BOLTED

Foorumi ruuvilukituksen optimoinnista

Aluslevyt varmistavat kolminkertaisesti radioaktiiviset kuljetukset

23 helmikuu 2018
Kommentti

Teksti: Ulrich Schamari

Kuva: KUVAT: Daher Nuclear Technologies

Ensimmäinen julkaisu: Bolted #2 2017.

HAASTE

Hanaussa Saksassa, lähellä Frankfurtia toimiva Daher Nuclear Technologies GmbH kehittää säiliöitä radioaktiivisten aineiden kuljetukseen. Näiden säiliöiden täytyy tietenkin olla äärimmäisen turvallisia.

Yritys on uuden uraaniheksafluoridin kuljetuksiin tarkoitetun säiliön suunnittelussa noudattanut erittäin tiukkoja kansainvälisiä ja kansallisia vaatimuksia sisältäen Kansainvälisen atomienergiajärjestön (IAEA) tie-, rautatie- ja merikuljetuksista antamat suositukset. Nämä vaatimukset täyttävän säiliön täytyy esimerkiksi kestää mekaanista ja lämpökuormitusta, jota voi esiintyä onnettomuustapauksissa.

Nämä mekaaniset onnettomuuskuormitukset määritetään testijaksossa, johon kuuluvat putoaminen 120 senttimetrin korkeudesta, 9 metrin korkeudesta sekä pudotus 1 metrin korkeudesta piikkiin. Säiliön täytyy pysyä tiiviinä, niin että seuraava lämpötesti, tulipalo, ei vaaranna säiliön turvallisuutta.

RATKAISU

Daher suunnitteli säiliön lukot niin, että lukkopultit eivät missään tapauksessa löysty tai irtoa säiliötä kuorma-autoon lastattaessa tai kuljetuksen aikana. Yritys haki optimaalista ratkaisua intensiivisesti, mikä johdatti sen Nord-Lockin aluslevyihin mallia NL16-254SMO. Nämä turvalliset aluslevyt ovat tärkeä komponentti Daherin kolminkertaisesti suojatussa lukitusjärjestelmässä: lukko varmistetaan pultilla, joka lukitaan paikoilleen toisella pultilla. Nord-Lockin lukitusaluslevyt ovat toisen pultin alapuolella. Jokaisessa säiliössä on kuusi lukkoa, ja jokaisessa lukossa on Nord-Lockin aluslevypari.

TULOS

Nord-Lockin lukitusaluslevyjen ansiosta Daherin atomiteollisuudelle tarkoitettujen kuljetussäiliöiden lukitusjärjestelmät eivät voi kulua tärinöiden tai kuormituksen vuoksi, vaan pysyvät kiinni tiukasti ja varmasti. Daher oli myös tyytyväinen tajuttuaan, kuinka kustannustehokkaita Nord-Lockin tuotteet ovat ja kuinka helposti huolto hoituu. Tarvittaessa lukitusaluslevyt voidaan vaihtaa milloin tahansa varmistamaan, että kuljetussäiliöt pysyvät erinomaisessa kunnossa. Säiliöiden elinikä on yli 30 vuotta – ja niin myös Nord-Lockin aluslevyjen.

Asiantuntijat: Improving fatigue resistance

Ensimmäinen julkaisu: Bolted #2 2015.

K:  Miten väsymislujuutta parannetaan?
V: Ruuviliitoksen väsymiskapasiteetti on hyvin pieni verrattuna sen staattiseen kapasiteettiin. Väsymiskestävyyden parantamiseksi suunnittelijat voivat suurentaa kierteen kapasiteettia ja pienentää kierteisiin vaikuttavaa vaihtosuuntaista kuormitusta.

Kierteen kapasiteetin parantamiseksi on suositeltavaa käyttää valssattua kierrettä leikatun kierteen sijaan. Ruuviliitoksen kapasiteettia voidaan parantaa käyttämällä useampaa pientä kiinnitintä yhden ison kiinnittimen sijaan.

Kapasiteettia voidaan tehostaa myös käyttämällä parannettua liitintä, kuten Superbolt MJT:tä (monipulttista kiinnitintä) tai Flexnutia, joka jakaa kuorman paremmin kierteisiin ja antaa elastisuutta ruuviliitokseen.

Paras tapa parantaa väsymislujuutta on pienentää vaihtelevaa jännitystä kierteissä. Sen voi tehdä kolmella tavalla: liitoksen suunnittelu, liitoksen kiristys ja liitoksen turvallisuus.

