อะไรส่งผลต่อแรงบิดในการขันของน็อตดูเพล็กซ์?

แรงบิดในการขันที่ใช้กับ น็อตดูเพล็กซ์ มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างแรงดึงที่ควบคุมได้ในสลักเกลียวหรือสตั๊ดผสมพันธุ์ ไม่สามารถเลือกค่าที่ต้องการได้จากเกรดวัสดุเพียงอย่างเดียว แรงบิดจะขึ้นอยู่กับค่าพรีโหลดเป้าหมาย เส้นผ่านศูนย์กลางและระยะพิทช์ของเกลียว ความแข็งแรงของโบลต์ รูปทรงของน็อต แรงเสียดทานในเกลียว แรงเสียดทานใต้หน้าน็อต สารหล่อลื่น สภาพแหวนรอง ความแม่นยำของเครื่องมือ อุณหภูมิ และไม่ว่าตัวยึดจะเป็นของใหม่หรือนำกลับมาใช้ใหม่ก็ตาม โต๊ะทั่วไปสามารถเป็นจุดเริ่มต้นได้ แต่ข้อต่อที่สำคัญจำเป็นต้องมีขั้นตอนที่พัฒนาขึ้นสำหรับระบบยึดจริง

แรงบิดเป็นเพียงการวัดทางอ้อมของโหลดแคลมป์

เมื่อหมุนน็อต แรงบิดที่ใช้ส่วนหนึ่งจะทำให้เกลียวเลื่อนและยืดสลักเกลียวออก พลังงานส่วนใหญ่ถูกใช้ไปเนื่องจากการเสียดสีในเกลียวและที่พื้นผิวตลับลูกปืน เนื่องจากแรงเสียดทานอาจแตกต่างกันอย่างมาก น็อตสองตัวที่มีชื่อเหมือนกันที่ถูกขันให้แน่นด้วยแรงบิดเดียวกันจึงสามารถสร้างพรีโหลดที่แตกต่างกันได้

ความสัมพันธ์ทั่วไปทั่วไปคือ T = KFd โดยที่แรงบิดขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์แรงบิด K โหลดตามแนวแกน F ที่ต้องการ และเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ d สูตรนี้มีประโยชน์สำหรับการประมาณค่า แต่ K ไม่ใช่คุณสมบัติคงที่ของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ โดยจะเปลี่ยนไปตามสารหล่อลื่น ผิวสำเร็จของพื้นผิว สภาพของเกลียว การเคลือบ และรูปทรงของตลับลูกปืน

เหตุใดพรีโหลดจึงเป็นเป้าหมายการออกแบบที่แท้จริง

พรีโหลดจะบีบอัดส่วนประกอบของข้อต่อและช่วยป้องกันการแยกตัว การรั่วไหล การลื่นไถล และความเมื่อยล้า โหลดล่วงหน้าน้อยเกินไปอาจทำให้ปะเก็นรั่วหรือข้อต่อเคลื่อนที่ได้ โหลดล่วงหน้ามากเกินไปอาจทำให้สตัด ดึงเกลียว ปะเก็นแตก หน้าแปลนบิดเบี้ยว หรือทำให้พื้นผิวลูกปืนน็อตเสียหายได้

วิศวกรออกแบบควรกำหนดช่วงพรีโหลดที่อนุญาต จากนั้นจึงเลือกวิธีการทำให้กระชับเพื่อให้ได้ช่วงดังกล่าวโดยมีการกระจายที่ยอมรับได้ แรงบิดเป็นวิธีหนึ่ง การปรับความตึงไฮดรอลิก การวัดการยืดตัว การควบคุมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง และอุปกรณ์แสดงโหลดเป็นทางเลือกอื่น

ความแข็งแรงของโบลต์หรือสตั๊ดควบคุมขีดจำกัดบน

โดยปกติแล้วจะเลือกน็อตเพื่อให้สามารถพัฒนาค่าพรีโหลดของโบลต์ที่ต้องการได้โดยไม่ต้องปอก อย่างไรก็ตาม เกลียวนอกอาจเป็นส่วนประกอบที่อ่อนกว่า น็อตซูเปอร์ดูเพล็กซ์ความแข็งแรงสูงที่ติดตั้งบนสตัดที่มีความแข็งแรงต่ำกว่าไม่สามารถใช้แรงบิดตามความแข็งแรงของน็อตได้อย่างปลอดภัย วัสดุของสตัด ระดับคุณสมบัติ พื้นที่ความเค้นดึง และกำลังครากหรือกำลังพิสูจน์จะต้องควบคุมการคำนวณ

