نظریه تولت در بهینه سازی نیروی گشتاوری پیچ و مهره

میزان سفت شدن پیچ و مهره یا همان نیروی گشتاور برای دستیابی به کنترل و قابلیت اطمینان اتصال دهنده‌ها، موضوعی بسیار مهم است. برنارد تولت یکی از مهندسان باتجربه فناوری مونتاژ در مورد بهینه سازی نیروی گشتاوری و فشار گیره می‌گوید: موارد بسیاری در خصوص پیچ و مهره‌ها همچون طراحی، خرید، تولید و تضمین کیفیت وجود دارد که توجه به تک تک آن‌ها در افزایش ایمنی تجهیزات، تاثیر گذار هستند.

تجربه طولانی تولت به او آموخته است که بیشتر مشکلات خستگی پیچ‌ها ناشی از نصب نادرست یا سفت شدن ناکارآمد آن است. بنابراین تولید کنندگان باید روی کنترل فرآیندهای محکم کردن انواع پیچ و مهره‌ها مانند پیچ فولادی، پیچ استاد بولت و غیره به عنوان اصلی‌ترین روش برای کاهش خرابی ناشی از خستگی در مفاصل پیچی تمرکز کنند.

در حالی که سایر دلایل خرابی همچون خستگی شامل ماشین‌کاری قطعات، عملیات حرارتی، عملیات تسطیح سطح، طراحی، انتخاب مواد و شرایط استفاده است؛ اما سفت کردن نادرست آمار خرابی بیشتری را به خود اختصاص داده است.

روش تولت در نصب صحیح پیچ و مهره

تولت در نظریه خود از سه مرحله مهم برای دستیابی به یک اتصال خوب صحبت می‌کند. اولین قدم برای سفت شدن کنترل شده اتصال دهنده‌ها، 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 که 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.  

کنترل میزان پیش تنیدگی در مفاصل پیچ و مهره با استفاده از ابزارهای موجود

طبق گفته تولت، فقط 20٪ پیچ و مهره‌های فروخته شده در اروپا دارای پیش نیاز ضریب اصطکاک هستند (یک روش آماده سازی سطح برای کنترل اصطکاک). این موارد عمدتا در صنایع ریلی، اتومبیل، هوانوردی و صنایع ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اعمال روش آماده سازی سطح برای کنترل اصطکاک پیچ و مهره با افزایش تنها 3/5 درصد در هزینه پایه اتصال دهنده‌ها همراه بوده؛ همچنین در نظر داشته باشید که 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.

روش‌های نصب صحیح اتصالات پیچی

با توجه به قانون 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

این چندین روش می‌توانند به کاهش انحراف دامنه پیش تنیدگی با نتایج مختلف کمک کنند. 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.

0 0 رای
رتبه بندی
به اشتراک گذاری بر روی facebook
Facebook
به اشتراک گذاری بر روی google
Google+
به اشتراک گذاری بر روی twitter
Twitter
به اشتراک گذاری بر روی linkedin
LinkedIn
به اشتراک گذاری بر روی pinterest
Pinterest
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
نظرات
مشاهده همه نظرات