BOLTED

Fórum na téma optimalizace
zajišťování šroubových spojů

Společnost Nord-Lock Group pomáhá držet železniční sektor na správné koleji

Poprvé publikováno v magazínu Bolted č. 1 – 2017.

První instalace klínových podložek Nord-Lock na ŽELEZNIČNÍ VOZY byly zahájeny před 20 lety. Dnes je nalezneme ve všech s bezpečností souvisejících oblastech železničního odvětví, jako jsou podvozky, spojovací zařízení, brzdové soustavy, kolejové tlumiče, skříně/kryty a mnoho dalších.

Podložky Nord-Lock zajišťují funkčnost šroubových spojů i v podmínkách nejvyšší míry vibrací způsobených železničním provozem. Jako příklad můžeme uvést železniční výhybky – tato vysoce komplexní zařízení musí sloužit co možná nejdéle s minimální potřebou údržby a jsou vystavena povětrnostním vlivům a značné zátěži.

Podložky Nord-Lock pro ocelové konstrukce (NLSC) pomáhají železničním operátorům eliminovat provozní odstávky a šetřit náklady. Při renovaci nebo náhradě starých mostů jsou často na místě stavby budovány malé, dočasné mosty, jejichž šrouby jsou dotaženy na 100 % předpětí za účelem zajištění šroubových spojů. Tyto šroubové spoje lze však použít pouze jednou. Při použití podložek Nord-Lock je možné míru předpětí snížit.

Stožáry venkovního vedení a signalizace se musejí vyrovnávat s vysokým dynamickým zatížením způsobeným projíždějícími vlaky. Vzhledem k vysokému počtu těchto stožárů jsou spolehlivé šroubové spoje zásadním faktorem snižování nákladů na údržbu. Podložky Nord Lock série X díky své speciální geometrii zvyšují bezpečnost šroubových spojů, a to i v případě spojů s krátkou svěrnou délkou a spojů z měkkých materiálů.

Poslední dobou se začaly podložky Nord-Lock série X také hojně využívat v protihlukových stěnách, které se musejí vypořádat s extrémními vibracemi způsobenými projíždějícími vlaky. Jen v samotném Německu se má do roku 2030 vybudovat na 3000 km takovýchto protihlukových stěn. Kombinace šroubů do betonu a podložek série X se využívá k připevnění protihlukových bariér k existujícím mostovkám, z nichž mnohé pro takovéto protihlukové bariéry nebyly původně určeny.

Jak vznikla a vyvinula se společnost Expander System Group

12 července 2017
comment

Text: Ulf Wiman

fotografie: Stefan Jerrevång

Společnost Expander System Group, nejnovější přírůstek do rodiny společností Nord-Lock Group, sdílí se svou mateřskou společností řadu stejných zákazníků a jejich historie je také pozoruhodně podobná. Firma byla založena v odlehlé části Švédska a vyvinula se na základě inovativní myšlenky. V případě společnosti Expander došlo k transformaci rezavého šroubu ve špičkovou technologii s předním postavením na trhu. Příběh této firmy vypráví její zakladatel a bývalý majitel Roger Svensson.

Poprvé publikováno v magazínu Bolted č. 1 – 2017.

V jakém oboru působí společnost Expander?
„Náš patentovaný systém Expander je špičkovým, ekonomicky výhodným řešením, které dokáže skoncovat s opotřebením otočných spojů těžkých strojních zařízeních používaných v oborech, jako jsou například stavebnictví, lesnictví, nebo důlní těžba. Do otočného spoje se vmontuje sestava rozpěrného otočného čepu charakteristická obousměrným jištěním (osovým i radiálním), která zvyšuje stabilitu a bezpečnost spoje a eliminuje potřebu provádět sváření a převrtávání opotřebených nosných ok (držáků) otočného spoje. Tento systém byl podroben provozním zkouškám – více než 50 000 hodin bezporuchového provozu.“

Jak vůbec tato společnost vznikla?