การอบชุบด้วยความร้อน งานเย็น เส้นผ่านศูนย์กลาง และมาตรฐานของตัวยึด ล้วนส่งผลต่อพิกัดทางกล ใช้คุณสมบัติตัวยึดสำเร็จรูปที่ผ่านการรับรองแทนค่าทั่วไปสำหรับเพลทหรือแท่ง สำหรับขนาดที่ไม่เป็นมาตรฐาน ความยาวหมั้นที่ต้องการและความสามารถในการรับน้ำหนักในการพิสูจน์อาจต้องมีการตรวจสอบทางวิศวกรรมแยกต่างหาก

เส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวและระยะพิทช์เปลี่ยนความต้องการแรงบิด

โดยทั่วไปแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่านั้นต้องการแรงบิดมากกว่าเพื่อสร้างความเค้นที่กำหนด เนื่องจากพื้นที่ความเค้นดึงและโมเมนต์เสียดทานเพิ่มขึ้น ระยะพิทช์เกลียวจะเปลี่ยนพื้นที่ความเค้นดึง รูปทรงเกลียว และจำนวนการหมุนที่จำเป็นในการเลื่อนน็อต เกลียวละเอียดมักจะมีพื้นที่รับเค้นที่ใหญ่กว่าสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุเท่ากัน และสามารถปรับพรีโหลดได้ละเอียดกว่า แต่ก็เสี่ยงต่อความเสียหายและการปนเปื้อนมากกว่า

ข้อกำหนดแรงบิดต้องระบุเมตริกหยาบ เมตริกละเอียด UNC UNF 8UN หรือชุดเกลียวอื่น ค่าสำหรับหยาบ M20 ไม่สามารถใช้กับขนาดละเอียด M20 หรือขนาดนิ้วที่คล้ายกันได้ ค่าเผื่อเกลียวและค่าเผื่อการเคลือบยังส่งผลต่อความพอดีและการเสียดสีด้วย

ความสูงของน็อตและความยาวของข้อต่อมีความสำคัญ

น็อตธรรมดา หนัก บาง และคัปปลิ้งไม่มีเกลียวที่เหมือนกัน น็อตแบบบางอาจเหมาะสมสำหรับเป็นน็อตแยม แต่อาจรับน้ำหนักพิสูจน์ได้ไม่เท่ากันกับน็อตที่มีความสูงเต็ม น็อตข้อต่อต้องสวมเข้ากับส่วนประกอบเกลียวทั้งสองอย่างเพียงพอ ควรยืนยันข้อกำหนดมาตรฐานด้านมิติและคุณสมบัติก่อนกำหนดแรงบิด

แรงเสียดทานเป็นสาเหตุที่ใหญ่ที่สุดของการเปลี่ยนแปลง

แรงเสียดทานเกิดขึ้นที่ด้านข้างของเกลียวและระหว่างหน้าน็อตที่กำลังหมุนกับแหวนรองหรือพื้นผิวข้อต่อ การเปลี่ยนแปลงแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อยสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในพรีโหลดที่แรงบิดเท่ากัน ความหยาบของพื้นผิว สภาพออกไซด์ การปนเปื้อน การหล่อลื่น การเคลือบ และการใช้งานซ้ำๆ ล้วนมีส่วนช่วย

เกลียวดูเพล็กซ์และเกลียวสเตนเลสอื่นๆ ก็เสี่ยงต่อการครูดได้เช่นกัน การขันให้แน่นแบบแห้งอาจทำให้เกิดแรงเสียดทานสูงและไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อกาวอย่างกะทันหัน สารประกอบป้องกันการยึดติดที่ได้รับอนุมัติมักจะปรับปรุงความสม่ำเสมอและลดความเสี่ยงในการครูด แต่จะต้องลดแรงบิดที่สอดคล้องกันหรือคำนวณใหม่เพื่อให้มีสภาวะเสียดสีที่ต่ำกว่า

