Что читатели узнают в этой статье:
Болты и шпильки ведут себя как пружины при приложении нагрузки.
Прокладки ведут себя как пружины при приложении нагрузки.
Представлено использование диаграмм сил для объяснения и анализа поведения болтов и прокладок.
Проблемы с затяжкой болтов.Влияние отделки поверхности резьбы на трение.
Надлежащая практика болтов, последовательность и методы.
Болт не не совсем болт
Болт в соединении - это не болт - это пружина! При затягивании болта вы натягиваете или ослабляете пружину. На рисунках № 1 показано, как можно рассматривать пружину для восприятия болта, стягивающего фланцы.
В этой статье болт называется «болт-пружина».
Усилие «болт-пружина» должно сближать фланцы больше, чем силы, действующие, чтобы раздвинуть их. Если пружина болта слишком ослаблена, давление растягивает болт, фланец открывается и протекает. Для предотвращения разделения фланцев болты предварительно нагружены (растянуты). Показатели крутящего момента болта рассчитываются для получения болта, растянутого как минимум до 65% от его предела текучести.
Предел текучести - это напряжение, при котором хвостовик болта начинает растягиваться (предел - это момент при котором он сломается).
Прокладка это не прокладка
Когда прокладка зажата между фланцами, она ведет себя как уплотнение и как пружина. Рисунок № 2 показывает, что прокладка ведет себя как пружинящий материал, оказывающий свою собственную реактивную силу. В этой статье это будет упоминаться как «прокладка-пружина».
«Прокладка-пружина» будет ползти (сквош) со временем или температурой.
Ползучесть прокладки - это постепенная потеря ее упругости. Натяжение пружины в прокладке ослабевает. Ползучесть прокладки может потребовать периодического повторного натяжения фланцев. Часто необходимо проверять таблицы болтов и крутящего момента изготовителя прокладки, чтобы выбрать максимально допустимый крутящий момент, который будет использоваться.
Когда используются резиновые, пробковые или аналогичные мягкие прокладки, болты больше нельзя растягивать, чтобы закрепить прокладку на месте. Если болты затянуты, мягкая прокладка выдавливается. При использовании мягких прокладок уплотнение обеспечивают только свойства пружины материала прокладки. Мягкие прокладки разрешается использовать только в условиях низкого давления.
Обычно клей наносится на поверхности прокладки, чтобы механически связать их с поверхностями фланца и уменьшить вероятность утечки.
Чтобы предотвратить утечку фланца, необходимо проверить несколько вещей. В следующей таблице приведены некоторые рекомендации.
Что требуется
Вал болт-пружины должен быть растянут до 75% - 80% от выхода материала и превышать максимальную нагрузку болта.
Использовать болты с достаточной прочностью на растяжение, чтобы воспринимать процесс и усилия затяжки.
Натяжение болта должно учитывать циклические нагрузки, ударные нагрузки, сдвиговые нагрузки и вибрации.
При подтягивании болтов старайтесь прикладывать крутящий момент равномерно и непрерывно.
Чистые плоские поверхности фланцев.
Используйте шайбы под головку болта и гайку.
Прокладка должна быть подходящей для удержания содержимого трубы и иметь незначительное проскальзывание прокладки.
Отрежьте аккуратную прокладку с жестким допуском, чтобы полностью закрыть прижимную поверхность фланца.
Что ты можешь сделать
Спросите производителя болта о максимальном крутящем моменте болта и количестве витков от плотного прилегания для достижения этого или используйте шайбы, указывающие нагрузку.
В качестве последнего средства используйте натяжной гаечный ключ высокого качества в соответствии со спецификацией крутящего момента производителя болта. Проверьте метки штамповки головки болта на соответствие стандартам изготовителя головки болта, чтобы убедиться, что болты и гайки соответствуют требованиям нагрузки для обслуживания.
Поменяйте болт на более высокий предел прочности на разрыв и подтяните его сильнее. Убедитесь, что все болты имеют одинаковую мощность и диаметр. Слегка смажьте резьбу болта и следуйте рекомендуемой последовательности затяжки болтов.