„Můj otec Evereth a jeho bratr (dvojče) Gerhard prováděli v 50. Letech minulého století opravy silnic. Začínali s jedním buldozerem. Otočné čepy a spoje strojního zařízení jsou náchylné k opotřebení, která pak vedou k nákladným odstávkám a opravám zařízení. Otec s bratrem však vymysleli provizorní řešení – do otvoru oka opotřebeného otočného spoje vtloukli rezavý hřeb, čímž zmenšili mezeru způsobenou opotřebením. Řešení zafungovalo překvapivě dobře a přivedlo je na myšlenku začít tuto technologii rozvíjet.

Kdy jste se zapojil vy?
„Dozvěděl jsem se o jejich nápadu a ihned jsem v něm spatřil velký potenciál. Spolu s otcem jsme založili firmu v roce 1986. Již brzy po založení jsme zapojili výpočetní techniky a vyvinuli jsme parametricky řízený CAD systém. Jedná se o nástroj nedocenitelné hodnoty – každý systém Expander je díky němu vytvořen na míru specifickým aplikacím konkrétního zákazníka.

V 90. letech jsme začali geograficky expandovat. Severní Amerika představuje obrovský trh – v roce 1997 jsem se tam tedy přestěhoval s úmyslem vytvořit zde základnu pro naše podnikání. Tato myšlenka se shledala s úspěchem a v roce 2006 jsme založili vlastní výrobní závod v Severní Americe.

Proč jste se rozhodl společnost prodat?
„Dochází k rozvoji obrovských trhů, jako je například Jižní Amerika. Chcete-li však na takové trhy proniknout, musíte na nich být fyzicky přítomni. Měl jsem dvě možnosti: mohl jsem založit vlastní distribuční síť, nebo prodat společnost někomu, kdo již má své pobočky a distribuční síť na světových trzích. Se společností Nord-Lock Group jsme již dříve spolupracovali a po několika diskuzích s jejím generálním ředitelem panem Olou Ringdahlem jsem si byl jistý, že takové spojení bude ideálním řešením.

Co přináší Expander společnosti Nord-Lock Group?

„Došlo k obrovskému posunu v tom, jak lidé vnímají opravy a údržbu, díky kterému je na trhu opravdu obrovský potenciál pro náš systém Expander. Zatím jsme byli vskutku jen na povrchu tohoto obrovského moře možností.

Se společností Nord-Lock Group jsme v minulosti měli často stejné zákazníky, avšak řešili jsme u nich jiné technické záležitosti. Spojením našich řešení a jejich vzájemnou podporou vytvoříme mnohem silnější portfolio výrobků, což bude pro zákazníky velkým přínosem.“

Fakta: Roger Svensson
Pozice: Zakladatel a bývalý generální ředitel společnosti Expander System Group.
Věk: 56.
Bydliště: Sedona, Arizona, USA.
Profesní profil: Vystudoval ekonomii a politologii na univerzitě UCLA v Los Angeles. Člen univerzitního týmu UCLA, který zvítězil v prestižním mistrovství NCAA v plavání v roce 1982. Před tím, než v roce 1986 spolu s otcem založil společnost Expander, působil v několika pozicích v jiných firmách. „Vždy jsem byl podnikatelem.“
Zájmy: Hudba: zpívá, hraje na kytaru a píše vlastní písně. V současné době pracuje na svém debutovém albu. Také maluje a rád píše.

Torquing or tensioning – that is the question

6 července 2017
comment

Text: Nic Townsend

fotografie: Nord-Lock ILLUSTRATIONS: Dan Hambe

Which is the best method for controlled tightening of a bolted joint?
Bolted plays hydraulic torquing off against hydraulic tensioning.
And the winner is…

First published in Bolted #1 2017.

Nearly everyone has tightened a nut at some point in their lives and can understand the basic concept of torquing. It is the oldest, simplest, and for most non-engineers, the only method of tightening bolted joints.

