Tõhusad poltide pingutamise meetodid

Praegu peaaegu kõikpolttööstuses kasutatavaid pingutusi tuleb kontrollida, mida nimetatakse pöördemomendi juhtimiseks.

Pöördemoment viitab tööstuslikule kinnitusele etteantud pöördemomendi või ettemääratud pöördemomendi ja nurgaga, et tagada piisav kinnitusjõud ja keermestatud ühenduse töökindlus.

Poltpingutamine on väga keeruline füüsiline protsess. Olulisemad poltide pingutamist mõjutavad tegurid on pöördemoment, eelkoormus, hõõrdumine ja materjali kõvadus. Ainult siis, kui ülaltoodud tegureid on täielikult arvesse võetud, on võimalik tagada ohutu poltkinnitus.

Momendivõtmega saab juhtida keerme pingutamisele rakendatavat jõudu, mis ei saa olla väiksem ega suurem. Enamasti suudab traditsiooniline momentvõti juba piisava täpsusega tagada pingutuspoltide efekti. Kui aga on vaja täpsemat ja ohutumat keerme pingutamist, siis käsitsi pöördemomendi võti ei sobi, kuna rakendatav pöördemoment ei vasta sageli eelkoormuse ja vastava eelseadistatud väärtuse nõuetele, kuna see pole täpne.

Ebatäpse väärtuse allikaks on sageli pingutuskeermete vaheline hammustus ning poldipea ja kinnitusobjekti tasapinna vaheline hõõrdumine. Nn eelpingutusjõud ehk kinnitusjõud on tooriku kokkupuutel kruviühenduses tekkiv kontaktrõhk, mis on universaalne. Rõhk suurendab toorikute vahelist hõõrdumist ja hõõrdumine muudab pöördemomendi täielikult eelpingutamata, nii et ainult umbes 10 protsenti meie rakendatavast pöördemomendist saab muundada poldi pingutusjõuks.

Suurema täpsuse saavutamiseks kasutatakse isegi poltide käsitsi pingutamisel sageli nurga all juhitavat pingutustehnoloogiat, eriti praeguses kiiresti arenevas autotööstuses. Selle tehnoloogia abil saab iga polt saavutada maksimaalse pingutusefekti. Pöörlemisnurk viitab nurga väärtusele poldi algse pingutamise ja määratud pöördemomendi väärtuse lõpliku saavutamise vahel.

Üldiselt varieerub pöörlemisaste sõltuvalt kinnitusdetailide ja kinnitatavate osade materjalist. Näiteks suure kõvadusega materjalide, näiteks süsinikterase puhul on kinnitamiseks vajalik nurkade arv suhteliselt väike; Madala kõvadusega materjalide, näiteks puidu puhul on kinnitamiseks vajalik nurkade arv suhteliselt suur, samuti on suur ka hõõrdumisest tingitud jõukadu ning saavutatav kinnitusjõud suhteliselt väike.

Keerme pingutamise nurga reguleerimise protsessis kasutatakse pöördemomendi regulaatorit poldi pingutamiseks alguses fikseeritud pöördemomendi väärtuseni. Pärast selle pöördemomendi saavutamist viiakse järgnev pingutusprotsess läbi pöördemomendi ja nurga kahekordse kontrolli all, kuni saavutatakse eelseadistatud pingutusmoment ja pöördenurk. Nurga juhtimissüsteemi õige kasutamine võib takistada poldi sattumist materjali plastist tsooni, vältida poldi vastuvõetava voolavuspiiri ületamist ja põhjustada potentsiaalseid ohutusriske. Samas võib nurgajuhtimine oluliselt vähendada ka lukustusjõu kadu ja tagada piisava eelkoormuse saavutamise.

Poltide pingutamise käigus on kasutatav pöördemoment ja pöördenurga aste erinev, mistõttu pöördenurga juhtimisega kinni keeratud polte enam kasutada ei saa.

Poltide pingutamise meetodeid on kahte peamist tüüpi, nimelt elastne pingutamine ja plastist pingutamine. Elastne pingutamine viitab üldiselt pöördemomendiga pingutamise meetodile, samas kui plastiline pingutamine hõlmab peamiselt nurkade pingutamise meetodit ja voolavuspiiri pingutamise meetodit.

