی و خرید است.

ابزار کنترل و روش محکم کردن به معنی بررسی ویژگی‌ها و پارامترهای فرآیند سفت شدن است. متداول‌ترین روش سفت کردن اعمال نیروی گشتاوری است که شامل استفاده از یک نیروی چرخشی برای رسیدن به آن چه که به عنوان بار پیش تنیدگی یا بار گیره معرفی شده، است. این کشش مونتاژ توسط مهندس طراح برای ارائه بهترین عملکرد ماشین آلات مشخص شده است. طبق گفته تولت، سفت کردن با نیروی گشتاوری با استفاده از ابزارهای صحیح کالیبره شده، به طور عادی برای دستیابی به فشار مناسب گیره برای اکثر اتصال دهنده‌ها از نوع پیچی صنعتی کافی است.

اما گاهی اوقات عملکرد اتصالات پیچی تفاوت‌های جزئی بین حداکثر و حداقل بار پیش تنیدگی مجاز را ممکن می‌سازد. مهندسین باید اطمینان حاصل کنند که پیش تنیدگی نهایی در محدوده مورد نیاز باشد. در این موارد ممکن است لازم باشد که از فرآیند سفت کردن دیگری استفاده کنید که ممکن است برای شرایط خاص تولید دقیق‌تر یا مناسب‌تر باشد. مسئولیت بزرگ کنترل ابزارها بر عهده واحد تولید است. آنها وظیفه دارند که اطمینان حاصل کنند عملیات سفت کردن مورد نیاز به درستی انجام شود، در صورت لزوم، هیچ پیچ و مهره‌ای دو بار سفت نشده باشد و سایر موارد مونتاژ (به خصوص واشر) در جای خود قرار بگیرند.

مورد تجاری برای محکم کردن اتصال دهنده‌ها

  • به دنبال قانون به اصطلاح 20/80، تقریبا 80٪ اتصالات پیچ‌دار برای مونتاژ نهایی ضروری نیستند.
  • پیش تنیدگی باید الزامات عملکردی مشخص شده توسط طراحان را برآورده کند.
  • روش‌های کارآمد برای نصب بارهای گیرداری در اتصالات پیچی عبارتند از:
  • اعمال نیروی گشتاوری نرمال
  • کاربرد ترکیبی از پیش تنیدگی گشتاوری و محکم کردن زاویه‌ها
  • کشش مستقیم پیچ

چندین روش می‌تواند به کاهش انحراف دامنه پیش تنیدگی با نتایج مختلف کمک کند. از آنجا که روش محکم کردن گشتاوری بسیار به شرایط اصطکاک بست‌ها و مهارت اپراتور بستگی دارد، انحراف نهایی تنها تا 10-20٪ کاهش می‌یابد. اما جابجایی حاصل از نیروی گشتاوری به روش ترکیبی (گشتاوری + زاویه‌ای) می‌تواند منجر به کاهش انحرافات تا حدود 50٪ شود.

روغن کاری بسیار مهم است. با کاهش اصطکاک، درصد بیشتری از گشتاور اعمال شده منجر به دستیابی به پیش بارگذاری می‌شود. تولیدکنندگان باید به جای این که ابزارها را به تنهایی مورد بررسی قرار دهند، باید در مورد روش‌های مناسب سفت کردن پیچ‌ها و اتصال دهنده‌ها با توجه به الزامات طراحی نیز به بحث بپردازند.

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest