Ruuviliitoksen suunnittelu

Transkriptio

1 WE Ruuviliitoksen suunnittelu Käyttöolosuhteet Kosteus Hankaus Lämpötilat Lämpövaihtelut UV-säteily Kemikaalit Raaka-aine Tyyppi Pinnoitus Liitoksen kuormitus Dynaaminen - staattinen Leikkaus - veto - puristus Suuruus Vaihtelu värähtely Lujuus Mitat Kiristys Lukitus Liitettävät materiaalit Lujuus Galvaaninen korroosio Pintapaineet Raaka-aine Lujuus Mitat Tyyppi Pinnoitus Aluslevy Käyttöikä Kojeen Liitoksen Ruuvin Raaka-aine Pinnoitus Vääntiö Muotoilu Toimivuus Ulkonäkö Mitat Tyyppi Pinnoitus Vääntiö Muut tekijät Turvatekijät Korvattavuus Maalattavuus Maadoitus Ruuvien asennus ja kiristäminen Välivarastoinnit Kierteitys Reikien tekeminen Ruuvien hankintahinta 15% Työkalujen kunnossapito Kappaleiden kohdistaminen Väli- ja lopputarkastukset 85% Hankinta Kuljetukset Varastointi Tiedostojen ylläpitö Tuotannon suunnittelu Liitoksen komponenttien keräily Asentaminen ja huolto Tilan tarve Voiman tarve Laadun varmistaminen Mitat Tyyppi Vääntiö Kiristys Monitoimiruuvit Ympäristövaikutukset Liitoksen purettavuus Komponenttien uusiokäyttö Raaka-aineet Energia Pinnoittaminen Pinnoitteet Uusiokäyttö Ruuvitalous Liitoksen kokonaiskustannus Ruuvituotteiden kustannus Logistiikka Normitus Monitoimiruuvit Asennustyö Yhteistyötoimittajat

2 WE Ruuvitalous Ruuviliitoksen kokonaiskustannukset Ruuvien hankintahinta Ruuvien asennus ja 15% kiristäminen Väli- ja lopputarkastukset Välivarastoinnit Kierteitys Reikien tekeminen Työkalujen kunnossapito Kappaleiden kohdistaminen Hankinta Kuljetukset Varastointi Tuotannon suunnittelu Liitoksen komponenttien keräily Tiedostojen ylläpitö 85% Oikea laatu Oikeat ruuvit Oikeaan aikaan Oikeassa paikassa Oikeat tiedot Ruuviliitoksen kokonaiskustannuksiin vaikuttaminen 15% 85% Ruuvien hankintahinta Vaikuttamiskeinot: - tehokas ostotoiminta - ostojen hajauttaminen halvimmille - laadusta tinkiminen Muita liitoksen kustannuksia Vaikuttamiskeinot: - logistiikan kehittäminen - normituksen kehittäminen - monitoimiruuvien käyttäminen - asennustyön kehittäminen - yhteistyö ruuvitoimittajan kanssa

3 WE Ruuvitalous Ruuviliitoksen kokonaiskustannuksiin vaikuttaminen. Muista kokonaisuus. Kuljetus Varastot Kustannusten aleneminen yhdessä kohteessa. Pakkaus Ostot Varastot Kulj. vahingot Varastot Tuotanto Voi nostaa kustannuksia, ja aiheuttaa ongelmia toisessa kohteessa. Ruuvien hintaerojen merkitys Ruuviostot vuodessa Halvimman ja kalleimman toimittajan hintaero eur eur Ruuvien hintavaihtelut 20% 15% 0,09 eur 0,45 eur Montako tuntia tuotanto voi seisoa eurolla. Ruuvien osuus liitoksista Myöhässä tai muuten väärin toimitetut ruuvit aiheuttavat suoria ja välillisiä kustannuksia: Oman toimituksen myöhästyminen Ylityökustannukset Seisokin vaikutukset työmoraaliin ja urakoihin Korot seisokin aikana ja myöhästyvistä myyntituloista Erikoistoimitusjärjestelyt Saamatta jäävät myyntitulot Menetetty asiakas Ruuviliitosten osuus tuotteesta keskim. 3% 100% Lopputuotteen tuotantokustannukset 3 eur 100 eur

