A csavarozási folyamat

1. Konstrukciós előkészítés.

A csavarkötésben résztvevő alkatrészek kialakításánál a gyártók a fenti jellemzők leg-kedvezőbb teljesülését tartják szem előtt. Ez a csavar szempontjából a következőket je-lenti:

 fejkialakítás: a kedvező alakú horony vagy fejalak jobb erőátvitelt tesz lehetővé pl.

Knipping-Torx megoldás, vagy a fej alsó felületén alkalmazott fogazás a kötésbiz-tonságot növeli pl. Bossard megoldás,

 kedvező menet-profil

=

kisebb meghúzási nyomaték és nagyobb furattűrés meg-engedhető,

 a szár végének alakja,

 a csavarbiztosítás

huzalos rögzítés is. Az ábra alsó részén látható a zsákfuratban alkalmazható műanyag-dugó, amelynek a besajtolás után a csavarorsó külső átmérőjéig kell érni. Becsavaráskor a csatlakozó alkatrész menetei a műanyagba menetet vágnak, a dugó rugalmasan defor-málódik, és nekifeszül a menetszelvénynek. A másik megoldás az orsó körhornyába elhe-lyezett műanyag gyűrűbe vág mentet a csatlakozó alkatrész menete. Az alsó megoldásnál látható üreges csavarmenetes részeit horony választja el egymástól. A két egyforma me-netes rész egymástól a „h” menetemelkedés tört részének megfelelő tengelyirányú elto-lással készül. Így becsavaráskor az orsó két részén levő menet az anyameneten ellenté-tes irányban rugalmasan feszül és a csavart kicsavarodás ellen biztosítja. Természete-sen a csavarkötések biztosítására folyamatosan fejlesztenek ki új megoldásokat (pl.

„Nord-Lock” alátét pár, stb.) ezért a példák csak egy részét mutatják be a megoldásoknak.

A Nord-Lock alátét páros az 50.ábrán látható.

49. ábra. Csavarbiztosítások.

50. ábra. A Nord-Lock alátét páros.

2. Csavarmeghúzás.

 A csavarkötés jóságának fokmérője, az előírt követelményeknek megfelelően meghúzott csavarkötés.

1. meghúzás nyomatékra, 2. meghúzás elfordulási szög

alapján,

3. meghúzás folyáshatárra, 4. meghúzás egy adott

tűréstar-tomány figyelembevételével, számítógépes ellenőrzés mel-lett,

51. ábra. A csavarmeghúzás folyamata.

A csavarmeghúzás folyamatát szemlélteti a 51. ábra, a nyomaték (M) és az elfordulási szög (Φ) közötti kapcsolattal. Az ábrán látható számokkal jelölt tartományok (1-4-ig) a külön-böző meghúzási eljárások előfordulási helye a diagramon. További meghúzási módszerek is ismeretesek.

Meghúzás a csavarszár nyúlásának felhasználásával olyan maghúzási eljárás, amelynek során a csavar szárát a két végén hidraulikus készülékkel meghúzzák, és ezután az anyát ütközésig csavarva elengedik. Az eljárás csak két oldalról hozzáférhető kötések esetén al-kalmazható és meglehetősen költséges eljárás.

Meghúzás speciális kötőelemek alkalmazásával olyan meghúzási eljárás, amelynek során a gyártók a kötőelem kialakítása során gondoskodott a meghúzás mértékének pontos eléré-sét jelző elem kialakításáról. Ilyenekre mutat példákat az 52. ábra.

52. ábra. Példák a meghúzás mértékének pontos elérését jelző elem kialakításokról A meghúzásnál a közvetett módon mért nyomatékot és meghúzási szöget használják a fo-lyamat vezérlésénél. A súrlódási viszonyok ingadozása ( 20- 60% )a menetben és a fej alatt az előfeszítő erő jelentős szóródásához vezetnek. Ezért a kötésben lévő elemeket sokszor túlméretezték. Ennek a csökkentésére az előfeszítő erő pontos ismerete szükséges. A leg-újabb tapasztalat az akusztikus emisszió jelenségének a felhasználása ennek pontos megál-lapítására.

A csavarkötés meghúzásakor a mérési jellemző az akusztikus emisszió (AE). Ennek lé-nyege, hogy a fémes anyagokból mechanikus terhelés hatására hangimpulzusok formájában energia szabadul fel. Ezek az anyag belsejében, mint nagyfrekvenciás hullámok terjednek tovább, amelyek a felületen piezoelektromos szenzorokkal összegyűjthetők. A legtöbb acél fajtánál a szakítóvizsgálatnál magas akusztikus emisszió jellemzi a szakítási tartományt. A

„sonofast” eljárás lényege az a hatás, amelynek során az anyag plasztikus alakítása folya-matos akusztikus emissziót eredményez. A 53. ábrán látható a nyomatéklefutás, az előfeszí-tő erő és az akusztikus emisszió (RMS-jel) a csavar meghúzása során (csavar típusa:

M10x100 10.9.). Az RMS (Root-Mean-Square) a jel váltófeszültségű részéből képezett telje-sítményérték négyzetgyöke. A „sonofast” eljárások lehetővé teszik a csavarozási folyamatok felügyeletét is, ha még egy további jellemzőt is hozzávesznek. Ez lehet például a meghúzási nyomaték vagy elfordulási szög.

