Aanhaalmethoden

Een verbinding met knowhow.

Boutverbindingen zijn met afstand de belangrijkste verbindingen in de industrie. Alsmaar groter en lichter gedimensioneerde machines en installaties vragen om grotere boutafmetingen, met hoogwaardigere materialen, die steeds hoger (tot) in de rekgrens vastgezet moeten worden. Dat vraagt een hogere nauwkeurigheid. Daarnaast is documentatie van het aanhaalproces als bewijs naar opdrachtgevers en verzekeraars groeiend.  Volautomatische afwerking van een van tevoren door werkvoorbereiding ingevoerd aanhaalprotocol maken de kans op fouten minimaal.  HYTORC heeft juiste oplossingen.

Meer dan 90-95% van alle industriële boutverbindingen worden draaiend -met een moment- op voorspanning gebracht. Meestal wordt daarbij het criterium van een Gewenst-Eindmoment gebruikt. Echter steeds vaker worden de criteria hoekverdraaiings- en rekgrensgestuurd toegepast.  Constructeurs zijn steeds beter in staat om de minimale en optimale voorspankracht van boutverbindingen te berekenen. HYTORC heeft producten ontwikkeld om aan die gestegen eisen te voldoen. De belangrijkste en meest toegepaste methoden stellen wij aan u voor.

Overzicht van aanhaalmethoden

DGA

De hydraulische, Draaimoment-Gecontroleerde Aanhaalmethode

DDW

De hydraulisch Draaivoegmoment-Draaihoek-Aanhaalmethode (Hoekverdaaiingsmethode)

SGA

De hydraulische (St)Rekgrens-Gestuurde Aanhaalmethode

DGD

De hydraulisch , Draaimoment-Gestuurde-Draaihoek bewaakte methode

SGD

De hydraulisch, (St)Rekgrens-Gestuurd-Draaihoek bewaakte methode

DGS

De torsie-gecontroleerde, opbrengstlimiet-gecontroleerde aanhaalmethode

EXT

Extern gestuurd aanhalen met behulp van meetsensor met standaard interface.

ANA/DAT

Analysetool voor het vastleggen van de Doordraaihoek van reeds aangehaalde bouten gerekend vanaf een gedefinieerd moment tot aan het gewenste eindmoment

SEQ

Sequentiële-combinatie, in willekeurige volgorde, van verschillende aanhaalmethoden

SPSK

Schroefprocesstatistiek

DGA (Draaimomentgestuurde- aanhaalmethode)

  • Aanhaalfactor 1,4 – 1,6
  • Afschakelcriterium : bereikte draaimoment conform gekalibreerde bijbehorende oliedruk.
  • Nauwkeurige instelling van het Draaimoment.
  • Kalibreerbare Aanhaalmethode
  • Hoge Aanhaalmomenten met compacte meting voor in beperkte ruimte.
  • Automatische Procesafloop die rekening houdt met de kruip en zetting.
  • Gedocumenteerde procesparameters: Datum, Tijd, Monteur, gewenste Moment, Is-Moment.

In het geval van de hydraulische, draaimoment-gestuurde aanhaalprocedure stopt de momentsleutel als een eerder ingesteld koppel wordt bereikt, of geeft aan dat het het koppel heeft bereikt. In dit proces is de kennis van de wrijving erg belangrijk. Zowel het smeermiddel als de kwaliteit van de componenten en hun oppervlakken beïnvloeden het wrijvingsgedrag. Om naast de wrijvingsverspreiding geen koppelonnauwkeurigheden toe te voegen, heeft HYTORC bijzonder nauwkeurige momentsleutels ontwikkeld. De verandering in het aanhaalmoment resulteert in hydraulische momentsleutels voornamelijk door de verandering van de hefboomarm tijdens het aandraaien.

De torsie-retentiehefboom optimaliseert de directe voorspanning via de ingestelde torsiekracht naar de bout. Bovendien is de schroefsnelheid van de hydraulische momentsleutels van HYTORC aanzienlijk verhoogd door de torsieborghendel.

Aangezien het aanhaalmoment ook direct toeneemt naarmate de hydraulische druk toeneemt, wordt de schroefverbinding trapsgewijs voorgespannen. Het volledige aanhaalproces per schroef kan worden gedocumenteerd met de Eco2TOUCH.

