أدوات التثبيت الحرجة

إذا كانت أقدام الجنيهات من عزم الدوران عبارة عن قطع بوكر ...
إعادة الاستخدام والبحث وإعادة التفكير في أدوات التثبيت المهمة

توجد معايير مختلفة لفحص و/أو استبدال المثبتات الحرجة، وعندما يتعلق الأمر بمسامير رأس الأسطوانة وذراع التوصيل والغطاء الرئيسي ومسامير تثبيت الحاقن، فقد يكون الأمر مربكًا. غالبًا ما ينشر مصنعو المعدات الأصلية إرشادات عامة لإعادة الاستخدام، وفي بعض الأحيان يشيرون إلى مواصفات طول البراغي لتحديد ما إذا كان البرغي ضمن الحدود. ومع ذلك، فهذه مجرد إرشادات، وقد يتطلب التطبيق الفعلي استبدال مسامير مختلفة بعد كل استخدام، أو بعد عدد معين من الاستخدامات. والأمر الأكثر إرباكًا هو أن بعض الشركات المصنعة أو الموردين يدرجون مسامير حرجة في مجموعات إصلاح المحرك أو مجموعات الحشيات، بينما لا يفعل البعض الآخر ذلك. سواء كانت مجموعة البراغي متضمنة (أو غير متضمنة) في المجموعة لا يضمن أن البرغي قابل لإعادة الاستخدام. الرجوع إلى أحدث منشورات خدمة المعدات الأصلية هو أفضل مصدر. سيساعد البحث في هذه المعلومات مسبقًا في تجنب أي نفقات غير متوقعة وتأخيرات أثناء التجميع. المثبتات الحرجة ليست بالضرورة عنصرًا غير مكلف. يتم إدراج مسمار رأس سلسلة Cat 3500 بحوالي 24 دولارًا لكل منها. إذا أخذنا في الاعتبار وجود ثمانية مسامير أساسية لكل رأس أسطوانة (24 دولارًا × 8 = 192 دولارًا)، واعتمادًا على التصميم، يمكن أن يكون هناك من ثمانية إلى 24 رأسًا في المحرك.

مناطق الضغط الأعلى للبرغي هي الخيط الأول أسفل الساق، والخيط المكشوف الأول خارج الصب أو الصمولة، ونصف القطر أسفل رأس البرغي.

حتى إذا كنت تقوم باستبدال البراغي بأخرى جديدة، فإن إرشادات الفحص تعتبر احتياطًا حكيمًا يجب اتباعه. يمكن أن يتسبب تلف الساق والخيوط والجانب السفلي من رأس البرغي في حدوث إجهاد، و/أو الإضرار بقوة تثبيت البرغي (عزمه).

يؤدي شد البرغي إلى خلق تأثير مخروطي في قوة التثبيت بين سطحي الفصل. تقل هذه القوة كلما ابتعدت عن البرغي. إذا تم شد البرغي بشكل صحيح، فيجب أن يتعرض فقط لحمل شد (تمدد). الاحتكاك بين سطحي الفصل الناتج عن قوة الشد من شأنه أن يحمل الحرارة أو أحمال الانحناء.

إن مقدار القوة التي يطبقها برغي أو براغي مشدودة بشكل صحيح أمر مذهل. فشيء صغير وبسيط مثل شفة فولاذية باستخدام أربعة براغي مقاس 8 مم ومُحكمة إلى 18.5 رطل/فر (24.97 نيوتن متر) يمكن أن يولد أكثر من 3500 رطل من قوة التثبيت (التثبيت) لكل برغي.

معطى:

مسمار مقاس 8 مم (.315 بوصة)
18.5 قدم رطل من عزم الشد
معامل الاحتكاك 0.2 (الفولاذ على الفولاذ)
حيث F=T/(c•D):
F= (18.5 قدم-رطل/(.2″.315بوصة) "(121 نانومتر) = 3524 رطل

يتم تصنيع العديد من أدوات التثبيت المهمة من قطع خام مزورة بخيوط ملفوفة حتى تتحمل البراغي مئات الأرطال من عزم الدوران وأعلى قوى تصنيف للمحرك. يعمل تشكيل رأس البرغي على تحسين بنية الحبوب ويزيد من عمر التعب إلى ثلاثة أضعاف عمر البرغي المخرط.