Whether by hand or hydraulics, compared to other methods, simple to understand basics of torquing make it overall a far more cost-effective option. This does not dismiss the need for training and understanding of the key factors in torque tightening.

“With one torque wrench and a range of sockets, you can tighten quite a wide range of nuts and bolt sizes,” says Robert Noble, Technical Director, Asset 55. “It offers quite a bit of flexibility, and it’s easy to explain to a technician how to use torque equipment.”

Given that it will be effective in the majority of applications, it is clear why it is often the default first choice.

Hydraulic torquing has its limitations, particularly friction, which Noble labels, “the number one enemy of torque.” Typically, friction accounts for 90 percent of the torque applied to the nut, which means only a small portion of torque will translate into useful bolt load. Because torquing is an indirect way of loading, it is difficult to predict the exact bolt load. Many factors should be taken into consideration, in particular the lubricant used, the need to avoid possible contamination and a good surface finish on the nut bearing surfaces. This must be overcome to ensure reasonable accuracy when using torque to produce preload and can be a significant disadvantage in critical joints.

Noble stresses that with good procedures, calibrated equipment and competent personnel, torque tightening can be used successfully on most joints. Much is made of bolt scatter, which will see the achieved preload on an individual bolt within +/– 25 percent of target, but on a flange with multiple bolts the usual result is to achieve an average bolt load within close range of target (providing good practice is followed and the coefficient of friction is assessed). “This is accurate enough for the majority of gasketed flange joints, so torque remains a very viable technique,” Noble says.

Hydraulic tensioning began in the 1970s, pioneered in part by British engineer Fred Heaton, who would go on to found companies Hydratight and Boltight. Over the next 20 years it gradually became more common and is now becoming the preferred method for tightening large critical joints in many industries, such as oil and gas, wind, subsea, or power generation.

Compared to hydraulic torquing, it is a more complex procedure that involves more specialised equipment. In certain applications tensioning can offer greater accuracy and control, as well as speed of assembly. It is particularly advantageous on flanges with multiple bolts. Using conventional torque, each bolt is tightened one-by-one in a pattern, which must be applied carefully to avoid the risk of putting too much load on one side of the gasket or flange. By attaching multiple tensioners, it is possible to tighten a number of bolts simultaneously for an even compression of the gasket.

“This is essentially where hydraulic tensioning came from,” says Nitin Patel, Projects and Commercial Manager, Boltight. “It allowed people to control the clamping force and if you could do it all in one go, around the whole circumference, that would be much better for the gasket, much better for the joint, and you could actually predict the load that is in that joint.”

Another perceived advantage of tensioning is improved accuracy, but as Noble points out, it’s not always that simple. “Unfortunately, the industry tries to use simple one-size-fits-all rules but they do not apply to the torque and tension criteria,” he explains. “Where the conditions are right, tensioning can become very accurate. Typically, that would be for bolts with a high length-to-diameter ratio – long, thin bolts – and where you have high bolt loads. In these applications tensioning is more accurate than torque. But conversely with short, fat bolts and low bolt loads, tensioning becomes less accurate.”

Tensioning also has its disadvantages, namely load loss, which occurs when the tensioner is released and the load transfers to the nut. To compensate for this, the load loss is estimated and the technician applies the expected load loss in advance. This means that the bolt, gasket and flanges are subjected to greater stress than the targeted assembly stress. This has to be taken into consideration either at the joint design stage or prior to using the tooling. An alternative is to repeat the tensioning procedure to compensate for the settlements.

Hydraulic tensioning can also have practical and logistical drawbacks. Since it requires more equipment and specialised tools, it can be significantly more expensive. “Tensioning is not easily understood, other than by those who tension regularly,” says Noble. “You need specific tension tools and it’s difficult to design a tensioner range with the same flexibility as a torque wrench.”

So the truth is that there is no simple answer to which one is better, torquing or tensioning. It is best decided on a joint-by-joint basis.