Az AE eljárásokhoz olyan speciális modult fejlesztettek ki, amelynél a szenzort és az elekt-ronikát egy közös házba építették. A jel előzetes feldolgozása után az RMS jel zavarmente-sen a forgó orsóról a csavarozó vezérlésébe kerül továbbításra.

A „sonofast” csavarozó előnyei:

 olyan csavarozási esetben, ahol a súrlódás ingadozik

 a szokásos csavarozási eseteknél is alkalmazható

 a csavarkötések méretezése egyszerűsíthető

 a jövőbeli konstrukcióknál súlycsökkentés lehet.

Az RMS jel kétféle vezérléshez használható a meghúzás során:

 a csavart a folyáshatárig húzzák meg, úgy hogy az akusztikus jelben lévő maximumot lekapcsoló jelnek használják fel („sonofast s” eljárás)

 a kívánt előfeszítő erő a rugalmas tartományba esik, az RMS integrál és az előfeszítő erő közötti korrelá-ció használható („sonofast e” eljá-rás)

A csavarkötésnél a becsavarás na-gyobb fordulatszámmal hajtható végre és a végső meghúzás fordulatszáma csökkenthető. Így a dinamikus hatások alacsonyan tartásával a lekapcsolási időpont elérhető.

53. ábra. Nyomatéklefutás, előfeszítő erő és az akusztikus emisszió a csavar meghúzása során

Összefüggések a meghúzási nyomaték számításához:

1. Előfeszítési nyomaték meghatározása:

ra - fej felfekvő felületének a sugara

a - súrlódási tényező a fej felfekvő felületén

 - menetsúrlódási tényező

Df - fej felfekvő felületének átmérője

Mo^ Fe ^{d tg}



m



^D

f - fej felfekvő felületének súrlódási tényezője

 - menetemelkedés szöge

A csavarkötések létesítése során a minőségi követelmények figyelembevételével kétféle alapelvet érvényesítenek a gyakorlatban:

A felügyeletelvű végrehajtás olyan passzív lehetőség, amelynek során a rendszer tárolja a mért értékeket és a csavarozási folyamat után összehasonlítja az előre beállított értékkel (ilyen pl. nyomaték, szög, stb.) majd az eredménytől függő jelet ad ki. Ez a felügyelet minden eltérést összegyűjt a szerszám teljesítményéről, és a pontosságáról. Módszerei:

 nyomatékellenőrzés,

 nyomaték/elfordulási szög ellenőrzése,

 nyomatéknövekedési ráta ellenőrzése (kemény csavarozásnál magas, lágynál alacsony),

 eltérés ellenőrzése.

A vezérlés-, irányításelvű végrehajtás olyan dinamikus folyamat, amelynek során folya-matosan gyűjtik a mérési értékeket és összehasonlítják, majd az előírt érték elérésekor le-kapcsolja a csavarozót. Ennél a módszernél az előírt szorítóerő pontos elérése a cél. Mód-szerei:

 nyomatékvezérlés

 nyomaték/elfordulási szög vezérlése

 folyáshatár pont vezérlése

 akusztikus emisszió

A gyakorlatban a vezérlési módszereket minden esetben egy felügyeleti módszerrel kombinálják, mert a felügyeletet az irányítási mód befolyásolja.

A konstrukcióban egy részegység vagy alkatrész több csavarral történő rögzítése során ügyelni kell a meghúzás sorrendjére is.

3. A csavarkötések ellenőrzése.

A piaci követelmények növekedésével megnőtt a csavarkötés biztonságának a jelentősé-ge, mert:

 a sorozatgyártásban megnőttek a minőségi követelmények,

 a gyárthatóság javításával lehetővé vált új szerszámok alkalmazása a csavarozási műveletek során,

 lehetővé vált, hogy a csavarozás eredményét nemcsak a dokumentációk, hanem a gépek is rögzíteni tudják, és ezzel a személyes felelősség is azonosítható.

Egy jól meghúzott csavarkötés több lépésből álló folyamat eredménye:

 a csavarmeghúzás módszerének és a meghúzási adatoknak a helyes megválasztása,

 a kötésben résztvevő alkatrészek megfelelő előkészítése,

 a csavarozó beállítása és végrehajtás,

 az eredmények felülvizsgálata. Az Atlas Copco által kifejlesztett nyoma-tékellenőrzéssel (RE-Reporting) ellátott kisgép a nyomásértékeket gyűjti, és a csavarozó belsejében méri állandóan a nyomásszintet. A meghúzási folyamatot két nyomás/időablakkal ellenőrzi. A kisgép a hálózati nyomást is ellenőrzi a csavarozás kezdetekor. (1 bar csökkenés 25% szerszámtel-jesítmény csökkenést okoz)

4. Csavarkötések biztosítása.

A csavarkötések oldható kötések, ezért fokozott jelentősége van – a konstrukciótól füg-gően – az oldódás elleni biztosításnak. Ennek többféle megoldása ismeretes. Például a járműiparban széles körben alkalmazzák a ragasztókat az oldódás megakadályozására.

In document Szerelés, minőségbiztosítás (Pldal 78-84)