إن لف الخيوط، بدلاً من قطعها، يؤدي إلى إنشاء خطوط حبيبات متواصلة غير منقطعة تتبع الخطوط العريضة وتزيد من قوة الشد والقص.

هناك سببان يمكن أن يكون لهما تأثيرات سلبية على قيم عزم الدوران:

1. الشدات عزم الدوران – غالبًا ما يتم إهمالها، ولكن من غير المرجح إساءة استخدامها. يولي معظم الفنيين أهمية كبيرة للعناية بمفاتيح عزم الدوران الخاصة بهم ويحتفظون بها في حقيبة أو منطقة آمنة في الورشة لحمايتها. ولكن متى كانت آخر مرة قمت فيها بمعايرة أو اعتماد مفتاح عزم الدوران الخاص بك؟ توصي معظم الشركات المصنعة بإصدار شهادة على أساس سنوي أو بعد 5,000 نقرة.
2. نوع مادة التشحيم، 11أي، التي يتم تطبيقها على البرغي - من الأفضل اتباع إرشادات الشركة المصنعة لضمان تطبيق الحمل الصحيح. قد يؤدي عدم القيام بذلك إلى نقص أو زيادة تحميل المثبت.

على سبيل المثال: استخدام عزم دوران 220 (رطل-قدم) على مسمار M5(8) بقطر 16/10.9 بوصة

1. Iيتم تثبيته جافًا ويطبق 21,000 رطل من الحمل {القوة}
2. يتم تركيبه مع زيت المحرك الذي يتحمل 26,000 رطل من الحمل (القوة)
3. يتم تركيبه باستخدام نظام مضاد للتآكل يطبق 32,000 رطل من الحمل (القوة)

إن استخدام مواد التشحيم الخاطئة قد يؤدي إلى تجاوز حد خضوع الترباس.

تختلف طريقة شد البراغي (عزم الدوران) باختلاف الشركات المصنعة الأصلية والتطبيق. فيما يلي أمثلة لقيمة عزم الدوران وتسلسله من ثلاث شركات مصنعة لبراغي الرأس (للمرجع فقط).

محرك ديترويت DD15

يتم ربط مسامير الرأس الـ 38 في أربع مراحل:

1. قم بربط البراغي بالترتيب حتى 50 نيوتن متر (37 رطلاً)
2. ثم بالتسلسل إلى 250 متر (184 رطل قدم)
3. بعد ذلك قم بتقويمهم بزاوية 90 درجة
4. وأخيرًا، 90 درجة إضافيةمحرك Cummins ISX

قم بربط مسامير الرأس بالترتيب:

1. عزم الدوران الأول هو 150 رطل قدم
2. ثم عزم دوران ثاني قدره 300 رطل قدم
3. متبوعًا بدوران أو زاوية 90 درجة

محرك كات سلسلة 3500

(مثال واحد لبراغي الرأس الرئيسية)

1. قم بربط البرغي (I) من خلال البرغي (8) بتسلسل رقمي مع عزم دوران 30 ± 5 نيوتن متر (22 = 4 رطل قدم)
2. قم بربط البرغي (1) من خلال البرغي (8) بتسلسل رقمي إلى عزم دوران يبلغ 270 ± 35 نيوتن متر (200 ± 26 رطل-فر)
3. قم بربط البرغي (1) من خلال البرغي (8) بتسلسل رقمي إلى

عزم الدوران 4 0″' 20 نيوتن متر (330″' 15 رطل-قدم)