Проверьте, чтобы оба фланца были чистыми и плоскими. Положите стальной прямой край на каждую сторону и убедитесь, что они плоские. Поверхности фланцев машины не являются плоскими и имеют достаточную толщину, чтобы соответствовать требованиям кодов давления.
Шайба служит для равномерного распределения нагрузки и устранения эффекта высоких пятен под головкой или гайкой, вызывающих неравномерную опору.
Выберите самую тонкую прокладку из-за высоких требований к посадке.
Используйте новые прокладки, поскольку старые прокладки потеряли свою «пружину». Прокладка должна полностью покрывать нажимные поверхности, чтобы нагрузка на фланец равномерно сдавливала прокладку.
Затягивание болта и гайки
Затягивание болтов «на ощупь» - самый неточный метод.
Поскольку у всех разные «чувства», вероятность ошибки составляет 35%. Использование динамометрического ключа имеет ошибку 25%. Количество поворотов от аккуратной ошибки 15%. Нагрузочные шайбы имеют погрешность 10%. Изменение измерения длины болта имеет погрешность 5%. Измерение напряжения болта является наиболее точным методом с погрешностью 1%.
Рисунок № 3 дает представление о том, как измерить крутящий момент. Крутящий момент - это мера кручения, создаваемого силой, приложенной на перпендикулярном расстоянии от точки кручения. Эскиз показывает человека весом 80 кг, стоящего на горизонтальном гаечном ключе длиной один метр.
Этот человек применяет крутящий момент около 800 Ньютон-метров (Нм) (80 кг х 10 м / с2 = 800 Нм). Но это на уровне моря в условиях полной гравитации, в космосе, где человек не будет иметь веса, он не сможет применить крутящий момент этим методом. Если бы длина ключа составляла 500 мм (половина предыдущей длины), крутящий момент составлял бы 400 Нм, а если бы он был длиной 300 мм, то крутящий момент составлял бы около 250 Нм.
Момент затяжки, который рекомендуется для высокопрочных 20-мм болтов, чтобы обеспечить предел текучести 75%, составляет около 550 Нм. Человек, затягивающий фланцевый болт диаметром 20 мм с помощью длинного гаечного ключа длиной 300 мм или даже 450 мм, вероятно, не будет генерировать достаточное усилие для натяжения болтов.
На болтах диаметром 20 мм и более, в зависимости от давления в трубе и типа прокладки, может потребоваться использование удлинительного рычага на гаечном ключе или гидравлического натяжителя гайки для получения необходимого крутящего момента.
Поверхность резьбы болта
Поверхностная обработка резьбы болта и гайки также влияет на величину крутящего момента, необходимого для предварительной нагрузки (растяжения) болта.
Сухая оцинкованная резьба болта создает большее трение между болтом и гайкой, чем та, которая хорошо обработана и смазана. При одинаковом прилагаемом крутящем моменте затягивание сухой оцинкованной резьбы дало бы меньшее растяжение болта, чем натяжение обработанной и смазанной резьбы. Имеются таблицы, в которых указаны факторы, с помощью которых можно увеличить или уменьшить рекомендованный производителем момент затяжки болтов.
Они варьируются от 2,1 для сухой оцинкованной резьбы до 0,7 для хорошо обработанной и смазанной резьбы.
Последовательность болтов
Рисунок на рисунке № 4 глухих фланцев с фланцевыми болтовыми отверстиями показывает последовательность действий при выполнении фланцев.
Слегка смажьте резьбу болтов после удаления заусенцев. Вставьте болты в отверстия фланца и начните с затягивания всех болтов от руки. Затем в указанном порядке подтяните болты до половины крутящего момента, снова в указанном порядке, подтяните болты до окончательного крутящего момента, наконец, верните все болты в указанном порядке и снова затяните их снова. до окончательного момента, чтобы подтвердить все правильно.
Этот метод позволит сэндвич на месте и равномерно загрузить «прокладка-пружина».
Материал подготовлен ООО "Уральский метизный завод" Производство крепежа по ГОСТ и по размерам заказчика. Из стали и цветных металлов.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Поскольку авторы, издатели и посредники не знают контекста, в котором должна использоваться информация, представленная в статьях, они не несут ответственности за последствия использования информации.