Fastspændingsteknikker

MOMENT TILTRÆMNING

Momentstramning er den mest almindelige metode til tilspænding. Samlingen udføres ved hjælp af en momentnøgle med et tilspændingsområde, der passer til den pågældende enhed. Disse skruenøgler kan være manuelle eller automatiske til store serier. Metoden består af følgende to faser: - en første fase med en skruenøgle indstillet til 0,75 % af referencemomentet. Alle fastgørelsesanordninger skal strammes på denne måde, før du fortsætter til anden fase. En slagnøgle kan bruges til denne fase. - En anden fase, hvor skruenøglen skal indstilles til et momentværdi på 110 %. Drejningsmomentet skal påføres jævnt og kontinuerligt Bemærk: I tilfælde af kontrollerede tilspændingsbolte (EN 14399), henvises til værdierne baseret på k-klassen angivet af producenten.

MOMENTGRÆNSER

Resultatet af tilspænding afhænger nøje af friktionskoefficienterne ved gevindene (μt) og under hovedet (μt), men i praksis er disse parametre meget svære at kontrollere. Som et resultat, for det samme referencemoment, kan spredningen i den endelige spænding være mellem +/- 20 % i bedste fald, eller endda +/- 60 %.... afhængig af den anvendte tilspændingsmetode. Denne brede spredning skyldes kombinationen af tre fænomener: - unøjagtighed af det påførte drejningsmoment - geometriske defekter og overfladeforhold af de samlede dele og fastgørelseselementet - smøring af overfladerne i kontakt.

Afhængig af kvalitetsklasserne af forbindelsens komponenter, friktionskoefficienterne og den ønskede strammepræcisionsklasse, anbefales det at henvise til standarden NF E 25030. Fænomenet parasitære vridningsspændinger Momenttilspændingsmetoden forårsager en parasitisk vridningsspænding i fastgørelseselement, ud over den ønskede aksiale spænding, hvis niveau kan nå 30% af trækspændingen. Den resulterende spænding i fastgørelseselementet er stærkt forøget og kan overstige materialets elasticitetsgrænse, selv om trækspændingen er inden for acceptable grænser. Derudover kan denne resterende vridningsspænding lette løsningen under drift. Endelig, da drejningsmomentet generelt påføres asymmetrisk, er der en bøjningsspænding. Det lave niveau af bøjningsspænding gør det generelt muligt at negligere det, men det kan også forekomme i grænsetilfælde.

Forringelse af overfladefinishen

Friktion af emnerne under høje belastninger forårsager skader på overfladerne i kontakt. Dette fører til friktionskræfter ved efterfølgende tilspænding, hvilket igen fører til større unøjagtighed i tilspændingsspændingen. Derudover kan denne forringelse have konsekvenser for korrosionsbestandigheden af de samlede dele ved tilslutningspunkterne.

Svært ved at løsne sig

Forringelsen af overfladeforholdene, muligvis øget af korrosion, kræver påføring af et meget højt løsnemoment, som kan nå forbindelsesmaterialets elastiske grænse og forårsage dets ødelæggelse.

Grænser ved store bolte

Over et referencemoment på 1000 Nm kræves slagnøgler, men forspændingens nøjagtighed falder. En hydraulisk nøgle af god kvalitet kan være en løsning at overveje.

Vanskeligheder ved samtidig stramning

Med momentmetoden er det sjældent muligt at stramme alle fastgørelseselementer i en samling samtidigt.

OPPLAMNING I EN VINKEL

Vinkelfastspænding udføres i to faser: - Kontakt ved at påføre et dockingmoment som tærskel for vinkelmåling. Formålet med denne operation er at placere delene og eliminere overfladefejl. Det skal være så lavt som muligt. - indskruning i en bestemt vinkel. Denne metode giver mere nøjagtige resultater end drejningsmomentstramning, fordi den opnåede forspænding er næsten proportional med tilspændingsvinklen, og friktionskoefficienterne er kun moderat involveret. En sidste drejningsmomentkontrol kan opdage eventuelle uregelmæssigheder.

Begrænsninger af vinkelspænding

Implementeringen af denne metode er derfor enkel, men den teoretiske tilgang involverer en lang række parametre, hvoraf nogle er svære at kontrollere. Bestemmelsen af vinkelindstillingspunktet kræver forudgående udviklings- og verifikationstest. Det kan kun implementeres økonomisk for store produktionsserier på en produktionslinje. Pålideligheden af den opnåede forspænding forbedres af delenes stivhed og konsistensen af delenes egenskaber. For eksempel er det ikke tilrådeligt at spænde på skrå med samlinger. Unøjagtigheden af tilspændingen afhænger hovedsageligt af unøjagtigheden af indgrebsmomentet. Forholdet mellem indgrebsmomentet og det endelige drejningsmoment afhænger af delenes stivhed (fra 30 % for meget stive dele til 50 %, hvis delene let deformeres). Den parasitiske torsionsspænding kan være væsentligt højere end den, der opnås ved momentmetoden.