ค่าแรงบิดแบบหล่อลื่นและแบบแห้งไม่สามารถใช้แทนกันได้

ค่าแรงบิดที่พัฒนาขึ้นสำหรับเกลียวแบบแห้งอาจทำให้สตัดที่มีการหล่อลื่นมากเกินไป ค่าที่พัฒนาด้วยสารป้องกันการยึดติดที่มีแรงเสียดทานต่ำอาจทำให้ส่วนประกอบที่แห้งแน่นเกินไป ควรกำหนดประเภทของน้ำมันหล่อลื่น ปริมาณการใช้ ล็อต และตำแหน่ง การทาสารหล่อลื่นเฉพาะที่เกลียวแต่ไม่ทาที่หน้าตลับลูกปืนจะสร้างความสัมพันธ์ที่แตกต่างจากการหล่อลื่นทั้งสองพื้นผิว

สำหรับงานที่สำคัญ ให้ทำการทดสอบแรงบิดด้วยน็อต สตัด แหวนรอง และสารหล่อลื่นซึ่งเป็นตัวแทนการผลิต การทดสอบควรจับการกระจายของแรงเสียดทานที่คาดหวัง และยืนยันว่าพรีโหลดของเป้าหมายอยู่ต่ำกว่าความเค้นของตัวยึดที่อนุญาต

แหวนรองและพื้นผิวแบริ่งมีอิทธิพลต่อแรงบิด

แหวนรองจะเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางตลับลูกปืน ความแข็งของพื้นผิว และส่วนต่อประสานการเสียดสี แหวนรองแบบอ่อนหรือหยาบอาจฝังหรือเสียรูประหว่างการขัน ทำให้พรีโหลดลดลงหลังจากถอดเครื่องมือออก แหวนรองที่แข็งและเรียบสามารถสร้างสภาพตลับลูกปืนที่ทำซ้ำได้มากขึ้น แต่ต้องเข้ากันได้กับวัสดุน็อตและหน้าแปลน

พื้นผิวรอยต่อจะต้องเรียบและสะอาด การพ่นสี การกระเด็นของรอยเชื่อม สเกล รอยเครื่องมือลึก และแหวนรองที่เอียงทำให้เกิดตลับลูกปืนที่ไม่สม่ำเสมอ น็อตหน้าแปลนมีหน้าลูกปืนในตัว และไม่ควรใช้แรงบิดแบบเดียวกับน็อตหกเหลี่ยมธรรมดาที่มีแหวนรองแยกต่างหาก

ลำดับการขันให้แน่นจะเปลี่ยนโหลดสุดท้าย

ในข้อต่อแบบสลักเกลียวเดี่ยว แรงบิดจะส่งผลต่อตัวยึดตัวเดียวเป็นหลัก ในหน้าแปลนแบบมัลติโบลต์ การขันน็อตตัวหนึ่งให้แน่นจะบีบอัดปะเก็นและเปลี่ยนภาระในโบลต์ที่ขันไว้ก่อนหน้านี้ มีการใช้รูปแบบกากบาทและการผ่านหลายรอบเพื่อกระจายการบีบอัด หลังจากผ่านรอบสุดท้ายแล้ว อาจจำเป็นต้องมีการหมุนเวียนหรือบัตรผ่านการตรวจสอบ

ลำดับ เปอร์เซ็นต์ขั้นตอน และเวลาคลายตัวควรเป็นไปตามขั้นตอนหน้าแปลนและปะเก็น การขันน็อตทุกตัวให้แน่นจนถึงแรงบิดสุดท้ายอาจทำให้ค่าพรีโหลดกระจายได้กว้าง แม้ว่าการอ่านค่าเครื่องมือแต่ละครั้งจะถูกต้องก็ตาม

ความแม่นยำของเครื่องมือและเทคนิคของผู้ปฏิบัติงาน

ประแจทอร์คและเครื่องมือไฟฟ้าจำเป็นต้องมีการสอบเทียบในปัจจุบัน ด้ามจับส่วนต่อขยาย อะแดปเตอร์ตีนผี ซ็อกเก็ตที่ไม่ตรง การดึงอย่างรวดเร็ว และข้อผิดพลาดในการอ่านสามารถเปลี่ยนแรงบิดที่ส่งได้ เครื่องมือทอร์กไฮดรอลิกยังขึ้นอยู่กับการแปลงแรงดันเป็นแรงบิดและการตั้งค่าแขนปฏิกิริยาที่ถูกต้องอีกด้วย

การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานควรครอบคลุมถึงการเลือกเครื่องมือ การควบคุมสารหล่อลื่น การตรวจสอบเกลียว ลำดับ ความเร็ว และเอกสารประกอบ ขั้นตอนควรระบุว่าหมุนหัวน็อตหรือโบลต์หรือไม่ เนื่องจากส่วนต่อประสานแรงเสียดทานเปลี่ยนแปลง

อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงข้อต่อหลังการติดตั้ง

วัสดุที่แตกต่างกันจะขยายตัวในอัตราที่แตกต่างกัน หากสตัดดูเพล็กซ์เชื่อมส่วนประกอบเข้าด้วยกันโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนสูงกว่าหรือต่ำกว่า การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอาจเพิ่มหรือลดพรีโหลดได้ ปะเก็นอาจคืบคลานหรือคลายตัวที่อุณหภูมิการทำงาน การหมุนเวียนด้วยความร้อนสามารถกระจายโหลดเพิ่มเติมได้

แรงบิดเริ่มต้นของอุณหภูมิห้องจึงอาจเป็นเพียงขั้นตอนหนึ่งของการออกแบบข้อต่อเท่านั้น บางครั้งระบุแรงบิดซ้ำด้วยความร้อน แต่อาจเป็นอันตรายได้ และอาจทำให้ปะเก็นหรือเกลียวเสียหายได้หากไม่ได้ออกแบบทางวิศวกรรม ข้อกำหนดในการขันให้แน่นอีกครั้งต้องถูกกำหนดโดยอุปกรณ์หรือขั้นตอนหน้าแปลน

การใช้ซ้ำทำให้คาดเดาแรงบิดได้น้อยลง

น็อตและสตัดที่ผ่านการขันแน่นก่อนหน้านี้อาจมีด้ายขัดเงา มีสารหล่อลื่นตกค้าง สารเคลือบเสียหาย รอยฝัง หรือการครูดที่ซ่อนอยู่ แรงเสียดทานอาจต่ำกว่าหรือสูงกว่าตัวยึดใหม่ น็อตที่นำกลับมาใช้ซ้ำอาจมีการเสียรูปของเกลียวถาวรแม้ว่าจะหมุนได้อย่างอิสระก็ตาม

โครงการที่สำคัญควรกำหนดว่าตัวยึดดูเพล็กซ์สามารถนำมาใช้ซ้ำได้หรือไม่ ในกรณีที่อนุญาตให้นำกลับมาใช้ซ้ำได้ ให้ทำความสะอาดชิ้นส่วน ตรวจสอบและวัดเกลียว ตรวจสอบความตรงและการทำเครื่องหมาย และใช้สารหล่อลื่นที่ระบุอีกครั้ง อย่าคิดว่าความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิด-พรีโหลดแบบเดิมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

การปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อมสามารถเปลี่ยนแรงเสียดทานได้

ผลึกเกลือ สารเคมีในกระบวนการ สิ่งสกปรก ผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จะเปลี่ยนทั้งความเสี่ยงจากการเสียดสีและการสึกหรอ ตัวยึดที่เก็บไว้กลางแจ้งหรือติดตั้งระหว่างการก่อสร้างอาจเกิดการปนเปื้อนก่อนที่จะขันให้แน่นในขั้นสุดท้าย เก็บน็อตไว้ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิทจนกว่าจะจำเป็นและป้องกันสตั๊ดที่โผล่ออกมา

วิธีทำความสะอาดไม่ควรทิ้งสารตกค้างหรือฝังเหล็กคาร์บอน หากข้อต่ออยู่ในบริการออกซิเจน การแปรรูปอาหาร หรือการใช้งานอื่นๆ ที่ควบคุมความสะอาด การเลือกน้ำมันหล่อลื่นและการทำความสะอาดต้องได้รับการอนุมัติเป็นพิเศษ