Liitoksen muotoiluprosessi antaa mahdollisuuden parantaa kuorman jakautumista ruuviliitokseen ja pienentää ulkoisen kuormituksen tasoa jokaisessa liitoksessa. Se saadaan aikaan näin:

1. Käytä mahdollisimman suurta esijännitystä.
2. Pienennä ruuvin ja kuorman välistä epäkeskisyyttä.
3. Käytä mahdollisimman suuria kontaktipintoja.
4. Käytä mahdollisimman suurta kiinnityspituutta.
5. Käytä useimmissa tapauksissa esijännitystä, joka on suurempi kuin käyttökuormitus.

Muut muotoilumahdollisuudet käsittävät sovitepultit tai -ruuvit ja joustavat aluslevyt, jotka estävät relaksaatiota, virumista ja lämpökuorman aiheuttamaa venymää.

Liitoksen kiristyksessä täytyy saavuttaa tarvittava esijännitys vaihtelevan jännityksen pienentämiseksi. Tarkasti toimivien kalibroitujen työkalujen käyttö on suositeltavaa. On myös suositeltavaa käyttää kunnollista voiteluainetta hyvän esijännityksen saavuttamiseksi ja kiinnileikkautumisen estämiseksi. Sopivalla kiinnitysjärjestyksellä voidaan pienentää epätasaisesti kuormitettujen ruuvien riskiä ja varmistaa, että ruuviliitos on tiukka kaikkialla.

Liitoksen turvallisuuden kannalta on suositeltavaa varmistaa ruuviliitos esijännityksen häviämistä vastaan. Lisäksi liitos tulee varmistaa ympäristovaikutuksia vastaan, kuten korroosiota, joka voi aiheuttaa väsymismurtumaa. Sen voi tehdä valitsemalla osiiin ja kiinnittimiin sopivat materiaalit ja/tai pinnoitteet.

Kysy asiantuntijoilta
Onko sinulla ruuvilukitusta koskeva kysymys?
Testaa, mitä Nord-Lockin asiantuntijat osaavat.
Lähetä ruuvilukitusta koskevat kysymyksesi sähköpostitse osoitteeseen
experts@nord-lock.com

How do you choose the right size of Nord-Lock washer?

 

In this video we explain how you choose the right size of washer for your bolted joints.

► Read more: Introduction to Nord-Lock washers

► Video: Junker vibration test with Nord-Lock wedge-locking washers

How does the Nord-Lock washer work?

 

Nord-Lock washers secure bolted joints with tension instead of friction. Watch this video and let us explain how it works!

► Read more: Introduction to Nord-Lock washers

► Video: Junker vibration test with Nord-Lock wedge-locking washers


Ruuvin historia

20 joulukuu 2017
Kommentti

Teksti: Alannah Eames

Kuva: Kuvitus: Kent Zeiron

Ensi silmäyksellä ruuvi näyttää melko yksinkertaiselta esineeltä, joka pitää osia yhdessä. Mutta tarkastele asiaa syvemmin niin ymmärrät, että näennäisesti vähäpätöisen pultin ja ruuvin takana on paljon muuta kuin ensi silmäyksellä huomaa. Ilman niitä kaikki laitteemme ja koneemme hajoaisivat osiin.

History of the bolt drawings

First published in Bolted #2 2012.

Ruuvit ovat yksi tavallisimmista rakennuksissa ja koneissa käytetyistä elementeistä. Ne pitävät yhdessä mitä vain – sähköhammasharjojen ja saranoiden ruuveista massiivisiin pultteihin, jotka varmistavat rakennusten betonipylväitä. Oletko koskaan pysähtynyt ajattelemaan, mistä ne ovat peräisin?

Kierteiden historiaa voi seurata aina vuoteen 400 eKr. Merkittävimmät kehitykset nyky-150 vuoden aikana. Asiantuntijat ovat eri mieltä yksinkertaisen mutterin ja ruuvin alkuperästä. Muttereista ja ruuveista kirjoittamassaan artikkelissa ”Nuts and Bolts” Frederick E. Graves on sitä mieltä, että kierteinen ruuvi ja siihen kuuluva mutteri kiinnittimenä on peräisin 1400-luvulta. Hän perustelee tämän johtopäätöksen ensimmäisellä eräästä kirjasta löytyvällä kirjallisella merkinnällä ruuveista 1400-luvun alkupuolelta.