“Blanket policies result in a lot of technical queries and in some cases the need to compromise on bolt load. Instead you need to do what is best for that specific joint,” Noble says and concludes: “Sometimes it comes down to looking at the application with open eyes, considering how you will actually get the equipment out to the site, the location where it has to be used and how it is going to fit into the application.”

Did you know that…
Friction typically accounts for 90% of the torque applied to the nut during hydraulic torquing?

Joint ventures
For bolted joints, several factors must be considered before choosing between torquing or tensioning.

  • Establish the target assembly load that the application needs.
  • Consider any factors that can directly influence your choice. In applications where it would be beneficial to avoid any torsional effect on the bolt, such as foundation bolts in concrete, tensioning would be the best option. Torquing, however, could be a better option if you are dealing with space constraints.
  • Don’t underestimate the physical and logistical constraints. For a tensioner to grip properly, at least one diameter of thread needs to be protruding through the nut.

 

Interested to know more?

► Boltight hydraulic tensioning system

► Video: Installing a hydraulic bolt tensioner

 

Washers keep airplanes in the air

First published in Bolted #1 2017.

Look up into the sky in the coastal city of Miri, in north-eastern Sarawak, Malaysia, and you may see Nord-Lock washers in action: inside a radio-controlled aircraft. These hobby airplanes are sold by Byond Horizon, a business that otherwise uses drones to take aerial photos and videos for companies.

“Unlike our drones, these recreational aircraft use gasoline-powered engines,” says Mr. M. Fadzly of Byond Horizon. “These engines cause a vibration problem. Since the frame is made of wood, which is soft, and the engine and its mounting are made of steel, the bolts holding them together can come loose after only four or five flights.”

Fadzly says that it can be difficult to access the plane’s engine, so the loosening is a real problem. A friend of Fadzly’s, however, works at Mayura Engineering and is a supplier of Nord-Lock washers.

“I ordered a box, tried them out, and now I recommend them to all of my customers when we are assembling their airplanes,” says Fadzly. “The Nord-Lock washers never need to be retightened, and they also make sure the engine stays in place. It would be quite dangerous if the engine were to fall out during flight.”

Fadzly not only sells the radio-controlled airplanes, he flies them himself. “I’ve been doing it since 1997,” he says. “It’s a passion, and a fun thing to do on the weekend. It gives you the feeling of flying a real airplane.”

►► Contact us to receive more information about Nord-Lock washers

Boltight subsea hydraulic bolt tensioners

Boltight manufactures both standard and custom built tooling for subsea applications. The subsea tensioners incorporate components that helps to save installation time, cost efficient, protects the environment and conforms to the requirements of the European Pressure Equipment Directive.

All subsea tensioners are assembled, filled with oil and have been pressure tested before dispatch. Boltight subsea tensioning tool is supported by a range of ancillary equipment such as high volume pumps, diver control valves, long length down line and hose reels.

Click here for more information about Boltight

Request for more information about Boltight

Inovativní otočné čepy – již žádné odstávky zařízení

15 června 2017
comment

Text: Alastair Macduff

fotografie: Rambooms

Poprvé publikováno v magazínu Bolted č. 1 – 2017.

Zákazník: Rambooms

Výrobková řada: >40 modelů od 450 kg do 20 t

Koncový zákazník: Výrobce drtičů a doly

Použitý výrobek: Technologie otočných spojů – systém Expander

Použití: Systémy ramene drtiče

Společnost Rambooms Oy vyrábí systémy ramene drtiče, které dodává výrobcům drtičů a dolům na celém světě. Výrobky této finské společnosti se používají k rozbíjení nadměrně velkých kamenů.

U takovýchto aplikací je opotřebení otočných spojů běžným jevem. Společnost dříve používala vlastní řešení, kterým se snažila opotřebení otočných spojů předcházet. Toto řešení se základním kónickým jištěním však způsobovalo problémy. Vlastní čepy společnosti Rambooms byly také do továrny dodávány v kusech, nikoli složené v celku. To kladlo další nároky na přebalovací práce personálu v případě, že bylo třeba čepy odesílat jako náhradní díl.

