Brammer S.A.
   
strona główna mapa serwisu nota techniczna nota prawna logowanie   SPINET
   

 







| Metoda precyzyjnego napinania śrub

Metoda tradycyjna napinania śrub polega na dokręceniu kluczem nakrętki z dostatecznie dużą siłą. Metoda ta przy swojej prostocie, posiada szereg wad, które dyskwalifikują ją w użyciu w wielu zastosowaniach w przemyśle. Oprócz pożądanej składowej wzdłużnej, trzon śruby podlega również naprężeniom skręcającym, wywołanych ruchem obrotowym przenoszonym przez tarcie gwintu nakrętki o gwint śruby. Są one wysoce niepożądane w precyzyjnych układach mechanicznych, jak również w elementach wymagających dużej wytrzymałości złącza, np. takich jak korpus turbin w elektrowniach.

Również precyzja osiągnięcia odpowiedniego napięcia śruby jest przy tej metodzie zbyt mała  w  większości  zastosowań, od przemysłu lotniczego po elektrownie wiatrowe. Kolejną wadą tej metody są również niebezpieczeństwo niszczenia narzędzi oraz komponentów połączenia śrubowego i samej maszyny, zarówno przy montażu jak i demontażu elementów. Aby zdemontować złącze, trzeba użyć kilkakrotnie większego momentu obrotowego niż przy montażu, a gdy jest to niemożliwe- użyć palnika w celu przecięcia elementów.



Rys. 1   Niepożądane zjawiska występujące podczas montażu połączenia metodą tradycyjną


Istnieje również metoda termiczna, wykorzystująca zjawisko rozszerzalności temperaturowej metalu. Jest to metoda o większej precyzji, lecz jest  niezwykle czasochłonna. Obejmuje proces podgrzewania, ochładzania oraz pomiaru wydłużenia śruby. Ponadto użycie  pręta nagrzewającego wymaga poddaniu specjalnej obróbce trzonów śrub, które muszą być wydrążone na całej długości. Dla stali nierdzewnej jest to bardzo kosztowne.

Z powodu wad wyżej wymienionych metod, coraz powszechniejsze staje się stosowanie hydraulicznych napinaczy śrub.

Metoda precyzyjnego napinania trzonów śrub polega na zastosowaniu specjalnego, hydraulicznego narzędzia (ang. bolt-tensioning cylinder – BTC - napinacza śrub). Przy jego użyciu, wielkość naprężenia śrub odpowiada wartości ciśnienia płynu hydraulicznego w cylindrze. Proces ten nie wywołuje żadnego innego naprężenia śruby, jak tylko wzdłużne. Metoda ta zapewnia możliwość stworzenia połączeń o wysokiej precyzji wielkości naprężenia oraz wysokim stopniu powtarzalności (rzędu 2,5%), oraz wysokich, nieosiągalnych innymi metodami wartości napięć. Metoda ta jest tez najlepsza metodą przy tworzeniu połączeń wielokrotnych na kołnierzach korpusów turbin, lub też urządzeń głębinowych.

Dla każdego typu śruby istnieje odpowiadające jej narzędzie BTC, o odpowiednich parametrach, aż do śrub W510 (510mm), używanych w turbinach. Istnieją również takie BTC, które mogą być używane ze śrubami o różnych gwintach, nie ograniczając się do śruby jednego typu.



Rys. 2   Schemat urządzenia BTC (przekrój)


Rys. 3   Wizualizacja urządzenia BTC.


Procedura postępowania przy tej metodzie jest następująca:

  • na zamontowane wstępnie połączenie (bez zaciskania) nakłada się napinacz śruby oraz nakręca się na koniec śruby element przenoszący siłę naciągającą
  • do cylindra urządzenia podaje się określone ciśnienie hydrauliczne – śruba poddawana jest naprężeniu, brak jest tarcia lub skręcania
  • nakrętka znajdująca się cały czas na śrubie jest dokręcana przy użyciu  nieznacznej siły, aż do punktu styku z powierzchnią, za pomocą prostego mechanizmu
  • połączenie jest gotowe

Zasada działania urządzenia BTC

Jeśli zachodzi konieczność napięcia  kilku połączeń równocześnie, stosuje się kilka napinaczy sterowanych tym samym cienieniem z pompy poprzez rozdzielacz. Dzięki temu, wytrzymałość tak uzyskanego połączenia wielokrotnego jest w każdym miejscu taka sama. W niektórych konstrukcjach (np. silniki) precyzyjne, jednoczesne napięcie śrub jest warunkiem koniecznym do ich prawidłowego działania.

Tego samego urządzenia można również użyć w celu rozłączenia elementów, co również jest bardzo korzystne ze względu na szybkość oraz prostotę demontażu.



Metoda tradycyjna Metoda termiczna Metoda hydrauliczna
Montaż Bardzo prosty Bardzo skomplikowany Prosty
Czas trwania montażu Bardzo krótki Bardzo długi (ok. 45 minut na śrubę przy nagrzewnicy oporowej) Krótki
Demontaż Trudny, ew. cięcie elementów Skomplikowany (przy demontażu termicznym) Prosty
Czas trwania demontażu Zależy od stopnia zakleszczenia elementów Długi (przy demontażu termicznym) Krótki
Obróbka elementów Nie jest konieczna Wymagana, kosztowna Nie jest konieczna
Precyzja złącza Mała Duża (w zależności od precyzji obliczeń oraz wykonania elementów) Duża
Powtarzalność Niska Wysoka (w zależności od poprawnego nagrzania elementów) Wysoka (rzędu 2,5%)
Ilość osprzętu Mała Duża (palnik lub nagrzewnica) Średnia (skrzynka z kompletnym zestawem)
Gabaryty i ciężar osprzętu Małe Duże Małe, proporcjonalnie do wielkości połączenia
Możliwość precyzyjnego równoczesnego tworzenia połączeń wielokrotnnych Brak Istnieje, metoda jest bardzo skomplikowana (system nagrzewnic indukcyjnych) Istnieje (trzeba tyle BTC, ile jest połączeń oraz jedno rozdzielne źródło ciśnienia)

Tabela 1.   Zestawienie dostępnych metod napinania trzonów śrub
 
strona główna | mapa serwisu | kontakt
nota prawna | nota techniczna
Ta strona korzysta z zewnętrznych plików cookies w celu zbierania danych statystycznych
Polityka Prywatności
Copyright © 2006-2013 Brammer S.A.