Graves myöntää kuitenkin, että vaikka kierteinen ruuvi on peräisin 1400-luvun alkupuolelta, tasapintainen pultti oli käytössä jo roomalaisella ajalla, jolloin sitä käytettiin ”ovien lukitsemisessa, tappina ovien avaamisessa ja sulkemisessa ja kiilapulttina: parru tai tanko, jossa oli aukko, johon kiila oli asetettu niin, että pultti ei voinut liikkua.” Hän antaa myös ymmärtää, että roomalaiset kehittivät ensimmäisen ruuvin, joka oli tehty pronssista tai jopa hopeasta. Kierteet oli viilattu käsin tai ne koostuivat langasta, joka oli kierretty tangon ympäri ja juotettu.

Ruuviasiantuntija Bill Ecclesin tekemien tutkimuksien mukaan ruuvikierteiden historia ylettyy paljon pidemmälle. Arkhimedes (287 eKr.–212 eKr.) kehitti ruuvin periaatteen ja käytti sitä kehittämissään vedennostolaitteissa. On myös merkkejä siitä, että vesiruuvin alkuperä saattaa olla Egyptissä ennen Arkhimedeen aikaa. Se oli tehty puusta, ja sitä käytettiin kastelemaan maata ja poistamaan vettä laivoista. ”Mutta monet ovat sitä mieltä, että ruuvikierteen on keksinyt noin 400 eKr. kreikkalainen filosofi Arkytas Tarentolainen, jota nimitetään usein mekaniikan keksijäksi ja jota pidetään Platonin aikalaisena”, kirjoittaa Eccles verkkosivuillaan.

Historian voi jakaa kahteen osaan: kierteet, jotka ovat peräisin ajalta 400 eKr. ja joita käytettiin muun muassa vedennostoon, viinirypäleiden puristamiseen sekä kiinnittimiin, jotka ovat olleet käytössä noin 400 vuotta.

1400-luvulla Johann Gutenberg käytti ruuveja painokoneensa kiinnityksissä. Ruuvien käyttö yleistyi, kun niiden käyttöala laajeni sellaisiin esineisiin kuin kellot ja panssarivaunut. Gravesin mukaan Leonardo da Vincin muistiinpanot 1400-luvun loppupuolelta ja 1500-luvun alusta sisältävät monia ruuvisorvien malleja.

Suurin osa tämän aiheen tutkijoista on samaa mieltä siitä, että teollinen vallankumous nopeutti mutterien ja ruuvien kehitystä tehden niistä insinööri- ja rakennustaidon tärkeitä elementtejä. W. R. Wilbur esittää Amerikan mutteri- ja ruuviteollisuutta käsittelevässä teoksessaan ”History of the Nut and Bolt Industry in America” vuonna 1905, että Besson valmisti ensimmäisen pultti- ja ruuvikoneen Ranskassa vuonna 1568. Sama yritys kehitti myöhemmin mittalaitteen kierresorviin tai sorvissa käytettävän levyn. Vuonna 1641 englantilainen yritys Hindley of York kehitti tätä laitetta edelleen ja sen käyttö yleistyi.

Atlantin toisella puolella USA:ssa ruuvin historiasta löytää dokumentointia museossa nimeltä Carriage Museum of America. 1700-luvun alkupuolella rakennettujen ajoneuvojen mutterit olivat latteampia ja kulmiikkaampia kuin‑
myöhemmissä ajoneuvoissa, joiden mutterien kulmat olivat viistettyjä. Niistä oli myös poistettu purse. Ruuvien tekeminen oli niihin aikoihin hankalaa ja vaivalloista.

Aluksi kiinnittimien ruuvikierteet tehtiin käsin, mutta pian kysynnän kasvettua huomattavasti tuotantoprosessia oli nopeutettava. J. ja W. Wyatt käynnistivät Britanniassa vuonna 1760 valmistusprosessin ruuvikierteiden massatuotannolle. Tämä virstanpylväs johti kuitenkin toiseen haasteeseen: jokainen yritys valmisti omat kierteensä, mutterinsa ja pult­tinsa, joten markkinoilla oli valtava määrä erikokoisia ruuvikierteitä, mikä aiheutti ongelmia
koneiden valmistajille.

Vasta 1841 Joseph Whitworth onnistui keksimään siihen ratkaisun. Tehtyään monta vuotta tutkimustyötä keräten malliruuveja brittiläisiltä valmistajilta hän ehdotti ruuvikierteen koon standardisointia Britanniassa niin, että esimerkiksi joku voisi tehdä ruuvin Englannissa ja joku toinen mutterin Glasgow’ssa ja ne sopisivat yhteen. Hän ehdotti, että kierteen harjakulma standardisoitaisiin 55 asteeseen. Myös kierteiden määrä tuumaa kohden tulisi määrittää erikokoisille halkaisijoille.

