Этот документ применим к крепёжным работам в различных отраслях, включая машиностроение, строительство и сборку оборудования. В нём описаны пять основных методов затяжки: метод динамометрического ключа, метод поворота гайки, метод гидравлического натяжителя, метод шайбы с индикатором натяжения (DTI) и метод удлинения болта.
Разработанный как практическое руководство и технический справочник, этот документ служит основополагающим ресурсом для работы на объекте, обучения персонала и управления контролем качества. Он гарантирует, что каждый процесс затяжки соответствует единым стандартам точности, безопасности и надежности, обеспечивая оптимальную производительность и долговременную целостность всех крепёжных изделий.
1.0Терминология и определения
- Испытательная нагрузка: Максимальная растягивающая нагрузка, которую может выдержать крепежная деталь без возникновения остаточной деформации.
- Зажимная нагрузка: Сила сжатия, действующая на соединение после затяжки; ее следует регулировать в соответствии с конкретным типом соединения.
- Фактор ореха (значение K): эмпирический коэффициент, учитывающий трение резьбы и поверхности подшипника; критический параметр при расчете крутящего момента.
- Потеря упругого восстановления: В гидравлических системах натяжения это означает соотношение между конечным усилием натяжения гайки и начальной приложенной нагрузкой. Необходимо заранее учесть компенсационный допуск.
- Предварительная загрузка: Внутреннее растягивающее напряжение, возникающее в болте после затяжки; это ключевой показатель для сохранения стабильности соединения.
- Напряжение: Степень деформации, которую испытывает крепежная деталь под действием растягивающего напряжения, прямо пропорциональная приложенному напряжению (в пределах предела упругости).
2.0Общие приготовления
2.1Требования к квалификации и обучению персонала
| Тип операции |
Квалификационные требования |
Ключевые темы обучения |
| Стандартные операции |
Базовая подготовка пройдена; ознакомлен со стандартными процедурами и протоколами безопасности |
Принципы методов затяжки, основные принципы работы инструмента, критерии оценки качества |
| Критические операции |
Сертифицированный персонал с возможностями настройки параметров и устранения неисправностей |
Расчет крутящего момента/нагрузки, калибровка оборудования, работа в особых условиях, аварийные процедуры |
2.2Проверка оборудования и инструментов
| Тип оборудования |
Предметы осмотра |
Стандартные требования |
Интервал калибровки/обслуживания |
| Инструменты для затяжки (например, динамометрический ключ, гидравлический натяжитель) |
Внешний вид, точность, рабочее состояние |
Отсутствие повреждений и коррозии; отклонение ≤ ±2%; отсутствие постороннего шума во время работы |
Каждые 6 месяцев |
| Измерительные приборы (например, щуп, индикатор часового типа) |
Чистота, точность |
Отсутствие масла и мусора; точность соответствует эксплуатационным стандартам (щуп ≥0,01 мм, циферблатный индикатор ≥0,001 мм) |
Калибровать каждые 3 месяца |
| Вспомогательные материалы (например, смазочные материалы, средства безопасности) |
Совместимость модели, срок действия |
Смазочные материалы подходят для данных условий и в течение срока годности; средства защиты исправны и соответствуют требованиям безопасности |
Проверяйте перед каждым использованием |
2.3Подготовка окружающей среды и материалов
| Категория |
Особые требования |
| Условия окружающей среды |
Чистота и отсутствие пыли и масла; влажность ≤60⁰P3T; температура 5–35 °C. При работе на открытом воздухе используйте защиту от дождя и ветра. В условиях низких температур смазочные материалы следует предварительно подогреть. |
| Проверка материалов |
Убедитесь, что крепёж соответствует проектным требованиям по размеру и материалу; резьба не повреждена и не имеет следов коррозии. Сопрягаемые поверхности должны быть чистыми и ровными. |
| Предварительная обработка |
Очистите резьбу и контактные поверхности, удалите масло и ржавчину; равномерно нанесите смазку, избегая излишков. Для специальных или высокоточных работ используйте резьбонакатной станок для улучшения качества резьбы перед предварительной обработкой, что снижает колебания трения при последующей затяжке. |
3.0Стандартизированные операционные процедуры по методам (табличный формат)
3.1Метод динамометрического ключа
| Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Предварительный расчет |
Определить контрольную нагрузку |
Используйте указанное значение; если не указано, рассчитывайте как 92% предела текучести. |
Калькулятор, Паспорт материала |
– |
Предел текучести неизвестен: запросите отчет об испытаниях в техническом отделе. |
|
Установить зажимную нагрузку |
Для многоразовых соединений: испытательная нагрузка × 75%; для постоянных соединений: испытательная нагрузка × 90% |
Калькулятор |
Отклонение зажимной нагрузки ≤ ±3% |
Особые условия: корректировать в соответствии с техническими инструкциями |
|
Выберите и откалибруйте значение K |
Выбирайте по стандарту; проводите лабораторную калибровку для случаев высокой точности |
Калибратор крутящего момента |
См. Таблицу 1 «Справочный коэффициент К» |
Обнаружено отклонение: повторно проверить коэффициент трения |
|
Рассчитать целевой крутящий момент |
Применить формулу T = KDP (T = крутящий момент, D = номинальный диаметр, P = зажимная нагрузка) |
Калькулятор |
Точность крутящего момента до двух десятичных знаков |
Ошибка в расчетах: перепроверьте результаты двумя операторами. |
| Эксплуатация на месте |
Чистка и смазка |
Резьба и контактные поверхности чистые, равномерно смазанные |
Кисть, ткань, смазка |
– |
Излишки смазки: удалите излишки, чтобы сохранить точность трения. |
|
Ручная предварительная загрузка |
Затяните застежку вручную до плотного прилегания, без застревания. |
Перчатки |
– |
Связующие нити: осмотрите на предмет повреждений и замените застежку. |
|
Набор динамометрических ключей |
Отрегулируйте крутящий момент до целевого значения, убедитесь, что калибровка верна. |
Калиброванный динамометрический ключ |
Отклонение крутящего момента ≤ ±2% |
Неисправность инструмента: заменить и отправить на ремонт |
|
Окончательная затяжка |
Держите гаечный ключ перпендикулярно оси болта; прикладывайте равномерное усилие. |
Динамометрический ключ |
Скорость вращения ≤ 5 об/мин |
Крутящий момент не соответствует спецификации: перепроверьте трение или состояние резьбы |
|
Проверка |
Повторите проверку через 5 минут, используя тот же калиброванный ключ. |
Динамометрический ключ |
Отклонение повторного теста ≤ ±5% |
Слишком большое отклонение: подтяните и задокументируйте причину. |
3.2Метод поворота гайки
| Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Подготовка |
Проверить шаг резьбы |
Определить шаг резьбы и рассчитать угол поворота (360° = удлинение на один шаг резьбы) |
Резьбомер, калькулятор |
Допуск шага ≤ ±0,01 мм |
Неизвестный шаг: проверьте спецификацию крепежа |
|
Проверьте посадку стыка |
Убедитесь, что сопрягаемые поверхности чистые и правильно установлены. |
Щуп |
Начальный зазор ≤ 0,02 мм |
Слишком большой зазор: очистите или переставьте компоненты стыка |
| Эксплуатация на месте |
Ручная предварительная загрузка |
Для массового производства структурных компонентов: используйте машина для вставки крепежа Для равномерного предварительного позиционирования болтов/гаек и устранения зазоров. Для небольших партий: затягивайте вручную до плотного прилегания поверхностей. |
Перчатки |
– |
Свободная посадка: продолжайте затягивать до тех пор, пока не исчезнет люфт |
|
Отметьте контрольную линию |
Отметьте линию совмещения на гайке и болте |
Маркер |
Четкие, видимые отметки |
Слабая отметка: примечание для обеспечения точности угла |
|
Управляемое вращение |
Медленно вращайте гайку на заданный угол с равномерным усилием. |
Гаечный ключ с угловой маркировкой |
Отклонение угла ≤ ±2° |
Жесткое точение: проверьте на наличие заедания нити |
|
Проверка соответствия |
Перепроверьте маркировку и зазоры в стыках. |
Щуп |
Нет видимого зазора |
Оставшийся зазор: затяните сильнее и запишите дополнительный угол. |
3.3Метод гидравлического натяжителя
| Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Предварительный расчет |
Установить целевую нагрузку |
Определить зажимную нагрузку на конструкцию соединения; учесть упругое восстановление |
