+86-18053807171
ул. Нюшилу, центральный участок, западная сторона, пос. Янлю, г. Синьтай, г. Таянь, пров. Шаньдун, Китай
+86-18053807171
Когда говорят про осевое натяжение высокопрочных болтов, многие сразу думают про динамометрические ключи и таблицы усилий. Но в реальности, особенно при восстановлении узлов горной техники, всё упирается в состояние посадочных мест и поведение материала под нагрузкой. Частая ошибка — гнаться за цифрой из ГОСТа, не оценив, выдержит ли её сам узел после длительной эксплуатации и ремонтов.
Вот смотрите, берём мы, например, опору конвейера или цилиндр крепи. Болты, допустим, М24 класса прочности 10.9. По бумагам — натягивай до 470 кН и спи спокойно. Но если посадочная плоскость в теле стойки имеет выработку или коррозию, это натяжение распределится неравномерно. В лучшем случае — просадка через 200 моточасов, в худшем — срез на резьбовой части при ударном воздействии. Мы в ООО Синьтай Шэншо Машиностроительное Оборудование сталкивались с этим, когда восстанавливали гидроцилиндры для комбайнов. Новые болты, откалиброванный гайковёрт, а результат — негерметичность в местах фланцевого соединения. Причина оказалась в микродеформации привалочных поверхностей после плазменной наплавки.
Поэтому сейчас наш подход — сначала контроль плоскостности и шероховатости, и только потом разговор о натяжении. Иногда приходится шабрить, иногда — использовать компенсирующие шайбы особого профиля. Это не по учебнику, зато работает. Кстати, на сайте ssjx.ru в разделе про восстановление цилиндров этот момент не зря выделен — там прямо указано, что подготовка базовых поверхностей является критическим этапом перед сборкой на высокопрочном крепеже.
Ещё один нюанс — температура. Не окружающая, а температура узла в момент затяжки. Если собирать гидроопору в цеху при +20, а потом она сразу пойдёт в забой, где +5 и высокая влажность, металл поведёт себя иначе. Натяжение, которое было корректным в цеху, может оказаться избыточным или, наоборот, недостаточным. Мы эмпирически вывели для себя поправочные коэффициенты для разных условий ввода техники в работу, особенно для компонентов угледобывающих машин.
Гидравлические натяжители и ультразвуковые измерители — это, конечно, хорошо. Но их калибровка — отдельная головная боль. Видел случаи, когда сертифицированный динамометрический ключ с просроченной поверкой давал отклонение в 15%. А при работе с болтами от М30 и выше это уже катастрофа. В нашем цеху повесили жёсткий график поверок, привязанный не к дате, а к количеству собранных узлов. Скажем, после 50 установленных опор — внеплановая контрольная проверка инструмента.
Именно поэтому в описании деятельности ООО Синьтай Шэншо Машиностроительное Оборудование акцент сделан не просто на производстве, а на восстановлении с полным циклом контроля. Потому что собрать с нуля из новых деталей — это одно. А вот обеспечить надёжное осевое натяжение в узле, который уже отходил свой ресурс, имеет следы усталости металла и ремонтные наплавки — это задача на несколько порядков сложнее. Тут уже не отделаешься табличным значением момента затяжки.
К слову о моментах. Часто путают момент закручивания и собственно осевое усилие предварительного натяжения. Особенно когда используют гайковёрты ударного действия. Для ответственных соединений в той же угледобывающей технике мы давно перешли на комбинированный метод: сначала предварительная затяжка динамометрическим ключом, а затем докрутка на расчётный угол. Это позволяет хотя бы частично компенсировать влияние трения в резьбе, которое может ?съесть? добрую половину прикладываемого усилия.
10.9, 12.9 — казалось бы, что ещё надо? Но в условиях вибрационных нагрузок, характерных для проходческих комбайнов, критична ещё и пластичность материала. Слишком ?жёсткий? болт высокой марки прочности может оказаться хрупким при знакопеременных нагрузках. Был у нас печальный опыт с партией болтов для крепления крышек гидроцилиндров. Все документы в порядке, класс 12.9, но при длительной вибрации пошли микротрещины именно в зоне первого витка резьбы, где концентрация напряжений максимальна.