Samalla kun tätä asiaa ajettiin Britanniassa, amerikkalaiset yrittivät samaa ja alkoivat käyttää Whitworth-kierrettä. Vuonna 1864 William Sellers ehdotti 60 asteen kierremuotoa ja useita kierretiheyksiä erikokoisille halkaisijoille. Tästä kehittyi amerikkalaiset karkeat ja hienot vakiosarjat. Amerikkalaisten etuna britteihin nähden oli, että heidän kierteittensä tyvi ja harja olivat latteita. Se oli helpompi valmistaa kuin Whitworth-kierre, jonka tyvi ja harja olivat pyöristettyjä. Kuitenkin todettiin, että Whitworth-kierre sopi paremmin dynaamisiin sovelluksiin ja Whitworth-kierteen pyöreällä tyvellä oli parempi väsymiskestävyys.

I maailmansodan aikana ruuvikierteiden erilaisuus eri maissa aiheutti suuren ongelman sotatoimissa. II maailmansodan aikana siitä tuli vieläkin suurempi ongelma liittoutuneille. Vuonna 1948 Britannia, USA ja Kanada sopivat, että UN-kierteistä tulee standardi kaikissa maissa, joissa käytetään tuumaa mittayksikkönä. Sen profiili muistuttaa Saksassa 1919 kehitettyä DIN-standardin mukaista kierrettä. Tämä oli yhdistelmä Whitworth-kierteen (pyöristetty tyvi, joka parantaa väsymiskestävyyttä) ja Sellers-kierteen (60 asteen kylkikulma ja lattea harja) parhaita etuja. Kuitenkin UN-kierteen tyven suurempi säde osoittautui paremmaksi kuin DIN-profiili. Siitä kehittyi ISO-standardin kierre, jota käytetään nykyään kaikissa teollisuusmaissa.

Teollisuudessa työskentelevät ovat kokeneet paljon ruuvien hienosäätöä viime vuosikymmenten aikana. – Kun aloin työskennellä teollisuudessa 35 vuotta sitten, ruuvien vahvuutta ei ollut määritetty niin kuin nykyään, Eccles muistelee. Uusien metristen ominaisuusluokitusten ja asiaankuuluviin ISO-standardeihin tehtyjen päivitysten myötä on ruuvien vahvuus ja niiden testimenetelmät määritelty nyt huomattavasti paremmin.

Raaka-aineteollisuuden kehityksen myötä on ruuveissa käytetty materiaali vaeltanut teräksestä muihin eksoottisiin materiaaleihin täyttääkseen teollisuuden muuttuneet tarpeet. Viimeisten 20 vuoden aikana on kehitetty nikkelipohjaisia seoksia, joita voi käyttää suurissa lämpötiloissa, kuten turboahtimissa ja moottoreissa, joihin teräs ei sovi hyvin. Viimeaikaiset tutkimukset käsittelevät kevytmetalleja, kuten alumiinia, magnesiumia ja titaania.

Ruuvitekniikka on käynyt pitkän tien niistä ajoista, kun pultteja ja ruuveja tehtiin käsityönä ja asiakkaat pystyivät valitsemaan vain tavallisia teräsmuttereita ja -pultteja. Nykyään yritykset, kuten Nord-Lock ovat kehittäneet ruuvitekniikkaa huomattavasti, muun muassa kiila-aluslevyillä. Asiakkaiden valikoimassa on valmiiksi asennettuja sinkittyjä tai ruostumattomasta teräksestä valmistettuja aluslevyjä, tasapintaisille teräsvanteille suunniteltuja pyöränmuttereita tai yhdistelmäruuveja, jotka on räätälöity eri sovelluksia varten. Amerikkalaisen yrityksen Superbolt Inc. ja sveitsiläisen yrityksen P&S Vorspannsysteme AG (nyt Nord-Lock AG) ostot ovat tuoneet Nord-Lockin tuotevalikoimaan ruuvituotteita, joita käytetään raskaassa teollisuudessa, kuten porauslautoilla, voimalaitoksissa ja kaivoksissa. Näin Nord-Lock on ottanut huiman askeleen tullakseen ruuvilukituksen johtavaksi yritykseksi koko maailmassa.
Liitoksia analysoidaan nykyään huomattavasti enemmän.