Met de DISC, zWasher, CLAMP-expansiemoer, SmartSTUD- en JustBOLT-bevestigingsmiddelen is zelfs een axiale zijdelingse belasting met een voorspankrachtnauwkeurigheid van ± 5% mogelijk.

Het draaimoment-gestuurde aanhaalproces is geschikt voor alle schroefverbindingen tot draaimomenten van ongeveer 200.000 Nm. Op basis van de koppelberekeningen moeten geschikte smeermiddelen worden verstrekt om trituratie te voorkomen. Bij gebruik op flensverbindingen moet het worden gebruikt als een SIMULTORC-montagesysteem met antirotierplaatjes om schade aan de flenscontactvlakken te voorkomen.

VDI2230 conventionele aanhaalfactor: αA 1,4 -1,6
VDI2230 spankrachtfactor geoptimaliseerd: αA 1,1 -1,2
VDI2230 aanhaalfactor wrijvingsgestuurd: αA 1,0 -1,1

DDW (de hydraulische, koppel / hoekgestuurde aanhaalmethode)

  • Aanhaalfactor: 1,4 – 1,6
  • Uitschakelingscriterium: bereikte hydraulische druk gerelateerd aan het vooraf gekalibreerde koppel
  • Praktische bepaling van de draaiingshoek van de schroef na het bereiken van een bepaald verbindingsmoment
  • Kan worden gebruikt voor alle hydraulische momentsleutels met slagafstandregeling
  • Automatische procesvolgorde met nauwkeurig schakelen van koppel, koppel, rotatiehoek
  • Bewaking van het koppel, de draaihoek en het eindkoppel voor de daaropvolgende bepaling van de wrijvingscoëfficiënten van de schroefverbinding
  • Documenteerbare procesparameters: datum, tijd, installateur, koppelingsmoment, werkelijke rotatiehoek, werkelijk koppel, OK / NOK-weergave

Het hydraulische, koppel-rotatie-gecontroleerde aanhaalproces meet indirect de verlenging van de schroef. Over de spoed van de schroefdraad kan een nauwkeurige rotatiehoek en een gedefinieerde lengteverandering van de schroef worden toegewezen. In dit geval worden zowel de compressieve vervormingen binnen de gespannen delen als de elastische en plastische vervormingen die optreden in de scheidingsoppervlakken tot aan het volledige oppervlak gemeten. Deze meting kan echter alleen worden gebruikt om de voorspankracht te bepalen wanneer de rotatiehoek echt wordt geïmplementeerd in een lengteverandering van de schroef. Om deze reden moet ervoor worden gezorgd dat vóór de hoekmeting alle verbindingen met een bepaald verbindingsmoment exact op elkaar liggen en dat de te klemmen componenten de vereiste oppervlaktedrukken kunnen opnemen. Hier zijn exacte berekeningen onmisbaar.

Het door HYTORC ontwikkelde hydraulische koppelgestuurde pull-upsysteem bewaakt niet alleen het bijpassende koppel en de juiste hoek, maar ook het uiteindelijke koppel. Alleen als de vereiste rotatiehoek en het laatste koppel zich in het opgegeven parametervenster bevinden, evalueert het systeem het aanspanproces als het correct is voltooid. Een verdere toename in nauwkeurigheid wordt bereikt wanneer de schroef wordt vastgedraaid tot het overelastische bereik. Alle procesparameters worden gecontroleerd, gedocumenteerd en gearchiveerd door de Eco2TOUCH-controller. Deze aanhaalmethode is met name geschikt voor schroefverbindingen met korte klemlengtes en in het productieproces / productielijnen. Het mag alleen worden gebruikt waar schroefverbindingen met ISO4014, ISO4017 en ISO4762 in schroefgaten worden geschroefd (blinde gaten). Bovendien moeten geschikte smeermiddelen worden verstrekt om trituratie te voorkomen.