วิธีสร้างค่าแรงบิดที่ป้องกันได้

ขั้นแรก ให้กำหนดพรีโหลดข้อต่อที่ต้องการและช่วงที่ยอมรับได้ ตรวจสอบวัสดุสตัด ระดับคุณสมบัติ เส้นผ่านศูนย์กลาง ระยะพิทช์ ความยาวด้ามจับ และความเค้นที่อนุญาต ตรวจสอบรูปแบบน็อต ระดับคุณสมบัติ โหลดพิสูจน์ และการมีส่วนร่วมขั้นต่ำ ระบุพื้นผิวของแหวนรองและลูกปืน

ประการที่สอง ระบุสภาพพื้นผิวและสารหล่อลื่น ใช้การคำนวณหรือการอ้างอิงที่ได้รับการตรวจสอบแล้วเป็นการประมาณการเบื้องต้น จากนั้นจึงทดสอบชุดประกอบตัวแทนที่ผลที่ตามมาของความล้มเหลวมีนัยสำคัญ แรงบิดเป็นประวัติการณ์ ความตึงที่เกิดขึ้น การกระจัดกระจาย และหลักฐานของการครูดหรือการยอมจำนน

ประการที่สาม สร้างขั้นตอนการติดตั้งที่ระบุประเภทเครื่องมือ การสอบเทียบ ลำดับ การผ่าน ค่าเป้าหมาย ความคลาดเคลื่อนที่อนุญาต การใช้สารหล่อลื่น เกณฑ์การหยุด และบันทึกขั้นสุดท้าย ตรวจสอบค่าทุกครั้งที่ส่วนประกอบหรือสภาพพื้นผิวเปลี่ยนแปลง

เอกสารประกอบสำหรับการควบคุมโครงการ

ใบสั่งซื้อควรระบุเกรดวัสดุ มาตรฐานตัวยึด ระดับคุณสมบัติ ขนาด ความทนทานต่อเกลียว ผิวสำเร็จ และเอกสารการตรวจสอบ บันทึกการติดตั้งควรเชื่อมโยงขั้นตอนแรงบิดกับล็อตตัวยึดและสารหล่อลื่นที่ใช้ สำหรับข้อต่อที่มีผลกระทบสูง อาจคงหมายเลขซีเรียลของเครื่องมือและวันที่สอบเทียบไว้

การตรวจสอบย้อนกลับนี้ช่วยแยกแยะปัญหาวัสดุจากปัญหาการติดตั้ง หากข้อต่อรั่วหรือหลวม นอกจากนี้ยังป้องกันไม่ให้ช่างเทคนิคใช้แรงบิดที่พัฒนาขึ้นสำหรับน้ำมันหล่อลื่นหรือเกรดสตั๊ดหนึ่งไปยังส่วนประกอบอื่น

แรงบิดที่ถูกต้องเป็นของข้อต่อทั้งหมด

แรงบิดในการขันแน่นสำหรับน็อตดูเพล็กซ์จะถูกควบคุมโดยพรีโหลดเป้าหมาย ความแข็งแรงของตัวยึด รูปทรงของเกลียว แรงเสียดทาน การหล่อลื่น พื้นผิวตลับลูกปืน ลำดับ อุณหภูมิ ความแม่นยำของเครื่องมือ และสภาพการนำกลับมาใช้ใหม่ ไม่มีค่าเดียวที่ถูกต้องสำหรับน็อตดูเพล็กซ์ M16, M24 หรือ 1 นิ้วทุกตัว ตารางทั่วไปควรถือเป็นข้อมูลอ้างอิง ไม่ใช่คำแนะนำสากล

FASTOOL ผลิตน็อต ดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ โบลต์ สตั๊ด แหวนรอง และตัวยึดแบบกำหนดเองสำหรับการประกอบทางอุตสาหกรรม ผู้ซื้อสามารถจัดเตรียมข้อกำหนดเฉพาะของข้อต่อ ข้อมูลตัวยึด สภาพพื้นผิว สารหล่อลื่น และข้อกำหนดการตรวจสอบ เพื่อให้ส่วนประกอบและเอกสารประกอบที่ให้มาสนับสนุนขั้นตอนการขันแน่นที่ได้รับการตรวจสอบแล้วของโครงการ