Your browser is out of date.

You are currently using Internet Explorer 7/8/9, which is not supported by our site. For the best experience, please use one of the latest browsers.

Brak elastyczności kołka dzielonego prowadzi do uszkodzenia

Autor: Christie Jones, Dyrektor ds. marketingu

„Kołek sprężysty” został odpowiednio nazwany ze względu na swoją zdolność do elastyczności w otworze, który jest mniejszy niż pierwotna (przed montażem) średnica zewnętrzna kołka. Tendencja kołka sprężystego do powrotu do pierwotnego kształtu po montażu sprawia, że kołek jest samozabezpieczający. Zatrzymanie jest zapewnione przez tarcie między kołkiem a ścianką gniazda, a nie przez odkształcenie, jak w przypadku alternatywnych kołków wciskanych. Ogólnie rzecz biorąc, ta koncepcja zachowania elementów łączących (zarówno kołka, jak i gniazda) podczas montażu zwiększa żywotność złożenii dynamicznych.

Termin „sprężysty kołek zwijany” opisuje zarówno sprężyste kołki zwijane, jak i sprężyste kołki dzielone. Chociaż koncepcja i nazwa sprężystych kołków zwijanych i sprężystych kołków dzielonych mogą być zamienne, istnieją wyraźne różnice między tymi dwoma rodzajami kołków.

Podczas montażu kołka dzielonego jego właściwości sprężynujące są ograniczone do wąskiej szczeliny po przeciwnej stronie szczeliny. W tym miejscu powstają skupiska naprężeń wynikające z ograniczonej elastyczności kołka. Ta część kołka dzielonego jest podatna na uszkodzenia, jeśli kołek jest narażony na obciążenia udarowe.

Drugi rodzaj uszkodzenia jest spowodowany sztywnością sprężystego kołka dzielonego po zamontowaniu. Po zamontowaniu kołka dzielonego szczelina zamyka się, a kołek może działać jak sztywna rura. Rura ta zachowuje się podobnie jak kołek lity. Jako element pełny, obciążenia udarowe są przenoszone na ścianę nośną, powodując wydłużenie otworu. Wraz ze wzrostem rozmiaru otworu obciążenia udarowe nasilają się, a uszkodzenie postępuje szybciej. Kołek pęka, wypada z otworu lub dochodzi do obu tych zjawisk.

Koncentracja naprężeń

Kierunek obciążenia udarowego i wynikające z niego wydłużenie otworu.

Rozwiązaniem tych problemów jest sprężysty kołek zwijany firmy SPIROL. Po zamontowaniu kołka zwianego naprężenia są rozkładane na cały element mocujący, zamiast koncentrować się wzdłuż linii. Konstrukcja kołka zwianego zapewnia również elastyczność po zamontowaniu. Przez cały okres eksploatacji złożenia  kołek zwijany jest w stanie absorbować obciążenia udarowe bez powodowania uszkodzeń elementu mocującego lub kołka. W przeciwieństwie do kołka dzielonego pozostaje on aktywnym elementem połączenia, nieustannie absorbując obciążenia. 

Poniższe studium przypadku, ilustrujące różnice między sprężystym kołkiem zwijanym a sprężystym kołkiem dzielonym w wymagających zastosowaniach o dużym obciążeniu, może mieć zastosowanie w wielu podobnych zastosowaniach.

Studium przypadku

Szybkozłącza zostały zaprojektowane w celu maksymalizacji wydajności na placu budowy, umożliwiając koparkom wykonywanie różnych zadań, czasami nawet w ciągu jednego dnia. Szybkozłącza zwiększają wszechstronność koparki, umożliwiając zmianę osprzętu do kopania, równania i zagęszczania w ciągu kilku minut. Niezawodność i wydajność szybkozłączy ma kluczowe znaczenie dla wydajności placu budowy. Jeśli szybkozłącze nie działa prawidłowo, wynikający z tego czas przestoju jest bardzo kosztowny. Bezpieczeństwo w miejscu pracy zależy również od wydajności szybkozłącza. Jeśli szybkozłącze przypadkowo się zwolni, spadające osprzęt może spowodować poważne obrażenia.

