Siła docisku do montażu w tworzywach sztucznych
Co to jest siła docisku?
Siła docisku w połączeniu śrubowym to obciążenie, które działa na elementy połączenia, aby utrzymać je razem i oprzeć się wszelkim obciążeniom zewnętrznym, których mogą doświadczyć. Obciążenia te to zazwyczaj wibracje i/lub naprężenia, które mogą być statyczne lub dynamiczne.
Podczas montażu połączenia śrubowego zamieniamy obrót na przemieszczenie. Przyłożony moment obrotowy obraca śrubę, która dzięki spirali gwintu przesuwa się osiowo w złączu do momentu osadzenia łba śruby. Od tego momentu przyłożony moment obrotowy generuje naprężenie w kierunku osiowym (obciążenie wstępne). Naprężenie to jest przenoszone na części, dociskając je.
Jak dużej siły docisku potrzebuję?
Należy pamiętać, że siła docisku musi być odpowiednia, aby zapewnić bezpieczne i mocne połączenie. Jeśli siła docisku jest niewystarczająca, wystarczająco duże obciążenie zewnętrzne może rozdzielić części, powodując słabe i niestabilne połączenie. Może to prowadzić do przedwczesnych pęknięć lub awarii z powodu utraty szczelności. Z drugiej strony, jeśli siła docisku jest nadmierna, w częściach mogą wystąpić odkształcenia plastyczne, a nawet ich pęknięcie, co ostatecznie prowadzi do pęknięć lub wycieków. (Patrz rys. 2)
Zwykle rozpatrujemy połączenia w kategoriach energii, więc siła przyłożona w czasie, taka jak moment obrotowy podczas dokręcania, wprowadza energię do połączenia. Energia ta jest magazynowana w postaci docisku i pozwala złączu wytrzymać obciążenia zewnętrzne.
Warto zauważyć, że transfer energii w połączeniach śrubowych jest dość nieefektywny, ponieważ znaczna ilość energii jest tracona z powodu tarcia między elementami ślizgowymi. Kontrola warunków tarcia jest ważna dla określenia ostatecznego docisku przenoszonego na złącze.
Zastosowanie wyższego momentu obrotowego nie zawsze skutkuje większą siłą docisku. Istnieje wiele innych czynników, które decydują o zdolności dociskania danej klasy śrub:
- Moment dokręcania: jest to maksymalny moment przyłożony do śruby i główny czynnik odpowiedzialny za siłę docisku.
- Współczynnik tarcia powłoki: im większy współczynnik tarcia, tym mniejsza siła docisku wynikająca z wejściowego momentu obrotowego. (Patrz rys. 3)
- Wydajność wgłębienia: wgłębienie przenosi wejściowy moment obrotowy z śrubokręta na śrubę. Wysoce wydajne wgłębienie umożliwia lepsze przenoszenie momentu obrotowego, a w konsekwencji większą siłę docisku zespołu. Wgłębienie TORX PLUS® gwarantuje optymalne przenoszenie momentu obrotowego, zapewniając większą siłę docisku niż wgłębienia napędowe Philips lub POZI.
- Geometria gwintu: konstrukcja gwintu wpływa również na stosunek momentu obrotowego do siły docisku. Ogólnie rzecz biorąc, drobniejszy skok zwiększa siłę docisku, jeśli wynikający z tego wzrost tarcia nie przewyższa tego efektu.
Jak zmierzyć siłę docisku?
Istnieją dokładne techniki pomiaru siły docisku w złączu, ale może to być skomplikowane, ponieważ większość czujników musi być umieszczona wewnątrz złącza. Wyciąganie czujnika w takim przypadku jest poważną niedogodnością w procesach przemysłowych. Z tego powodu siła docisku jest zwykle charakteryzowana pośrednio poprzez pomiar momentu obrotowego. Moment obrotowy jest proporcjonalny do przyłożonej siły docisku i może być mierzony na zewnątrz złącza. Dlatego też, aby osiągnąć optymalną siłę docisku, konieczne jest stosowanie odpowiednich technik dokręcania śrub.
CELO zaleca stosowanie odpowiednich narzędzi do dokręcania, takich jak klucze dynamometryczne lub wkrętaki elektroniczne, w celu zapewnienia właściwego momentu dokręcania.
Nasi inżynierowie ds. aplikacji mogą pomóc w oszacowaniu siły docisku w złączu i odpowiednich metod dokręcania, aby ją osiągnąć. Zachęcamy do kontaktu z nami w celu uzyskania wsparcia technicznego.