1. Pöördemomendiga pingutamise meetod

Pöördemomendi pingutamise meetodi põhimõte seisneb selles, et pöördemomendi ja aksiaalse eelkoormuse vahel on teatav seos. Ühendatud osade eelpingutusjõudu juhitakse pingutustööriista seadistamisega teatud pöördemomendi väärtusele. Stabiilse protsessi, osade kvaliteedi ja muude tegurite tõttu on see pingutusmeetod lihtne ja intuitiivne ning seda kasutatakse praegu laialdaselt. Kogemuste kohaselt kulub poltide pingutamisel 50 protsenti pöördemomendist poldi otsapinna hõõrdumisele, 40 protsenti keerme hõõrdumisele ja ainult 10 protsenti pöördemomendist kulub eelpinge tekitamiseks.

Kuna välised ebastabiilsed tingimused mõjutavad pöördemomendi pingutamise meetodit palju, põhjustab pöördemomendi meetod, mis kontrollib kaudselt eelkoormust pingutusmomenti reguleerides, aksiaalse eelpinge juhtimise madalat täpsust. Lisaks on poltide ühendusi väga vähe, pöördemoment on saavutanud etteantud väärtuse ja poldipea ei ole veel täielikult ühendatud osadega ühendatud või on vahe mõnikord väga väike, mida pole visuaalsel vaatlusel lihtne leida. Praegu on pöördemomendi väärtus kvalifitseeritud, kuid eelkoormus on väga väike või isegi puudub, nii et sel juhul, kui ainult pöördemomendi kvalifitseerimise tagamiseks, muutub montaaži ja pingutamise kvaliteedi tagamine õõnsaks sõnaks.

2. Nurga pingutamise meetod

Pöördemomendiga pingutamise meetodi puudujääke silmas pidades hakkas USA 1940. aastate lõpus uurima poltide pikenemise ja aksiaaljõu seost. Pöörlemisnurk poldi pingutamise ajal on ligikaudu proportsionaalne poldi pikenemise ja pingutatud osade lõtvuse summaga, seega saab kasutada meetodit etteantud pingutusjõu saavutamiseks vastavalt määratud pöördenurgale. Kõigepealt pingutage polt esialgse pöördemomendini, st venitage polt voolavuspiirini ja seejärel pöörake teatud nurga all, et venitada polt plastpiirkonnani.

Pöörlemisnurga pingutamise meetodi olemus on poldi pikenemise kontrollimine. Elastses vahemikus on aksiaalne eelkoormus võrdeline pikenemisega. Pikenduse juhtimine on aksiaaljõu kontrollimine. Pärast poldi plastilise deformatsiooni algust, kuigi need kaks ei ole enam proportsionaalsed, näitavad pinge all oleva poldi mehaanilised omadused, et aksiaalset eelkoormust saab stabiliseerida voolavuskoormuse lähedal, kui seda hoitakse teatud vahemikus.

Seetõttu on kahe erineva hõõrdeteguriga poldi lõplik pöördemoment pärast sama pingutusmeetodiga pingutamist väga erinev, kuid eelpingutusjõud ei erine tänu samale poldi tugevusele ja suurusele. Võrreldes pöördemomendiga pingutamise meetodiga, see mitte ainult ei lõpeta pingutamise juhtimist suure täpsusega, vaid parandab täielikult ka materjalide kasutusmäära.

3. Saagispunkti pingutamise meetod

Joonepiiri pingutamise meetodi teoreetiline eesmärk on pingutada polt veidi üle voolavuspiiri piiri. Kui kasutate voolavuspiiri pingutamist, pingutage esmalt polt määratud käivitusmomendini. Sellest hetkest alates jälgib varustus pingutuskõvera kalde väärtuse muutumist. Kui kalle väheneb seatud väärtusest suuremaks, loetakse, et polt on voolavuspiirini venitatud ja tööriist lakkab töötamast. Joonepiiri pingutamise meetodi suurim eelis on see, et kõik erineva hõõrdeteguriga poldid pingutatakse nende voolavuspiirini, mis maksimeerib keermestatud detailide tugevuspotentsiaali. Siiski on see tundlik interferentsitegurite suhtes ning sellel on kõrged nõuded poltide jõudlusele ja konstruktsioonile, mida on raske kontrollida. Seetõttu on pingutusriistad väga kallid.