Prototyp 1

Producent łączników stanął przed wyzwaniem zaprojektowania elementu ograniczającego, który byłby odporny na duże obciążenia udarowe. Łącznik wymaga pozytywnego ograniczenia, aby kontrolować skok dźwigni hydraulicznej za każdym razem, gdy osprzęt jest zwalniany. W łączniku pokazanym po prawej stronie producent zastosował kołek dzielony jako mechanizm ograniczający. Pęknięcie widoczne na dolnym zdjęciu jest wynikiem ograniczonej elastyczności kołka dzielonego. Ponieważ kołek dzielony nie jest w stanie łatwo dopasować się do rozmiaru otworu, zagina się i tworzy ograniczone Pasowanie na wcisk w 3 punktach otworu. Powoduje to koncentrację naprężeń w odległości 180º od rowka. Z czasem ten słaby obszar został pogorszony przez obciążenia udarowe, co doprowadziło do awarii. Istniało ryzyko wypadnięcia kołka dzielonego z otworu, co zagrażało wydajności i bezpieczeństwu na placu budowy.

Prototyp 2

Aby rozwiązać ten problem, producent wprowadził drugi sprężysty kołek dzielony do pierwszego, co nazwano połączeniem kompozytowym. Chociaż w rezultacie uzyskano mocniejszy i bardziej sztywny kołek, konfiguracja ta zazwyczaj powoduje problemy. Aby kołek mógł funkcjonować, bardzo ważne jest, aby szczeliny każdego sprężystego kołka dzielonego były ustawione pod kątem 180º względem siebie. Bardzo ważne jest również, aby połączenie wewnętrznego kołka dzielonego stykało się przed połączeniem kołka zewnętrznego. Jeśli kołek zewnętrzny styka się jako pierwszy, kołek wewnętrzny nie zapewnia dodatkowej wytrzymałości. Nawet jeśli projekt jest prawidłowy, kołki kompozytowe są pracochłonne i podatne na błędy ludzkie w złożeniu. Wyższa sztywność kołka kompozytowego może również powodować uszkodzenia otworów, podobnie jak w przypadku kołka litygo. Początkowo w tym zastosowaniu kołek kompozytowy był w stanie wytrzymać więcej cykli, ale z czasem wystąpił ten sam problem pękania. Skoncentrowane naprężenia, które były nieodłącznym elementem konstrukcji kołka dzielonego, nadal powodowały uszkodzenia po przeciwnej stronie połączenia. Ta droższa i bardziej kłopotliwa konstrukcja była jedynie rozwiązaniem krótkoterminowym.

Kompozytowe kołki: Kołki dzielone są ustawione pod kątem 180˚ względem siebie.

Rozwiązanie SPIROL

Producent złączy skontaktował się z firmą SPIROL w celu uzyskania pomocy. Inżynierowie SPIROL przeanalizowali konstrukcję złącza oraz cele wydajnościowe producenta. Ze względu na unikalne połączenie wytrzymałości i elastyczności zalecono zastosowanie sprężystego kołka zwijanego klasy ciężkiej. Kołek zwijany ciężki  jest stopniowo walcowany z cieńszej taśmy, ale dodatkowy materiał przekroju poprzecznego zapewnia większą wytrzymałość na ścinanie niż kołek dzielony. Dzięki temu powstaje mocny kołek o zwiększonej elastyczności, który jest w stanie wytrzymać obciążenia udarowe i zapewnia długotrwałą integralność połączenia. Nie ma pojedynczego punktu koncentracji naprężeń, a rozmiar otworu pozostaje niezmieniony. Kołek zwijany pozwolił klientowi zaoszczędzić na cenie jednostkowej, kosztach montażu oraz zmniejszyć liczbę reklamacji. Poprawiono również bezpieczeństwo w miejscu pracy.

Wizualicacja rozwiązania SPIROL ze sprężystymi kołkami zwijanymi: Nie jest wymagane żadne ustawienie kołków zwijanych.

MASZ PYTANIE? Chętnie pomożemy!

Masz problem produkcyjny, którego nie możesz rozwiązać? Nasi eksperci uwielbiają wyzwania. Doradzanie skutecznych rozwiązań spełniających Twoje wymagania jest tym, co robimy najlepiej. Zadzwoń do nas lub wypełnij poniższy formularz, aby się z nami skontaktować!

+48 510 039 345