Калькулятор |
Начальная нагрузка = Цель × 1,25–1,30 |
Неопределенная нагрузка: используйте 80% контрольной нагрузки в качестве справочного значения |
|
Осмотреть оборудование |
Убедитесь, что вставки, уплотнения и индикатор давления находятся в хорошем состоянии. |
Гидравлический натяжитель, насос |
Отклонение давления ≤ ±1% |
Повреждено уплотнение: замените и повторите проверку. |
| Эксплуатация на месте |
Чистые потоки |
Удалить ржавчину и мусор с открытых резьбовых соединений. |
Кисть, ткань |
– |
Сильная коррозия: очистите или замените болт |
|
Установить натяжитель |
Глубина вставки ≥1,5×толщина гайки; основание заподлицо и ровно |
Гидравлический натяжитель, гаечный ключ |
– |
Основание не выровнено: используйте прокладки для исправления вертикальности. |
|
Оказать давление |
Постепенно увеличивайте давление до первоначальной цели; удерживайте в течение 3–5 минут. |
Насос, манометр |
Повышение давления ≤ 0,5 МПа/с |
Падение давления: проверьте утечки перед повторной попыткой. |
|
Затянуть гайку |
Находясь под давлением, затяните гайку до упора. |
Гаечный ключ |
Гайка надежная, без смещения |
Ореховые джемы: используйте альтернативу с крупной нитью |
|
Сброс давления и проверка |
Постепенно сбросьте давление; снимите натяжитель и снова проверьте момент затяжки. |
Динамометрический ключ |
Отклонение крутящего момента ≤ ±5% |
Низкая предварительная нагрузка: повторите с более высоким начальным давлением |
3.4Метод мойки DTI
| Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Подготовка |
Спецификация шайбы Match |
Выберите шайбу, соответствующую размеру болта; убедитесь, что выступы не повреждены. |
Штангенциркуль, лупа |
Отклонение размеров ≤ ±0,1 мм |
Деформированные выступы: заменить шайбу |
|
Определить диапазон зазоров |
Подтвердите приемлемый зазор на основе целевой предварительной нагрузки |
Спецификация, калькулятор |
Как указано производителем стиральной машины |
Неизвестный диапазон: обратитесь к историческим данным |
| Эксплуатация на месте |
Позиционная шайба |
Поместите шайбу под головку болта или гайку выступами вверх. |
Перчатки |
Правильное выравнивание |
Смещение по центру: переставьте шайбу |
|
Начальная затяжка |
Затяните с моментом затяжки 80%. |
Динамометрический ключ |
– |
Сопротивление: осмотрите резьбу или поверхность шайбы. |
|
Измерение разрыва |
Измерьте зазор шайбы с помощью щупа |
Щуп (точность 0,01 мм) |
В пределах заданного диапазона |
Слишком большой зазор: продолжайте затягивать |
|
Окончательное подтверждение |
Запишите окончательный зазор и подтвердите равномерное сжатие. |
Бортовой журнал, щуп |
Отклонение зазора ≤ ±0,02 мм |
Неравномерный зазор: правильное выравнивание болтов |
3.5Метод удлинения болтов (включая гидравлические, термические и прецизионные методы измерения)
Этот метод определяет точность затяжки путем непосредственного измерения удлинения болта, обеспечивая контролируемую предварительную нагрузку посредством гидравлического натяжения, теплового расширения или точного измерения.
Процесс гидравлического натяжения
| Отделение процесса |
Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Гидравлическое натяжение |
Подготовка |
Рассчитать параметры растяжения |
Целевое удлинение = (Целевое напряжение × Длина болта) / Модуль упругости |
Калькулятор, Спецификация болтов |
Отклонение удлинения ≤ ±3% |
Неизвестные параметры: обратитесь в технический отдел для получения данных о материалах. |
|
|
Проверить совместимость |
Убедитесь, что натяжитель соответствует диаметру болта. |
Суппорт, натяжитель |
Допуск диаметра ≤ ±1 мм |
Несоответствие: замените натяжитель правильного размера. |
|
Эксплуатация на месте |
Установить натяжитель |
Глубина вставки достаточная, основание установлено ровно |
Натяжитель, гаечный ключ |
Глубина ≥ 1,5 × толщина гайки |
Свободная посадка: используйте прокладки для регулировки |
|
|
Примените давление и измерьте |
Нагнетайте давление до достижения заданного удлинения; постоянно контролируйте |
Гидравлический насос, циферблатный индикатор |
Повышение давления ≤ 0,5 МПа/с |
Недостаточное удлинение: постепенно увеличивайте давление. |
|
|
Затяните и сбросьте давление |