После этого мы начали обращать внимание не только на сертификат, но и на рекомендации производителя техники. А иногда — идти на осознанное снижение класса прочности в пользу более вязкой стали, особенно для соединений, где возможна небольшая остаточная деформация сопрягаемых деталей. Это, конечно, требует пересчёта всего узла на меньшее осевое натяжение, но зато даёт выигрыш в усталостной прочности.
Интересно, что в процессе восстановления часто приходится иметь дело с болтами, которые уже были в работе. Их повторное использование — отдельная тема. Мы категорически против повторного натяжения болтов ответственных соединений, особенно если они были затянуты методом пластической деформации (докруткой на угол). Даже если визуально и по замерам резьба в порядке, в теле болта уже есть необратимые изменения структуры. Экономия в пару тысяч рублей на крепеже может обернуться многомиллионным простоем машины.
Можно идеально натянуть болт, но если гайка накручена на изношенную или восстановленную сваркой резьбу в корпусе цилиндра, всё насмарку. При восстановлении опор и цилиндров мы часто сталкиваемся с тем, что резьбовые отверстия в литых корпусах разбиты или имеют неравномерный износ. Просто нарезать резьбу на размер больше — не решение. Нужно оценить толщину стенки, расположение соседних каналов, общую прочность узла.
Иногда логичнее вообще отказаться от сквозного резьбового соединения и перейти на шпилечное, с посадкой на напрягающий герметик. Это даёт более равномерное распределение осевого натяжения по сечению фланца. Мы применяли такой подход при ремонте мощных домкратов, где традиционное болтовое соединение крышки постоянно давало течь. Переделали на шпильки с контролем натяжения по удлинению — проблема ушла.
Важный момент, который редко освещается — состояние торцевых поверхностей гаек и под головками болтов. Задиры, риски, коррозия — всё это резко увеличивает коэффициент трения. В итоге при одном и том же моменте закручивания реальное усилие предварительного натяжения может плавать в огромном диапазоне. Мы перед сборкой ответственных узлов обязательно притираем эти поверхности мелкой шкуркой по плоскости и обрабатываем специальной антифрикционной пастой. Не ту, что для направляющих, а именно для высоконагруженных резьбовых соединений. Разница в стабильности натяжения — налицо.
Самое сложное — проверить уже затянутое соединение, не разбирая его. Ультразвук — метод хороший, но требует идеально чистых торцов болтов и дорогостоящего оборудования. На потоке, при восстановлении десятков однотипных цилиндров, это часто нецелесообразно. Мы выработали свою систему косвенного контроля.
Во-первых, это контроль момента страгивания. Если болт затянут правильно, момент его начала откручивания будет в определённом диапазоне (обычно на 10-20% меньше момента затяжки). Во-вторых, это маркировка. Все ответственные болты после затяжки метим краской, проводя линию через торец гайки и фланец. Любое смещение при визуальном осмотре — тревожный сигнал. В-третьих, это контроль зазоров. После окончательной затяжки фланцевого соединения, скажем, крышки цилиндра, проверяем щупом равномерность прилегания по всему периметру. Зазор не должен превышать 0.05 мм.
Для особо ответственных узлов, которые мы изготавливаем или восстанавливаем в ООО Синьтай Шэншо Машиностроительное Оборудование, иногда идём на создание эталонного образца соединения. Берём те же болты, те же гайки, те же детали (или специально изготовленные с такими же параметрами шероховатости и твёрдости) и затягиваем их с контролем по ультразвуку. Затем замеряем момент страгивания и угол докрутки. Эти данные становятся эталонными для партии. Грубо, но на практике спасает от разброса.
В итоге, возвращаясь к началу. Осевое натяжение высокопрочных болтов — это не про цифру в таблице. Это про комплекс: состояние деталей, правильный инструмент, понимание поведения материала в конкретных условиях и, что немаловажно, здравый смысл. Часто правильное решение лежит не в области слепого следования инструкции, а в области адаптации методики под реалии изношенного, но подлежащего восстановлению узла горной машины. Именно на это и нацелена наша работа.