V roce 2009 se společnost rozhodla otestovat systém Expander  a s výsledky byla mimořádně spokojena. Otočné čepy Expander jsou do továrny dodávány již kompletně smontované, což v tomto vysoce konkurenčním oboru představuje významnou úsporu času a nákladů. Technici uvádějí, že montáž zařízení do stroje a jeho zajištění jsou mnohem snadnější, než tomu bylo v případě předchozího řešení.

Systém Expander přinesl společnosti Rambooms klid a jistotu – od okamžiku nasazení systému nemusela řešit žádné problémy zákazníků s opotřebením otočných spojů. Významné je také zkrácení dodacích termínů, neboť výrobky systému Expander jsou vždy připraveny k rychlému odeslání.

„Naši zákazníci jsou si vědomi toho, že s technologií otočných čepů Expander dostávají vysokou kvalitu. To se příznivě odráží na naší společnosti a jejích obchodních aktivitách,“ říká Samppa Varhomaa, produktový manažer společnosti Rambooms Oy.

Systém Expander se zajistí do otočného spoje přímo na strojním zařízení. K zajištění dojde utažením spojovacích prvků. Obousměrné jištění tohoto systému zvyšuje bezpečnost a stabilitu. Jeho montáž i demontáž jsou přitom velmi snadné.

Mazání: Kdy a jak promazávat při předepínání?

8 června 2017
comment

Text: Amaris Neidich & Joseph Vernam

Poprvé publikováno v magazínu Bolted č. 1–2017.

Otázka:Jak ovlivňuje mazání hydraulické předepínání a předepínání pomocí vícešroubových prvků?
Odpověď:Při tradičním postupu utahování matic pomocí klíče je správné promazání velmi důležité. Řada povrchů se zde pohybuje proti jiným povrchům – závity matice proti závitům šroubu a spodní strana matice proti povrchu spoje. Překonání těchto třecích sil spotřebuje zhruba 90 % práce (energie) vynaložené k dosažení napětí ve spoji.

Pokud na spoj vyvíjí svěrnou sílu hydraulický předepínací nástroj, nehraje promazání žádnou roli, neboť tato síla je vyvíjena přímo na šroub/svorník a spoj. Tahová síla je lineární silou vyvíjenou v osovém směru. Ke vzniku napětí ve šroubu tedy není třeba rotačního pohybu. Díky tomu je možné otáčením posunout matici dolů po závitu směrem k čelní straně spoje s naprosto minimálním třením.

Jelikož tření tento způsob utahování nijak neovlivňuje, není třeba snižovat třecí koeficient promazáním. Minimum tření v těchto aplikacích také umožňuje dosažení výrazně přesnějších a opakovatelných výsledků předepínání.

V případě vícešroubových předepínacích prvků neovlivní mazivo aplikované na závit hlavního šroubu dosažené předpětí. Doporučujeme použít velmi tenkou vrstvu maziva s vlastnostmi, které brání zadírání závitu. Bude tak usnadněna budoucí demontáž předepínacího prvku.

Mnohem důležitější je aplikace požadovaného maziva na závity a spodní strany jednotlivých (odtahovacích) šroubů jackbolt, které jsou součástí předepínacího prvku, a na čelo podložky.

Správné promazání je zde klíčové pro zaručení přesného a opakovatelného předpětí v instalacích Superbolt. Prvky Superbolt využívají zejména mazivo na bázi grafitu, které se vyznačuje nízkým koeficientem tření a stabilními vlastnostmi. Toto mazivo pozitivně ovlivňuje předepínání. Vícešroubové předepínací prvky se dodávají s jednotlivými instalovanými (odtahovacími) šrouby jackbolt již předmazanými. Dodávka obsahuje také další mazivo, které je určeno k aplikaci na spodní strany šroubů jackbolt. Při následných opětovných instalacích se vyžaduje opětovná aplikace maziva, která zaručí dosažení požadovaných funkčních charakteristik výrobku.

