Hiện nay hầu hết các khu công nghiệpchốtHoạt động siết chặt yêu cầu kiểm soát lực chính xác, cụ thể là quá trình kiểm soát mô-men xoắn. Quá trình này hoàn tất việc siết chặt bằng cách đặt giá trị mô-men xoắn cố định hoặc áp dụng chế độ điều khiển kép "mô-men xoắn + góc", để có được lực kẹp dọc trục ổn định và đủ tiêu chuẩn, đồng thời đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp và độ tin cậy vận hành lâu dài-của các kết nối ren.
Siết chặt bu lông là một quá trình ghép nối cơ học phức tạp. Chất lượng siết chặt chủ yếu bị ảnh hưởng bởi bốn yếu tố cốt lõi: giá trị mô-men xoắn, tải trước dọc trục, hệ số ma sát bề mặt tiếp xúc và độ cứng vật liệu. Chỉ bằng cách kiểm soát toàn diện các thông số trên mới có thể đạt được kết quả siết chặt bu lông an toàn, ổn định và đạt tiêu chuẩn. Cờ lê lực truyền thống có thể đáp ứng các yêu cầu kiểm soát lực xoắn trong điều kiện làm việc thông thường và thích ứng với các tiêu chuẩn lắp ráp thông thường. Tuy nhiên, đối với những mối nối ren then yêu cầu độ chính xác cao và độ an toàn cao thì chỉ riêng cờ lê lực bằng tay không thể đáp ứng được yêu cầu.
Sự sai lệch về độ chính xác điều khiển mô-men xoắn chủ yếu đến từ hai khía cạnh: ma sát chia lưới giữa các cặp ren và ma sát tiếp xúc giữa đầu bu lông và bề mặt phôi. Tổn thất ma sát trong quá trình siết chặt thực tế là cực kỳ cao. Trong điều kiện làm việc bình thường, chỉ có khoảng 10% mô-men xoắn đầu vào có thể được chuyển đổi một cách hiệu quả thành tải trước kẹp hiệu quả của bu lông, trong khi phần còn lại bị tiêu hao hoàn toàn bởi ma sát mặt đầu và ma sát ren. Điều này dễ gây ra vấn đề siết sai khi mô-men xoắn đạt tiêu chuẩn nhưng tải trước không đủ.
Để cải thiện độ chính xác khi siết chặt của cụm lắp ráp-cao cấp, công nghệ siết-có kiểm soát góc được áp dụng rộng rãi trong ngành, đặc biệt là trong ngành sản xuất ô tô có định hướng-có độ chính xác và tiêu chuẩn hóa cao, giúp tối đa hóa hiệu suất siết bu lông. Góc siết chặt đề cập đến sự chênh lệch góc quay của bu lông từ trạng thái lắp ban đầu với phôi đến tiêu chuẩn buộc đặt trước.
Góc siết yêu cầu thay đổi đáng kể tùy theo độ cứng vật liệu của ốc vít và các bộ phận được kết nối. Các vật liệu có độ cứng-cao như thép cacbon có độ cứng cao và độ biến dạng nhỏ nên yêu cầu góc siết nhỏ hơn. Các vật liệu có độ cứng-thấp như gỗ và các cấu hình mềm có biến dạng nén lớn và tổn thất ma sát cao, đòi hỏi góc siết lớn hơn với lực kẹp hiệu quả cuối cùng tương đối thấp hơn.
Quá trình điều khiển kép góc-mô-men xoắn trước tiên sẽ siết chặt bu-lông theo mô-men xoắn khởi động đặt trước thông qua điều khiển mô-men xoắn để loại bỏ các khe hở phôi và hoàn thiện quá trình lắp sơ bộ. Sau đó, quá trình siết chặt cuối cùng được hoàn tất dưới vòng-điều khiển kép khép kín của mô-men xoắn và góc quay cho đến khi đạt đến các giá trị mô-men xoắn và góc đặt trước. Quá trình này có hiệu quả ngăn chặn sựchốtkhỏi-kéo dài quá mức đến phạm vi biến dạng dẻo, tránh hư hỏng do mỏi và các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn do ứng suất vượt quá giới hạn chảy, giảm đáng kể sự suy giảm tải trước và đảm bảo độ ổn định lâu dài-của các kết cấu kết nối.
Lưu ý đặc biệt: Các bu lông được siết chặt bằng quá trình kiểm soát góc đã tạo ra biến dạng dẻo vi mô bên trong và bị nghiêm cấm tái sử dụng thứ cấp.
Các quy trình siết bu lông phổ biến hiện nay được chia thành hai loại: siết phạm vi đàn hồi và siết phạm vi nhựa. Phương pháp siết chặt bằng mô-men xoắn thuộc về siết chặt đàn hồi, trong khi phương pháp siết góc và phương pháp thắt{1} điểm chảy thuộc về siết chặt bằng nhựa.
1. Phương pháp siết chặt mô-men xoắn
Nguyên tắc cốt lõi của phương pháp siết chặt mô-men xoắn là trong điều kiện làm việc ổn định và chất lượng bộ phận ổn định, mô-men xoắn đầu vào có mối quan hệ tương ứng tuyến tính với tải trước dọc trục của bu lông. Tải trước kẹp của các bộ phận được kết nối được điều khiển gián tiếp bằng cách đặt mô-men xoắn siết chặt cố định. Với thao tác đơn giản và hiệu quả trực quan, quy trình này là phương pháp buộc chặt cơ bản được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.
