Инструмент для работы с резьбовыми соединениями

При выборе инструмента для резьбовых соединений необходимо учитывать специфику предстоящих работ:

• доступность рабочей зоны;
• частоту использования инструмента;
• необходимость одновременной затяжки нескольких соединений.

Для временных работ, связанных с затяжкой небольшого количества болтов и гаек, рекомендуется использовать мультипликаторы крутящего момента с ручным приводом.

Для работ, требующих затяжки большого количества резьбовых соединений с высоким усилием затяжки на открытых участках конструкций, идеально подходят быстродействующие и мощные мультипликаторы с пневматическим и электрическим приводом.

В условиях ограниченного пространства, например, для затяжки фланцев и крышек, рекомендуется использовать кассетные гидравлические гайковерты с минимальными габаритами, специально адаптированные для таких задач.

Тензорные домкраты «Энерпром» часто используются в случаях, когда требуется одновременная затяжка разъёмных соединений, например, крышек сосудов, работающих под давлением.

Гидравлические гайковерты со сменной головкой — это универсальный инструмент, который может использоваться в различных условиях.

Приближенная диаграмма, иллюстрирующая применяемость инструмента для различных условий работы

Существует два способа работы с резьбовыми соединениями:

1. Приложение крутящего момента с применением гайковертов, динамометрических ключей, мультипликаторов крутящего момента;
2. Cпособ осевой вытяжки шпильки с применением тензорных домкратов, гидравлических гаек.

Результативность применения того или иного способа зависит от качества выбранного инструмента и квалификации оператора.

Пневматические гайковерты предназначены для быстрой затяжки больших массивов гаек без точного контроля (±10%) значения крутящего момента После этой стадии работ производится контролируемая затяжка с помощью динамометрических ключей, мультипликаторов или гидравлических гайковертов.

Затяжка резьбовых соединений

Технические характеристики и качество крепёжных элементов и соединений, а также выбор инструмента и метода затяжки имеют ключевое значение для обеспечения надёжности и долговечности машин, механизмов и строительных конструкций.

Прочность резьбовых соединений — это гарантия того, что усилие предварительной затяжки сохранится в течение всего срока эксплуатации.

Надёжность крепежа

Основные параметры резьбовых соединений — это минимальная разрушающая нагрузка и пробная нагрузка, которая для болтов с классом прочности 6.8 и выше составляет 74–79% от минимальной разрушающей нагрузки.

Пробная нагрузка — это контрольное значение, которое должно быть выдержано стержневой крепёжной деталью при испытаниях.

Усилие предварительной затяжки, на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75–80%, в некоторых случаях — до 90% от пробной нагрузки. При этом в упруго напряжённых элементах крепежа происходит пластическая деформация, которая приводит к снижению напряжений во времени, и усилие затяжки соединения уменьшается без дополнительных силовых воздействий.

В технической документации указывается усилие предварительной затяжки или соответствующее значение крутящего момента затяжки.

Повреждения в резьбовых соединениях обычно возникают из-за следующих причин:

• неправильно подобранные компоненты соединения;
• недостаточное или избыточное усилие затяжки;
• неравномерное распределение усилия затяжки.

Метод приложения крутящего момента

Наиболее распространённым методом затяжки резьбовых соединений является метод создания крутящего момента на гайке или болте. Этот метод заключается в приложении к гайке или болту крутящего момента, который обеспечивает необходимое усилие затяжки.

Главное преимущество этого метода — наличие большого количества профессионального инструмента с ручным, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом.

Если усилие затяжки недостаточно, то резьбовое соединение будет повреждаться под действием изменяющейся нагрузки. Если усилие затяжки избыточно, то процесс затяжки может привести к разрушению компонентов соединения.

Таким образом, надёжность резьбового соединения зависит от правильного выбора усилия затяжки, поэтому необходим постоянный контроль крутящего момента на гайке.

Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия затяжки. Для правильно сконструированного соединения и при контроле крутящего момента этот метод является удовлетворительным в большинстве случаев.

Однако в ответственных резьбовых соединениях требуются более точные методы определения усилия затяжки, которые позволяют снизить отклонение предельного (остаточного) усилия затяжки от номинального значения. Эти методы основаны на прямом контроле усилия затяжки или на контроле угла поворота гайки, или на измерении величины растяжения шпильки.

В конечном итоге, самое важное — это усилие затяжки резьбового соединения.

В технической документации указывается требуемое усилие затяжки (кН). Однако после нескольких циклов разборки и сборки соединений, а также после длительной эксплуатации могут произойти изменения в характеристиках резьбового соединения, которые не были учтены.

Требуемый момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:

• коэффициента трения между гайкой и шпилькой;
• коэффициента трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
• качества и геометрии резьбы;
• класса прочности болта.

Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и шпилькой, а также между гайкой и деталью. При сухом трении, грубой поверхности и усадке материала потери могут быть настолько большими, что при затяжке на соединение будет приходиться не более 10% момента. Остальные 90% будут уходить на преодоление сопротивления трения и усадку.

Таким образом, хотя соединение будет считаться затянутым, оно не будет таковым. Система гайковёрта будет показывать требуемый момент, но требуемое усилие затяжки соединения не будет достигнуто.

В процессе эксплуатации на резьбовое соединение воздействуют нагрузки и вибрация, что может привести к ослаблению соединения и, как следствие, к аварии.

Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не слишком сильно, так как это может привести к превышению усилия затяжки и разрушению шпильки.