محركات Cat C10 وC12

1. قم بربط البرغي (1) من خلال البرغي (26) بتسلسل رقمي لعزم دوران يبلغ 160 ± 15 نيوتن متر (120 ± 11 رطل قدم)
2. قم بربط البرغي (1) من خلال البرغي (26) مرة أخرى بتسلسل رقمي حول عزم دوران 160″' 15 نيوتن متر (120″' 11 رطل-قدم)
3. ضع علامة مؤشر على رأس كل مسمار. قم بتدوير المسمار (1) عبر المسمار (26) بتسلسل رقمي بمقدار 90 درجة إضافية (1/4 دورة)
4. قم بفك البرغي (1) من خلال البرغي (26) حتى تصبح الغسالات فضفاضة أسفل رؤوس البراغي
5. قم بربط البرغي (1) من خلال البرغي (26) بتسلسل رقمي لعزم دوران يبلغ 160 ± 15 نيوتن متر (120 = 11 رطل قدم)
6. قم بربط البرغي (1) عبر البرغي (26) مرة أخرى بتسلسل رقمي لعزم دوران يبلغ 160 ± 15 نيوتن متر (120 ± 11 رطل قدم)
7. ضع علامة مؤشر على رأس كل مسمار. قم بتدوير المسمار (J) عبر المسمار (26) بتسلسل رقمي بمقدار 90 درجة إضافية (1/4 دورة)

إن الحسابات العلمية والرياضية التي تدخل في تحديد تسلسل عزم الدوران والقيمة والمواد والحمل والعمليات معقدة للغاية. وقد يؤدي تغيير هذه القيم والإجراءات إلى تأثيرات سلبية. تعمل البراغي مثل الزنبرك (التوتر) الذي يحافظ على قوة تثبيت (سحق) ثابتة بين سطحين. كيف تم تصميم البراغي، والاعتبارات الخاصة بها

تحدد القوى التي يجب أن يتحملها البرغي ما إذا كان يمكن استخدامه عدة مرات أو مرة واحدة فقط. تساعد إجراءات عزم الدوران إلى الروم أو عزم الدوران إلى الزاوية في ضبط قوة الإجهاد المطبقة على البرغي. يساعد الرسم البياني الموضح أعلاه في توضيح حد التناسب ونقطة الخضوع للبرغي.

بمجرد تجاوز الترباس لحد إجهاد الخضوع، فإنه يتعرض لضرر دائم ولن يعود إلى حالته السابقة. يميل الفنيون المنفردون إلى إضافة أرطال قدم إضافية من عزم الدوران أو درجات الدوران (الزاوية)، بما يتجاوز مواصفات الشركة المصنعة. على الرغم من أن عزم الدوران الإضافي قد لا يمدد الترباس إلى ما بعد حد إجهاد الخضوع أو نقطة الخضوع النهائية، فقد يكون له تأثيرات سلبية على المكونات الأخرى (حشوات الرأس، حواف البطانة، المسبوكات، إلخ). بمجرد التمدد إلى ما بعد هذه النقاط الحرجة، فإن أي فشل ناتج لا يكون خطأ الترباس. لسوء الحظ، ما لم يُظهر الترباس علامات تلف، فلا توجد طريقة مرئية لمعرفة ما إذا كان قد تعرض للخطر.

يمكن لمواصفات الهندسة والتصنيع الخاصة بمسامير معينة تحديد حد المرونة ونقاط الخضوع، ولكن لتوضيح التأثيرات الفيزيائية لتغيير قيم عزم الدوران، قمنا بقياس طول ستة مسامير رأسية جديدة لسلسلة 60 محرك ديترويت، ثم طبقنا قيمًا مختلفة لعزم الدوران ودوران عزم الدوران. يعرض الرسم البياني الموضح أدناه النتائج التي توصلنا إليها. بعد عزم الدوران الأول عند 1 رطل قدم، كانت قياسات البراغي متطابقة مع طولها الأولي. كررنا هذا التمرين مرة أخرى على هذه البراغي عند نفس 220ZO رطل قدم ووجدنا تغييرًا طفيفًا فقط في الطول لاثنين من البراغي الستة. للاختبار الثالث، قمنا بزيادة عزم الدوران إلى 2 رطل قدم وأضفنا دورة 250 درجة إلى أحد البراغي ودوران 45 درجة إلى اثنين من البراغي الأخرى. هذه هي النقطة التي بدأنا فيها في العثور على تشوه دائم. تمكن البرغي ذو 90 رطل قدم بالإضافة إلى دورة 250 درجة من العودة إلى طوله الأصلي، لكن كلا البراغي ذات 45 رطل قدم بالإضافة إلى رم 250 درجة وصلا إلى نقطة اللاعودة. في مرحلة ما، أدى إضافة الدورة 90 درجة إلى 45 درجة إلى المساس بسلامة هذين البراغي، مما أدى إلى تشوه دائم. ومن المهم أيضًا ملاحظة أنه لم يكن هناك ضرر واضح في البراغي.