COMBINED METHFRA

Som ved de tidligere metoder udføres tilspænding i to faser: - en første fase med en skruenøgle indstillet til 75 % af referencemomentet. Hele fastgørelseselementet skal strammes på denne måde, før man fortsætter til anden fase. - En anden fase, hvor en specificeret rotation påføres den roterende del af samlingen. Møtrikkens position i forhold til boltens gevind skal markeres (f.eks. ved maling) i slutningen af den første fase for at bestemme den endelige rotation af møtrikken i forhold til gevindene i slutningen af den anden fase. Medmindre andet er angivet, skal rotationsvinklen være i overensstemmelse med følgende værdier (for skruer af kvalitetsklasse 8.8 eller 10.9) :

Bemærk : Hvor overfladen under skruehovedet (under hensyntagen til eventuelle skæve spændeskiver) ikke er vinkelret på skruens akse, bør den nødvendige rotationsvinkel bestemmes ved test.

OPPLAMNING VED ELASTIKGRÆNSEN

Denne metode består i at stramme skruerne, indtil de når deres tilsyneladende elastiske grænse. Det kræver, at drejningsmomentet og tilspændingsvinklen måles kontinuerligt og samtidigt, og at driften standses, så snart der er et tab af direkte proportionalitet mellem disse to parametre. Fejlene skyldes udelukkende spredningen af torsionsspændingerne forbundet med variationen af friktionskoefficienten. Denne spredning er lille, en variation i friktionskoefficienten på 25% resulterer i en fejl på kun 7%. Der bruges en skruetrækker udstyret med en momentsensor og en vinkelsensor, som sender deres parametre til et elektronisk modul, som stopper skruespindelen, så snart proportionaliteten ikke længere er opnået. Hver skrue spændes til sin egen elasticitetsgrænse, det vil sige til det maksimalt mulige, uafhængigt af eventuel programmering, hvilket undgår risikoen for at knække en skrue, der ikke passer til samlingen. Forspændingen opnås med en nøjagtighed på +/- 8%. Grænser for tilspænding til elasticitetsgrænsen Brug af en spændeskive bør undgås, da det kan forvride målingen: enhver forskydning vil stoppe skruningen. Hvis driftskræfter forårsager yderligere forlængelse af skruerne, kan den elastiske grænse overskrides, hvilket forårsager tab af forspænding, en ændring i konstruktionens ydeevne eller endda dens ødelæggelse. Demontering og genmontering af samme skrue bør undgås, da deformationen af skruen vil være kumulativ, indtil den knækker. Udskiftning skal være systematisk.

OPPLAMNING VED HYDRAULISK STRÆMMER

Ved denne metode påføres en trækkraft på skruen ved hjælp af en ringdonkraft. Når den er spændt, spændes møtrikken manuelt eller med et let moment. Cylinderen frigives derefter, og den hydrauliske kraft overføres stort set til enheden. For at øge nøjagtigheden anbefales et dobbelt indgreb: den første operation tillader kompensation af sløret og overfladedefekter og etablerer balancen mellem kræfterne i samlingen. Den anden operation gør det muligt at opnå den ønskede præcision i spændingen af forbindelsen. Vridningsspændinger i skruen er elimineret, og friktionskoefficienter er ikke involveret i tilspændingen. Denne metode er særdeles velegnet til samtidig tilspænding af flere skruer. Begrænsninger ved tilspænding med hydrauliske strammere Enhedens størrelse kræver en større afstand mellem to skruer end med andre tilspændingsværktøjer. Tilspænding skal udføres på møtriksiden. Der skal sørges for en tilstrækkelig skruehøjde til at cylinderen kan hægtes i. Man kan kun installere en del af skruens maksimalt tilladte aksiale kraft som forspænding. Den største vanskelighed er kendskabet til forspændingen installeret i skruen, som afhænger af effektiviteten af operationen. Denne effektivitet afhænger af stivheden af forbindelsens elementer og varierer mellem 50 og 90 % afhængigt af forbindelsens geometri.

MOMENTSTYRING BETYDER

Kontrol af momentnøgle Dette er den nemmeste kontrol at udføre. Der er dog stadig betydelig usikkerhed om den endelige spænding af leddet. Metoden består i at måle rejsetiden for en ultralydsbølge langs skruens akse. Implementeringen kræver kvalificeret personale. Det er særligt effektivt til skruer med lille diameter (mindre end 20 mm). Dette er en laboratoriemetode, der ikke kan bruges i industrielle applikationer. Strain gauges er limet til boltens krop og forbundet med en Weston-bro; variationen i det opnåede signal svarer til variationen i forlængelse af den tidligere kalibrerede bolt. Denne metode har den fordel, at den direkte måler tilspændingskraften. Måleskiven er en instrumenteret skive placeret under tilspændingsmøtrikken, som fungerer som en kraftsensor. Det anbefales at placere en "konventionel" skive mellem møtrikken og måleskiven for at undgå skader på sidstnævnte. Denne metode gør det muligt at måle og registrere spændingskraften i bolten i forbindelsens levetid, både i hvile og i drift.