V současnosti téměř všechnyšroubutahování používané v průmyslu je třeba kontrolovat, což se nazývá kontrola momentu.
Kroutící moment označuje průmyslové upevnění s předem stanoveným kroutícím momentem nebo předem stanoveným kroutícím momentem a úhlem, aby byla zajištěna dostatečná upínací síla a spolehlivost závitového spojení.
Šroubutahování je velmi složitý fyzikální proces. Nejdůležitější faktory ovlivňující utahování šroubů jsou krouticí moment, předpětí, tření a tvrdost materiálu. Pouze při plném zvážení výše uvedených faktorů lze zajistit bezpečné upevnění šroubů.
Momentový klíč může ovládat sílu působící na utahování závitu, která nemůže být menší ani větší. Ve většině případů již tradiční momentový klíč dokáže zajistit účinek utahování šroubů s dostatečnou přesností. Pokud je však požadováno přesnější a bezpečnější utažení závitu, není ruční momentový klíč vhodný, protože aplikovaný moment často nesplňuje požadavky na předpětí a odpovídající přednastavenou hodnotu, protože není přesný.
Zdroj nepřesné hodnoty je často způsoben zákusem mezi utahovacími závity a třením mezi hlavou šroubu a rovinou upevňovacího předmětu. Takzvaná předpínací síla neboli upínací síla je kontaktní tlak generovaný kontaktem obrobku ve šroubovém spojení, které je univerzální. Tlak zvyšuje tření mezi obrobky a tření způsobuje, že krouticí moment není zcela předem utažen, takže pouze asi 10 procent točivého momentu, který aplikujeme, lze převést na utahovací sílu šroubu.
Pro dosažení vyšší přesnosti i při ručním utahování šroubů se často používá technologie úhlově řízeného utahování, zejména v současném rychle se rozvíjejícím automobilovém průmyslu. Prostřednictvím této technologie může každý šroub dosáhnout maximálního utahovacího účinku. Úhel natočení se vztahuje k hodnotě úhlu mezi původním utažením šroubu a konečným dosažením zadané hodnoty točivého momentu.
Obecně řečeno, stupeň rotace se bude měnit podle materiálu upevňovacích prvků a částí, které mají být upevněny. Například u materiálů s vysokou tvrdostí, jako je uhlíková ocel, bude počet rohů potřebných pro upevnění relativně malý; U materiálů s nízkou tvrdostí, jako je dřevo, bude počet rohů potřebných pro upevnění relativně velký a ztráta síly způsobená třením bude také velká a upevňovací síla, které lze dosáhnout, bude relativně malá.
V procesu řízení úhlu utahování závitu se řízení momentu používá k utažení šroubu na pevnou hodnotu momentu na začátku. Po dosažení tohoto krouticího momentu se následný proces utahování provádí pod dvojím řízením krouticího momentu a úhlu, dokud není dosaženo přednastaveného utahovacího momentu a úhlu natočení. Správné použití systému řízení úhlu může zabránit vniknutí šroubu do plastové zóny materiálu, zabránit překročení meze kluzu šroubu a způsobit potenciální bezpečnostní rizika. Rohové ovládání zároveň může také výrazně snížit ztrátu uzamykací síly a zajistit dosažení dostatečného předpětí.
V procesu utahování šroubů se použitý krouticí moment a stupeň úhlu natočení liší, takže šrouby, které byly utaženy řízením úhlu natočení, nelze znovu použít.
Existují dva hlavní typy metod utahování šroubů, a to elastické utahování a plastové utahování. Elastické utahování obecně označuje metodu utahování kroutícím momentem, zatímco plastové utahování zahrnuje především metodu utahování rohů a metodu utahování s mezí kluzu.
1. Způsob utahování momentem
Princip metody momentového utahování spočívá v tom, že existuje určitý vztah mezi momentem a axiálním předpětím. Síla předběžného utažení spojovaných dílů je řízena nastavením utahovacího nástroje na určitou hodnotu utahovacího momentu. Na základě předpokladu stabilního procesu, kvality dílu a dalších faktorů je tato metoda utahování jednoduchá a intuitivní na ovládání a v současnosti je široce používána. Podle zkušeností se při utahování šroubů 50 procent krouticího momentu spotřebuje na tření čelní plochy šroubu, 40 procent na tření závitu a pouze 10 procent krouticího momentu se spotřebuje na vytvoření předpětí.
Protože vnější nestabilní podmínky mají velký vliv na metodu utahování momentem, metoda momentu, která nepřímo řídí předpětí řízením utahovacího momentu, povede k nízké přesnosti regulace axiálního předpětí. Kromě toho je šroubových spojů velmi málo, krouticí moment dosáhl stanovené hodnoty a hlava šroubu ještě není zcela osazena spojovanými díly nebo je mezera někdy velmi malá, což není snadné zjistit vizuální kontrolou. V tomto okamžiku je hodnota točivého momentu kvalifikovaná, ale předpětí je velmi malé nebo dokonce žádné, takže v tomto případě, i když pouze pro zaručení kvalifikace točivého momentu, pak se zajištění kvality montáže a utažení stává prázdným slovem.
2. Metoda úhlového utahování
S ohledem na nedostatky metody utahování momentem začaly Spojené státy koncem 40. let 20. století studovat vztah mezi prodloužením šroubu a axiální silou. Úhel natočení při utahování šroubu je zhruba úměrný součtu prodloužení šroubu a vůlí utahovaných částí, takže lze použít způsob dosažení předem stanovené utahovací síly podle specifikovaného úhlu natočení. Nejprve utáhněte šroub na počáteční utahovací moment, to znamená, natáhněte šroub na mez kluzu a poté otočte o určitý úhel, aby se šroub natáhl k plastové oblasti.
Podstatou metody utahování úhlu natočení je kontrola prodloužení šroubu. V elastické oblasti je axiální předpětí úměrné prodloužení. Řízení protažení má ovládat axiální sílu. Poté, co začne plastická deformace šroubu, i když tyto dva již nejsou proporcionální, mechanické vlastnosti šroubu pod tahem ukazují, že axiální předpětí může být stabilizováno blízko mez kluzu, pokud je udržováno v určitém rozsahu.
Proto je konečný moment dvou šroubů s různými koeficienty tření po utažení stejným způsobem utahování velmi odlišný, ale síla před utažením se neliší kvůli stejné síle a velikosti šroubu. Ve srovnání s metodou utahování momentem nejen dokončuje kontrolu utahování s vysokou přesností, ale také plně zlepšuje míru využití materiálů.
3. Metoda utahování bodu kluzu
Teoretickým cílem metody utahování na mez kluzu je utažení šroubu těsně za mez kluzu. Při použití utahování na hranici kluzu nejprve utáhněte šroub na stanovený počáteční moment. Od tohoto okamžiku zařízení sleduje změnu hodnoty sklonu utahovací křivky. Pokud sklon klesne na více než nastavenou hodnotu, má se za to, že šroub byl natažen na mez kluzu a nástroj se zastaví. Největší výhodou metody utahování na mez kluzu je, že všechny šrouby s různými koeficienty tření jsou utaženy na jejich mez kluzu, což maximalizuje pevnostní potenciál závitových dílů. Je však citlivý na interferenční faktory a má vysoké požadavky na výkon a konstrukční návrh šroubů, což je obtížné kontrolovat. Proto jsou utahovací nástroje velmi drahé.
Pro Jinrui, ať už jste poptávač/prodejce/dodavatel spojovacího materiálu, pokud chcete vědět více, můžete navštívit Jinrui