على الرغم من أن أرطال القدم المضافة من عزم الدوران ودرجات الدوران الإضافية المستخدمة في تجربتنا قد تكون أعلى مما يضيفه معظم الفنيين إلى مواصفات التجميع المعينة، فإن النقطة المهمة التي يجب مراعاتها هي أن القيود الدقيقة لـ أي وقت نادرًا ما يتم التعرف على البراغي في وقت التجميع، وقد لا يكشف الفحص المرئي عن ذلك. الحالة البنيوية.

عملية تصنيع أصبحت أكثر شعبية في إن صناعات الديزل الثقيلة والصناعات الصناعية تعتمد على تجميد البراغي بالتبريد العميق. وتتلخص هذه العملية في تقليص درجة حرارة البراغي إلى -310 درجة فهرنهايت (-190 درجة مئوية)، وإبقائها عند هذه الدرجة من الحرارة في النيتروجين السائل لإزالة الضغوط المتبقية، ثم إعادة درجة الحرارة إلى درجة حرارة الغرفة، ثم يلي ذلك عملية معالجة حرارية خفيفة. والنتيجة هي زيادة في العائد بنسبة تصل إلى 20%، وعمر أطول للبرغي، وإجهاد داخلي أقل، وقوة شد محسنة.

خيار آخر قد ترغب في النظر فيه، اعتمادًا على التطبيق أو المكون، هو استخدام المسامير بدلاً من البراغي.

يتعرض البرغي لحمل التوائي (التواء)، وحمل تمدد، بالإضافة إلى أحمال احتكاكية من أسفل رأس البرغي وربط خيط الإطالة. ومع ذلك، توفر المسامير قيم عزم دوران أكثر دقة لأنها تخضع لحمل محوري (تمدد) واحتكاك أقل من طول الخيط القصير للصامولة. كما توفر المسامير تآكلًا أقل للخيوط في المسبوكات (كتل الأسطوانات، والغلاف، وما إلى ذلك) مقارنة بالبراغي. تُصنع المسامير عادةً من مواد عالية الجودة وعمليات تصنيع أدق وقد تكون أو لا تكون معالجة بالتبريد.

إن اتباع إرشادات الشركة المصنعة الأصلية عندما يتعلق الأمر بتأهيل أو تجميع أو استبدال أدوات التثبيت هو أفضل ممارسة. يمكن أن تكون تكلفة البراغي أقل بكثير من تكلفة الضرر المحتمل والإصلاح الثاني بسبب فشل البراغي. هل الأمر يستحق ذلك حقًا؟

المقامرة دون مغادرة راحة منزلك... إعادة الاستخدام والبحث وإعادة التفكير في أدوات التثبيت المهمة.

انضم ستيف سكوت إلى قسم الخدمة في ل ب د في عام 1982، عمل في مجال قطع الغيار والخدمة والمبيعات لمجموعة متنوعة من المعدات ومحركات الديزل والغاز الطبيعي. منذ عام 2004، كان مدير تطوير المنتجات والدعم الفني لشركة lPD. لمزيد من المعلومات، راسلنا على البريد الإلكتروني sscott@ipdparts.com.