Về tỷ lệ tổn thất cơ học, khoảng 50% mô-men xoắn được tiêu thụ do ma sát mặt đầu bu lông, 40% do ma sát của cặp ren và chỉ 10% được chuyển đổi hiệu quả thành tải trước dọc trục. Bị ảnh hưởng bởi sự dao động của hệ số ma sát, độ phẳng của phôi, độ chính xác của ren và các yếu tố môi trường, phương pháp điều khiển mô-men xoắn đơn có độ chính xác thấp trong điều khiển tải trước.
Ngoài ra, có một nguy cơ lắp ráp tiềm ẩn phổ biến trong ngành: mặc dù giá trị mô-men xoắn hiển thị đạt tiêu chuẩn trong quá trình siết chặt, nhưng đầu bu lông không được gắn hoàn toàn vào phôi với những khoảng trống nhỏ vô hình còn sót lại trên bề mặt tiếp xúc. Trong trường hợp này, số đọc mô-men xoắn là đủ tiêu chuẩn, nhưng tải trước thực tế lại cực thấp hoặc thậm chí bằng 0, điều này dễ dẫn đến lỏng các kết nối và hỏng hóc thiết bị. Cờ lê mô-men xoắn có độ chính xác cao-có thể tránh được những vấn đề như vậy một cách hiệu quả, kiểm soát chính xác công suất mô-men xoắn và đảm bảo chất lượng lắp ráp cơ bản.
2. Phương pháp siết góc
Để giải quyết khuyết điểm độ chính xác thấp của phương pháp siết mô-men xoắn đơn, quy trình siết góc đã dần được phổ biến trong ngành. Nguyên lý của nó là góc quay siết bu lông có mối tương quan thuận với tổng độ giãn dài của bu lông và biến dạng nén phôi. Tải trước trục có thể được kiểm soát ổn định bằng cách điều chỉnh chính xác góc quay.
Quy trình thi công như sau: trước hết siết chặt bu lông đến mômen khởi động tiêu chuẩn để đưa bu lông về gần trạng thái giới hạn đàn hồi; sau đó xoay nó theo một góc cố định để kéo bu-lông vừa phải vào phạm vi nhựa để buộc chặt lần cuối. Bản chất của phương pháp siết góc là khóa tải trước dọc trục bằng cách kiểm soát độ giãn dài của bu lông. Trong phạm vi đàn hồi, độ giãn dài tỷ lệ thuận với tải trước. Sau khi vào phạm vi dẻo, mặc dù mối quan hệ tuyến tính biến mất, tải trước dọc trục của bu lông có thể duy trì ổn định gần tải chảy trong phạm vi hợp lý.
Ưu điểm lớn nhất của quá trình này là loại bỏ được các lỗi do chênh lệch hệ số ma sát. Đối với các bu lông có hệ số ma sát khác nhau nhưng thông số kỹ thuật và độ bền nhất quán, tải trước cuối cùng về cơ bản là đồng nhất mặc dù các giá trị mô-men xoắn siết chặt cuối cùng khác nhau. Nó cải thiện đáng kể tính nhất quán của quá trình lắp ráp và khả năng sử dụng vật liệu, khiến nó phù hợp với các kịch bản lắp ráp có độ chính xác cao-. Cờ lê mô-men xoắn góc có độ chính xác cao-hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu của quy trình và thực hiện khả năng điều khiển kép chính xác mô-men xoắn và góc.
3. Phương pháp thắt chặt điểm-hiệu suất
Mục tiêu lý thuyết của phương pháp siết chặt điểm chảy là siết chặt bu lông chính xác đến trạng thái vừa vượt quá giới hạn chảy để tối đa hóa việc sử dụng độ bền vật liệu bu lông. Trong quá trình vận hành, bu lông trước tiên được siết chặt theo mômen khởi động quy định. Thiết bị giám sát sự thay đổi độ dốc của đường cong siết chặt trong thời gian thực. Khi độ dốc giảm xuống dưới ngưỡng đã đặt, bu-lông được đánh giá là đã đạt đến điểm chảy dẻo và dụng cụ sẽ ngừng hoạt động ngay lập tức.
Quá trình này có thể siết chặt các bu lông có hệ số ma sát khác nhau và trong các điều kiện làm việc khác nhau đến trạng thái giới hạn tới hạn của chúng, tối đa hóa tiềm năng độ bền kết cấu của ốc vít và đạt được độ chính xác lắp ráp tối ưu cũng như độ ổn định cấu trúc. Tuy nhiên, nó có yêu cầu cực kỳ cao về độ ổn định trong điều kiện làm việc, tính nhất quán của vật liệu bu lông và độ chính xác của thiết bị, với hiệu suất chống-nhiễu thấp và chi phí hỗ trợ thiết bị siết-cao cấp cao.
Các sản phẩm thuộc dòng cờ lê mô-men xoắn-chất lượng cao có thể đáp ứng-các tiêu chuẩn quy trình có độ chính xác cao với hiệu suất chi phí vượt trội, cân bằng giữa độ chính xác khi xây dựng và chi phí mua sắm.