ZEPTEJTE SE ODBORNÍKŮ

Máte dotaz týkající se jištění šroubových spojů?

Vyzkoušejte odborníky společnosti Nord-Lock.

Pošlete nám e-mailem dotaz týkající se jištění šroubových spojů na adresu:

experts@nord-lock.com

Elektrická energie získaná z pohybu mořských vln

Síla pohybu mořských vln je obrovským potenciálním zdrojem dosud nevyužité obnovitelné energie. Odlehčené bóje společnosti CorPower získávají energii z mořských vln a odolávají i těm nejsilnějším bouřím.

Poprvé publikováno v magazínu Bolted č. 1 -2017.

ENERGIE. Vzhledem k tomu, že oceány pokrývají 70 % povrchu planety Země, představuje síla pohybu vln nezměrný a dosud nevyužitý potenciál pro získávání obnovitelné energie. Problémem je, že v současnosti používaná zařízení pro získávání energie z vln jsou příliš rozměrná a nákladná na to, aby mohla být komerčně úspěšná. Odpověď možná nalezla švédská společnost CorPower Ocean.

Její kompaktní konvertor energie vln (Wave Energy Converter) funguje na principu oscilace v rezonanci s pohybem vln (pohyb nahoru a dolů spolu s vlnami), přičemž zařízení tento pohyb zesiluje a převádí jej na elektrickou energii. Zakladatel společnosti CorPower Ocean, kardiolog Stig Lundbäck, je vynálezcem základního princip tohoto zařízení. Inspiroval se při tom principy pumpování, které využívá při své práci lidské srdce. Stejným způsobem, kterým využívá lidské srdce hydraulicky nahromaděnou energii k tomu, aby se vrátilo do původního tvaru, využívá zařízení Wave Energy Converter systém pneumatického předpětí ke stažení bóje směrem dolů, poté co byla vlnou vyzdvižena nahoru.

Díky tomu může toto relativně malé zařízení získávat z pohybu vln velké množství energie. Odhaduje se, že jedna taková bóje o průměru 8 m může generovat až 250 kW energie. To je množství dostačující pro 200 domácností.

„Energie získaná z pohybu mořských vln má potenciál jednoho dne pokrývat 10 až 20 % celosvětové spotřeby elektřiny,“ uvádí Patrik Möller, generální ředitel společnosti CorPower Ocean. „Může se stát nejvíce konkurenceschopným zdrojem obnovitelné energie. Nabízí pětinásobně vyšší energetickou hustotu v porovnání s větrnou energií a desetinásobně vyšší v porovnání se solární. Vlny vykazují menší škálu variací a jsou předvídatelnější než sluneční svit nebo vítr – energetický potenciál vln se dá snadno stanovit s několikadenním předstihem.

V současné době podstupuje zařízení Wave Energy Converter zkoušky se simulovanou zátěží vln. Oficiální plné předvedení zařízení a jeho schopností je plánováno na rok 2017. Při vývoji bylo klíčové dosáhnout toho, aby zařízení bylo co nejmenší a nejlehčí, avšak zároveň dostatečně pevné a odolné – musí být totiž schopno přestát i ty největší mořské bouře.

Tato snaha postavila vývojáře před řadu výzev v oblasti spojování materiálu. Na hlavní rám uvnitř bóje se společnost Cor­Power Ocean rozhodla použít předepínací prvky Superbolt. Důvodem jsou jejich nízké požadavky na utahovací moment v porovnání s běžným šroubem, což výrazně usnadňuje jejich montáž. Předepínací prvky Superbolt však také zaručují spolehlivost po celou dobu životnosti bóje, která činí 20 let. Na základně bóje jsou použity podložky Nord-Lock, které dokáží udržet správné předpětí i po velkém počtu zátěžových cyklů probíhajících po dlouhou dobu.