Този технически фиш се отнася основно за винтове, подходящи за топлинна обработка с класове на качество 8.8, 10.9 и 12.9. Контролираното затягане на болтовите съединения е признато като фактор за безопасност, но също така е и икономически фактор, ограничаващ монтажа на болтовете, тъй като позволява на потребителя да прикачва крепежни елементи до максималната им механична способност.
Съществуват 5 основни процедури на завинтване:
- Завинтване с въртящ момент
- Завинтване под ъгъла
- Завинтване до границата на еластичност
- Използване на хидравличен обтегач
- Завинтване със затягащи гайки
Всеки един от тези методи има своите предимства и своите недостатъци, но всички водят до монтирането до добре определено предварително натоварване в сглобката.
1. ЗАВИНТВАНЕ С ВЪРТЯЩ МОМЕНТ
Този метод е най-използваният и често е методът за предпочитане, когато повредите са причинени от липсата на предварително натоварване или под-затягане на частите. Преди да се монтира, трябва да се снабдите с динамометричен ключ и с продукт за смазване на частите преди монтажа (технически фиш в процес на изготвяне). Този метод е наистина подходящ, когато използваният смазочен материал генерира нисък коефициент на триене и се комбинира с използването на затягащо средство с добра прецизност върху въртящия момент на затягане.
В случай, че тези условия не се спазени, получените стойности на предварителното натоварване ще бъдат компрометирани от:
- дисперсия на стойностите на триене по дължината и под главата на винта
- дисперсия, свързана с инструмента на завинтване при приложение на въртящия момент върху сглобката.
Освен това, определянето на въртящия момент на затягане може първо да изисква аналитично изследване, свързано с изчисления на механиката и съпротивлението на материалите.
2- ЗАВИНТВАНЕ ПОД ЪГЪЛ ИЛИ МЕТОД, НАРЕЧЕН "ОБОРОТ НА ГАЙКАТА"
Този метод включва налагането на предварителен въртящ момент върху болта и след това завинтване под ъгъл, изчислен спрямо желаното предварително напрягане. Този ъгъл взема под внимание усукването на винта. Използването на този метод на затягане изисква добро познаване на силите на опъване на сглобките и болтовете, освен неточностите на коефициента на триене и следователно на смазването при точката на усукване на винта.
От друга страна, когато тези параметри се контролират, получените резултати са много по-точни в сравнение с метода за затягане с въртящ момент. Този метод на затягане обаче се прилага при повтарящи се сглобки и големи серии, твърди или полутвърди и изисква експериментална проверка чрез измерване на напрежението, ултразвуково измервания на разтягането, ъглови сензори и др.
3- ЗАВИНТВАНЕ ДО ГРАНИЦАТА НА ЕЛАСТИЧНОСТ
Този метод прави възможно постигането на най-добра прецизност и се основава на усилието на предварително напрягане, монтирано при достигане на границата на еластичност. Този метод оценява напрежението в закрепването, получено чрез напрежение на опън. След това дисперсиите се предизвикват от стойностите на усуквания, предизвикани от колебанията на коефициентите на триене, които остават ниски в сравнение с напреженията, причинени от триенето. За тази цел ъгълът и въртящият момент на затягане се измерват постоянно чрез датчик на въртящия момент и ъглов сензор. Тези данни се предават на електронен модул, който задейства спирането на затягането, когато правилото за пропорционалност между ъгъла и въртящия момент вече не се спазва.
Винтовете, затегнати до границата на еластичност, се ползват до достигане на максималния им капацитет и могат да бъдат ползвани повторно. От друга страна, в случай на промяна на натоварването или температурата ще се получи допълнително удължаване, ще се наблюдава загуба на предварително напрягане чрез превишаване на границата на еластичност и постоянно деформиране на крепежния елемент.
4- ИЗПОЛЗВАНЕ НА ХИДРАВЛИЧЕН ОБТЕГАЧ
Предварителното напрягане чрез използване на хидравличен обтегач се извършва чрез издърпване на винта и притискане на частите. Този метод прави възможно премахването на усукващото натоварване в сглобката и отстраняването на коефициентите на триене по дължината и под главата на винта. Използването на такова устройство поражда затруднение с диаметъра и налага минимално разстояние между два винта, много по-големо в сравнение със затягането с въртящата се отвертка. Освен това, краищата на прътите трябва да са по-големи от единия край, като се стягат по конвенционален метод.
Този тип затягане се предпочита в случай на поставяне под напрежение на болтове с голям диаметър. Независимо от това, тази затягаща система предизвиква значителна загуба на напрежение, когато усилието се освободи. По този начин действителното усилие на предварително натоварване е по-малко от това, използвано от хидравличния крик. Използването на хидравличен обтегач също изисква значителни средства за изпълнение, а именно пневматична хидравлична уредба в допълнение към обтегача.
5- ЗАВИНТВАНЕ СЪС ЗАТЯГАЩИ ГАЙКИ
Тази гайка се състои от тяло на основната гайка, в което болтовете за налягане са поставени около главния отвор и чийто край лежи върху опорна шайба. Затягането на въртящия момент се разпределя равномерно върху винтове за натиск, а не върху тялото на гайката, с помощта на обикновен динамометричен ключ. След това силата на опън се вкарва през винтовете за налягане, чийто диаметър е много по-малък от този на шайбата.
По този начин е възможно да се монтира сила на опън в сглобката, близка до границата на еластичност, дори при болтове с голям диаметър. Грешката при затягане, която присъства на всеки винт, след това намалява, тъй като е малко вероятно да се получи същата дисперсия на въртящия момент при затягане на всеки винт за натиск. Този метод има предимството да направи възможно постигането на много добри резултати благодарение на използването на проста, но прецизна инструментална екипировка.
Jean-Baptiste Baudouin, Инженер Сглобки