Удерживая давление, полностью затяните гайку, а затем медленно сбросьте давление. |
Гаечный ключ, гидравлический насос |
Гайка заподлицо и надежно закреплена |
Ослабление гайки: подтянуть и проверить |
|
|
Окончательное измерение |
Измерьте фактическое удлинение после разгрузки |
циферблатный индикатор |
Отклонение от цели ≤ ±5% |
Чрезмерное отклонение: повторите процесс с измененными настройками. |
Процесс термической затяжки
| Отделение процесса |
Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Термический метод |
Подготовка |
Определить параметры нагрева |
Рассчитать целевое удлинение, определить температуру и продолжительность нагрева |
Калькулятор, Технические характеристики нагревательного стержня |
Максимальная температура ≤ 80% от температуры отпуска |
Перегрев: может снизить прочность материала — немедленно прекратите нагрев. |
|
|
Осмотрите центральное отверстие |
Убедитесь, что центральное отверстие болта чистое и без заусенцев. |
Дрель (при необходимости), Щетка |
Размер отверстия совместим со стержнем нагревателя |
Отверстие слишком маленькое: увеличьте, чтобы подошло |
|
Эксплуатация на месте |
Установить нагревательный стержень |
Вставьте и закрепите нагревательный элемент в центральном отверстии. |
Нагревательный стержень, зажим |
Зазор ≤ 2 мм между стержнем и стенкой |
Свободное прилегание: переустановите, чтобы обеспечить равномерный нагрев. |
|
|
Нагревание и мониторинг удлинения |
Непрерывный нагрев с мониторингом удлинения в режиме реального времени |
Нагревательный стержень, циферблатный индикатор |
Повышение температуры ≤ 5 °C/мин |
Быстрое удлинение: немедленно уменьшите мощность |
|
|
Затянуть гайку |
После достижения заданного удлинения немедленно затяните гайку. |
Гаечный ключ, циферблатный индикатор |
Гайка полностью установлена |
Медленная работа: охлаждение приводит к усадке — повторно нагрейте и повторите |
|
|
Охладить и перепроверить |
Дайте болту остыть до комнатной температуры и снова измерьте удлинение. |
циферблатный индикатор |
Конечное отклонение ≤ ±5% |
Чрезмерное отклонение: повторить нагрев и регулировку |
Процесс точного измерения
| Отделение процесса |
Стадия процесса |
Операция Шаг |
Эксплуатационные требования |
Инструменты и оборудование |
Ключевые параметры |
Распространенные проблемы и решения |
| Точное измерение |
Подготовка |
Выберите инструмент измерения |
Выберите циферблатный индикатор или ультразвуковой измеритель удлинения в зависимости от размера болта и доступа. |
Стрелочный индикатор, Ультразвуковой счетчик |
Точность измерения ≥ 0,001 мм |
Низкая точность: замените сертифицированным инструментом. |
|
|
Измерьте начальную длину |
Запишите длину болта перед загрузкой |
Инструмент измерения |
Измерьте 3 раза, возьмите среднее значение. |
Непоследовательные данные: проверьте настройку инструмента и плоскостность торца болта. |
|
Эксплуатация на месте |
Предварительная загрузка и применение нагрузки |
Затяните вручную, затем плавно приложите растягивающее усилие. |
Гаечный ключ, Погрузочное оборудование |
Равномерная нагрузка без ударов |
Ударная нагрузка: повторите измерение после стабилизации |
|
|
Измерение под нагрузкой |
Рекордная длина при натяжении |
Стрелочный индикатор / Ультразвуковой счетчик |
Измерьте 3 раза, возьмите среднее значение. |
Трудно читать: отрегулируйте положение инструмента |
|
|
Рассчитать удлинение |
Удлинение = Длина под нагрузкой − Начальная длина |
Калькулятор |
Удлинение соответствует целевому значению |
Ниже цели: постепенно увеличивайте прилагаемую нагрузку |
|
|
Блокировка и проверка |
Затяните гайку, чтобы закрепить, затем повторите измерение для подтверждения. |
Гаечный ключ, измерительный инструмент |
Конечное отклонение ≤ ±3% |
Ослабление гайки: подтяните и проверьте еще раз |
4.0Справочные таблицы для ключевых параметров
4.1Справочная таблица для коэффициента орехов (значение K)
| Тип материала |
Состояние смазки |
Значение K |
Типичное применение |
| Сталь |
Графитовая смазка / моторное масло |
0.10 |
Общая механическая сборка |
| Сталь |
Смазка на основе дисульфида молибдена |
0.11 |
Приложения с высокими нагрузками и низким трением |
| Сталь |
Легкое машинное масло заводского применения |