– Ennen ihmiset valitsivat tietyn kiinnitinkoon yksin luottaen omaan kokemukseensa. Ja odotettiin peukut pystyssä, että se toimii, Eccles selvittää. Nykyään ihmiset analysoivat enemmän ja varmistavat, että kaikki toimii, ennen kuin tuotteet valmistetaan ja toimitetaan markkinoille.

Installing a Bolt Tensioner from Boltight

Designed with the benefit of more than 30 years experience in the field, Boltight has created a range of tools to meet the challenge of today’s bolt tensioning requirements.

Just watch how easy it is to install these tensioners!

► Click here for more information about Boltight

Ei enää koskaan löysiä ruuveja jättinostureissa

4 joulukuu 2017
Kommentti

Teksti: Roxana Ortiz

Kuva: Paceco

Ensimmäinen julkaisu: Bolted #2 2017.

ASIAKAS: PACECO ESPAÑA S.A
TUOTTEET: SATAMANOSTURIT, MAANOSTURIT, PALVELUT JA JÄRJESTELMÄT KONTTIEN HALLINTAAN
PERUSTETTU: 1967
OSAKKAAT: MITSUI GROUP JA URSSA, S. COOP.
NORD-LOCKIN TUOTE: NORD-LOCK 20 / NL20

Paceco España (Espanja) tarjoaa nostureita, palveluja ja järjestelmiä konttien hallintaan asiakkaittensa tarpeiden mukaisesti. Laivojen tullessa yhä isommiksi satama- ja maanosturien täytyy lisätä korkeutta ja ulottuvuutta sekä muuttua tehokkaammiksi. Nykyään Paceco España pystyy lastaamaan ja purkamaan 25 konttivarustamon laivoja. Yritys valmistaa yhtä markkinoiden suurinta ja tehokkainta nosturia Portainer Malaccamaxia, jonka suurin ulottuvuus on 72,5 metriä, maavara puomin alla 52,5 metriä ja kiskoväli 30,48 metriä.

Paceco España otti ensimmäistä kertaa yhteyttä Nord-Lockiin 2009, kun yrityksen yhdessä satamanosturissa oli ongelmia. Kapasiteetiltaan 65-tonnisessa nosturissa oli ongelmia portaalin vaihteen eli satamanosturia laituria pitkin liikuttavan vaihteen kanssa. Kiinnitysruuvit löystyivät käytössä tärinöiden vuoksi.

Analysoidessaan ongelmaa Paceco Españan insinöörit ottivat yhteyttä Nord-Lockiin, ja kun tämä esitti ratkaisun, Paceco España oli iloisesti yllättynyt. ”Olemme käyttäneet sen aluslevyjä vuodesta 2009 lähtien eikä meillä ole sen jälkeen ollut ongelmia tärinöille altistuvien ruuviliitosten kanssa”, insinööri Pelayo Bobes toteaa. ”Olemme voineet varmistaa asiakkaittemme tyytyväisyyden Nord-Lockin aluslevyillä sekä samalla säästäneet rahaa ja aikaa.”

Mitä muttereissa ja ruuveissa olevat merkinnät tarkoittavat?

27 marraskuu 2017
Kommentti

Teksti: Damien Thomas

Ensimmäinen julkaisu: Bolted #2 2017.

K: Mitä ruuveissa ja muttereissa olevat merkinnät tarkoittavat?
V:  Ruuvien päät ja mutterit on usein merkitty numeroilla, kirjaimilla, väliviivoilla, vinoviivoilla, pisteillä tai joillakin muilla merkeillä. Kiinnittimissä on yleensä kaksi eri merkintää: valmistajan tunnus – kirjaimet tai tunnusmerkki – ja tieto kiinnittimen lujuudesta. Nämä merkit vaihtelevat riippuen kiinnittimien valmistustavasta. Katso oikeanpuoleinen taulukko, jossa esitetään ISO-standardin mukaiset seosteräksestä ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut metriset kiinnittimet. Kiinnittimet, joissa on UNC-kierre, ovat pääasiassa ASTM-standardien mukaisia.

Tilanpuutteen vuoksi merkinnät voivat puuttua pienikokoisista kiinnittimistä, esimerkiksi sellaisista, joiden halkaisijat ovat alle M5 ISO 898-1 -standardin mukaisesti. Ruuvin luokka on kuitenkin merkittävä tätä suurempien ruuvien päihin.

 

Kysy asiantuntijoilta
Onko sinulla ruuvilukitusta koskeva kysymys?
Testaa, mitä Nord-Lockin asiantuntijat osaavat.
Lähetä ruuvilukitusta koskevat kysymyksesi sähköpostitse osoitteeseen
experts@nord-lock.com