VDI2230 aanhaalfactor: αA 1,2 -1,4

SGA (de hydraulische, opbrengstlimiet gecontroleerde aanhaalmethode)

  • Aanhaalfactor: 1.2 – 1.4
  • Uitschakelingscriterium: vooraf ingestelde koppelrotatiehoekcoëfficiënt
  • Praktische bepaling van de component door lengtemeting
  • Eenvoudige aanpassing van bouthardheid, drempelkoppel en uitschakelcriterium
  • Kan worden gebruikt voor alle hydraulische momentsleutels met slagafstandregeling
  • Automatische procesvolgorde met nauwkeurige overschakeling van koppel tot rotatiehoek
  • Bewaken van de koppel-rotatiehoekcoëfficiënt met feedback en voorbeeld
  • Documenteerbare procesparameters: datum, tijd, installateur, koppel, eindkoppel en OK/NOK-display

Hierbij wordt gebruik gemaakt van de omstandigheid dat bij het vastdraaien van schroefverbindingen door wederzijdse draaiing van moer en bout niet alleen een AXIALE SPANNING, maar ook een TORSIESPANNING wordt geclaimd als gevolg van de schroefdraadwrijving. De stroom van de bout begint dan waar de vergelijkingsspanning van trek en torsie de materiaalstroomlimiet bereikt. Onmiddellijk na de voorspanning veert de torsiecomponent ongeveer 50% terug in de bout. Dientengevolge neemt met de resterende voorbelastingskracht de vergelijkingsspanning af, en verkrijgt de door de opbrengstlimiet geregelde voorgespannen verbinding opnieuw een elastische verbindingsreserve. Het overelastisch aandraaien van schroefverbindingen door middel van opbrengstoverschrijdende montagemethoden (vloeigrens en hoekgecontroleerd vastdraaien) wordt steeds beter toegepast. Het maakt een optimaal gebruik van de schroef mogelijk bij het aandraaien en leidt tot maximaal mogelijke instelkrachten.

De levensduur van de verbinding is niet verminderd, maar is zelfs aanzienlijk verbeterd:

  • Als gevolg van de elastische terugvering van het schroefsysteem na het assemblageproces, vindt een gedeeltelijke degradatie van de torsiestress geïntroduceerd tijdens het vastdraaien niet alleen plaats in de verstevigde component, maar ook in de schroef. Als gevolg hiervan worden stressreserves vrijgegeven voor latere operationele stress.
  • Door het weekmaakproces in de bout- en moerschroefdraad bij het voorspannen van de schroef tot voorbij het vloeipunt, wordt een uniforme Gewindelastverteilung gegenereerd, die ten minste gedeeltelijk blijft, ook na het ontlasting terug in het elastische gebied.
  • Indien na assemblage een verdere plastificering van de schroef door de bedieningskracht FA optreedt, leidt de hierbij altijd geassocieerde instelling voor voorspanning van krachtverlies FZ de verbinding terug naar het elastische vervormingsbereik.

Met daaropvolgende vibratiespanningen bij een voorbelastingskrachtniveau onder de vloeigrens, kunnen dan nog hogere duurzaamheidswaarden voor de schroefverbinding worden bereikt als gevolg van een gunstiger verdeling van de belasting en mogelijke belasting-aangegeven restdrukspanningen. Dit geldt voor zowel de laatste als de laatste afgewerkte schroeven.
De hydraulische, opbrengstgecontroleerde aanhaalmethode is een over-elastische aanhaalmethode waarbij het begin van de stroming van de schroef dient als een regelgrootheid voor de sterkte van de voorspankracht. Ongeacht de Unterkopfreibung wordt de schroef aangehaald totdat de vloeigrens wordt overschreden als gevolg van de spanning van trek- en torsiespanning. Net als bij het hydraulische, draaimoment-gestuurde aanhaalproces moeten de componenten worden voorbelast tot een hoekig startkoppel. Bij verder aandraaien van de schroefverbinding worden het koppel en de rotatiehoek continu gemeten en wordt de gradiënt berekend. De gebruikte meettechnologie detecteert het einde van het elastische bereik en beëindigt het schroefproces wanneer de gradiënt eerder is bepaald. Omdat de schroef slechts in zeer geringe mate plastisch wordt vervormd, kunnen zelfs schroefverbindingen met korte klemlengtes worden aangescherpt met de opbrengstlimietregeling. Tijdens het aanhaalproces worden alle procesparameters geregeld, gedocumenteerd en gearchiveerd door de Eco2TOUCH-besturing. De kunststof verlenging die de schroef tijdens de montage ondergaat, is erg laag, zodat de herbruikbaarheid van de strekgrensgestuurde vastgedraaide schroef nauwelijks wordt beïnvloed. De aanhaalhardheid, het verbindingskoppel en de uitschakelingscriteria moeten worden aangepast aan de betreffende schroefverbinding.