0.15 |
Сборка новых компонентов без дополнительной смазки |
| Сталь |
Противозадирный состав на основе меди |
0.13 |
Соединения в условиях высоких температур |
| Сталь |
Несмазанный |
0.20 |
Временные или неточные сборки |
| Горячеоцинкованная сталь |
Несмазанный |
0.25 |
Наружные коррозионно-стойкие соединения |
| Крепеж с покрытием |
Несмазанный |
0.15 |
Универсальные антикоррозионные применения |
| Нержавеющая сталь |
Несмазанный |
0.30 |
Высокие требования к коррозионной стойкости |
4.2Справочная таблица потерь при упругом восстановлении
| Длина болта (мм) |
Коэффициент потерь при упругом восстановлении |
Начальный коэффициент растяжения |
Применимый метод |
| ≤ 100 |
281ТП3Т – 301ТП3Т |
1.30 |
Метод гидравлического натяжителя |
| 101 – 300 |
251ТП3Т – 281ТП3Т |
1.28 |
Метод гидравлического натяжителя |
| ≥ 301 |
221ТП3Т – 251ТП3Т |
1.25 |
Метод гидравлического натяжителя |
4.3Сравнение точности и применения методов затяжки
| Метод затяжки |
Диапазон точности |
Типичное применение |
Уровень стоимости |
| Метод ощупывания руками |
±35% |
Некритичные, статические соединения без вибрации |
Низкий |
| Метод динамометрического ключа |
±25% |
Стандартные инженерные соединения, пакетная сборка |
От низкого до среднего |
| Метод поворота гайки |
±15% |
Болтовые соединения конструкций, высокоточные применения |
Середина |
| Метод мойки DTI |
±10% |
Стальные конструкции, мосты и строительные швы |
Середина |
| Метод удлинения болта |
±3% – ±5% |
Тяжелая техника, критические соединения |
Средний или высокий |
| Метод тензометрии |
±1% |
Лабораторные испытания, высокоточное оборудование высокого класса |
Высокий |
5.0Формы контроля качества и записи
5.1Форма записи проверки качества затяжки крепежных элементов
| Нет. |
Номер партии |
Характеристики крепежа (модель/материал) |
Метод затяжки |
Целевой параметр (крутящий момент / угол / удлинение) |
Измеренное значение |
Диапазон отклонения |
Инструмент для проверки и идентификация |
Соответствие |
Оператор |
Дата проверки |
Замечания (проблемы и действия) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2Форма записи калибровки оборудования
| Название оборудования |
Модель/Характеристики |
Идентификатор оборудования |
Дата калибровки |
Калибровочное агентство |
Элементы калибровки |
Результат калибровки (диапазон отклонения) |
Дата следующей калибровки |
Техник |
Замечания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.0Руководство по безопасности и техническому обслуживанию
| Категория |
Особые требования |
| Эксплуатационная безопасность |
1. Всегда используйте средства индивидуальной защиты, такие как защитные очки и перчатки, во время работы. Никогда не стойте непосредственно на одной линии с концом болта во время гидравлического натяжения или нагрева. 2. При работе на высоте используйте страховочный пояс и соорудите устойчивые рабочие платформы. Работы на открытом воздухе должны проводиться в соответствии с местными рекомендациями по погодным условиям и мерами безопасности. |
| Техническое обслуживание оборудования |
1. Очищайте и обслуживайте все инструменты после использования. Перед хранением ослабьте пружины динамометрических ключей и убедитесь, что гидравлические системы полностью разгружены после работы. 2. Регулярно проверяйте инструменты и оборудование на предмет износа и повреждений; немедленно заменяйте неисправные компоненты. Работа с неисправным оборудованием строго запрещена. |
| Прослеживаемость качества |
1. Сохраняйте все эксплуатационные записи и данные проверок не менее одного года; записи критических процессов – не менее трёх лет. 2. В случае несоответствия партии продукции требованиям немедленно остановите производство, выясните причину и примите корректирующие меры. |
| Экстренное реагирование |
1. В случае выхода оборудования из строя немедленно отключите электропитание или сбросьте давление, чтобы предотвратить вторичные травмы. Используйте специальные огнетушители для тушения любых пожаров. 2. Разработайте протокол экстренной связи с назначенным ответственным персоналом и четко пропишите процедуры реагирования. |
Ссылки
www.totem-forbes.com
www.waltontools.com