Deze aanhaalmethode is ook bijzonder geschikt voor schroefverbindingen met korte klemlengtes en bij gebruik van boutverbindingen op bouwplaatsen. Schroefverbindingen, die zijn vastgezet, hydraulisch geregelde opbrengstgrens kan in principe opnieuw worden gebruikt. Er moeten echter geschikte smeermiddelen worden verschaft om trituratie te voorkomen.

VDI2230 aanhaalfactor: niet van toepassing!
Aangezien de schroefverbindingen bij de SGA niet kunnen worden afgescheurd. Zie opmerking VDI-2230 – Nov. 2015 Tabel A8.

DGD (de koppelgestuurde, hoekgestuurde vastdraaiprocedure)

  • Aanhaalfactor: 1,4 – 1,6
  • Uitschakelingscriterium: bereikte hydraulische druk gerelateerd aan het vooraf gekalibreerde koppel
  • Praktische bepaling van de draaiingshoek van de schroef na het bereiken van een bepaald verbindingsmoment
  • Kan worden gebruikt voor alle hydraulische momentsleutels met slagafstandregeling
  • Automatische procesvolgorde met nauwkeurig schakelen van koppel, koppel, rotatiehoek
  • Bewaking van het koppel, de draaihoek en het eindkoppel voor de daaropvolgende bepaling van de wrijvingscoëfficiënten van de schroefverbinding
  • Documenteerbare procesparameters: datum, tijd, installateur, koppelingsmoment, werkelijke rotatiehoek, werkelijk koppel, OK / NOK-weergave

DGS (de koppelgestuurde, op opbrengstgrens gecontroleerde aanhaalmethode)

In dit assemblageproces is de controlewaarde het doelkoppel en is de lineaire gradiënt de controlevariabele procesopvolging. Als er een afwijking van de lineaire koers is vanwege de detectie van de vloeigrens, wordt het proces gestopt. Dat betekent geen schroefbreuk meer.

SGD (de op een opbrengst gebaseerde gecontroleerde aanhaalhoek gecontroleerde aanhaalmethode)

Bij deze assemblagewerkwijze is de regelwaarde het doelkoppel en is de lineaire pitchcurve evenals de behaalde rotatiehoek de regelgrootheid voor de procesafronding.

EXT (extern gestuurd vastdraaien via elke meetsensor met standaard industriële interface)

In deze assemblageprocedure is er het instelpuntkoppel regelwaarde en een andere externe parameter voor fysieke metingen. Dit wordt continu gemeten via de stroom- of spanningsinterface en uitgevoerd en grafisch in zijn fysieke eenheid gedocumenteerd.

ANA/DAT

Analysetool voor het controleren van de voorwaartse rotatiehoek voor momentgestuurde schroeven met rotatiehoeksensor

Deze analysemodule bepaalt de verdere rotatiehoek van een schroef vanaf een gedefinieerd verbindingskoppel tot het bereiken van het gedefinieerde doelkoppel. Bij deze montagemethode is de regelgrootheid het doelkoppel.

SEQ

Sequencer-koppeling van alle genoemde assemblageprocessen in willekeurige volgorde

In deze module kunnen alle beschikbare assemblagemethoden in willekeurige volgorde worden samengesteld. In de standaardversie “zonder ext. Sensortechnologie “is de categorie-indeling volgens het type koppeling.

SPSK (statistieken van het schroefproces)

Statistische evaluatie van de gemeten procesparameters. Kan ook als meetapparaat voor PFU worden gebruikt (test van procescapaciteit)

De aanhaalmethoden in de praktische toepassing

DGA

DDW

SGA

DGD

SGD

DGS