4 WE Ruuvitalouden kehittäminen Ruuvien asennus ja kiristäminen Väli- ja lopputarkastukset Välivarastoinnit Kierteitys Reikien tekeminen Ruuvien hankintahinta 15% Hankinta Kuljetukset Varastointi Tuotannon suunnittelu Liitoksen komponenttien keräily Tiedostojen ylläpitö Työkalujen kunnossapito Kappaleiden kohdistaminen 85% Viisi ruuvitaloudellista tapaa 1. Logistiikan kehittäminen 2. Normituksen kehittäminen 3. Monitoimiruuvien käyttäminen 4. Asennustyön kehittäminen 5. Yhteistyö ruuvitoimittajan kanssa 2. Normituksen kehittäminen Tavoitteet ja tulokset Kokonaislaadun varmistaminen Luokittelu ohjaamaan toimintaa Asennustyökalujen järkeistäminen Ruuvien nimikemäärän vähentäminen Vaikeasti saatavien varmistaminen Esimerkki sisällöstä 1. Normituksen tarkoitus 2. Soveltamislaajuus 3. Raaka-aineet ja raaka-aineyhdistelmät 4. Lujuusluokat 5. Pintakäsittelyt 6. Avainvälit ja avainkolot 7. Ruuvityypin valinta 8. Mitta-alueet/suositellut mitat 9. Merkinnät ja tunnistaminen 10. Ruuviliitosten lukitusvaihtoehdot 11. Asennustyökalut 12. Laadun valvonta ja tarkastukset 13. Todistukset Yhteistyössä ruuvitoimittajan kanssa

5 WE Raaka-aineet Suunnittelijan tehtävä on määritellä ruuvityyppi, mekaaniset ominaisuudet ja raaka-ainetyyppi liitoksen vaatimusten ja käyttöolosuhteiden mukaan. Parhaiten tämä tapahtuu viittaamalla standardeihin. Toimittajalta saa standardeja laajempia tietoja. Hiiliteräkset Useita raaka-aineita, joiden käyttöominaisuudet valmiina ruuvituotteina eivät merkittävästi poikkea toisistaan. Poikkeuksina kylmänkestävät n. alle -50 C ja lämmönkestävät n. yli 300 C. Mekaaniset ominaisuudet ISO 989. Ruostumattomat teräkset Useita raaka-aineita, joiden käyttöominaisuudet valmiina ruuvituotteina poikkeavat mm. korroosion kestävyyden, lämmönkestävyyden, hitsattavuuden, magneettisuuden ja karkaistavuuden suhteen. Mekaaniset ominaisuudet ISO Ei rautametallit Alumiini ja kupari ISO 8839 standardissa on: raaka-ainekoodit, lujuusominaisuudet, testausmenetelmät ja -arvot sekä merkinnät. Muut metallit mm. messingit ja titaani Ei standardeja. Joissakin tapauksissa voidaan soveltaa teräsruuvien mekaaniset ominaisuudet standardeja. Toimittaja hankkii lisätietoja. Muovit Ei standardeja. Joissakin tapauksissa voidaan soveltaa teräsruuvien mekaaniset ominaisuudet standardeja. Toimittaja hankkii lisätietoja. Standardien mukaisille ruuvituotteille voidaan tilata ainestodistuksia SFS-EN mukaisina. Osa todistuksista pitää tilata ennen valmistuksen aloittamista.

6 WE Mekaaniset ominaisuudet Hiiliteräkset ISO 898 ISO 898 on 7-osainen standardi, joka kattaa M-kierteiset pultit, ruuvit, vaarnaruuvit ja mutterit, karkea- ja hienokierteisinä M 39 asti. Huom! Mutterit ovat ISO-muttereita, jotka poikkeavat vielä yleisesti käytetyistä DIN-muttereista. Eroja on avainväleissä, korkeuksissa ja lujuuksissa. Lujuusluokat Ruuvit 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 ja 12.9 Lujuusluokat Mutterit 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 ja 04 sekä 05 WE:n ruuvitekniikkaseminaareissa ja standardeissa selvitetään, kuinka lujuusluokkamerkintöjen perusteella lasketaan murtolujuus ja myötöraja. Raaka-aineet Lujuusominaisuudet Standardeissa on lujuusluokittain kemiallisen koostumuksen rajat näissä puitteissa valmistaja valitsee raaka-aineen. Standardeissa on lujuusluokittain mm: murtolujuudet, kovuudet, myötörajat tai venymisrajat, koejännitykset, murtovenymät ja iskusitkeydet. Standardeissa on myös tarkat tiedot mekaanisten ominaisuuksien testausohjelmista. Taulukot vähimmäisvetokuormista ja koekuormista. Määräykset tuotteiden merkitsemisestä ja taulukot tuotteiden ominaisuuksista korotetuissa lämpötiloissa. Lisätietoja myös WE:n ruuvitekniikkaseminaareissa. Yleensä raaka-aine ja mekaaniset ominaisuudet määrittyvät ilmoittamalla lujuusluokka. Mekaaniset ominaisuudet Levyruuvit ISO 2702 Raaka-aineet Kovuudet Standardissa määritetään väljästi käytettävät raaka-aineet Standardissa määritetään tarkasti: pintakovuus, pintakarkaisun syvyydet ja sydänkovuudet. Levyruuvien oikea toimiminen on standardissa varmistettu määrittämällä tarkasti: Kierteenleikkauskyvyn testaaminen. Murtovääntömomentin testaaminen.

7 WE Mekaaniset ominaisuudet Ruostumattomat teräkset ISO 3506 ISO 3506 on 3-osainen standardi, joka kattaa M-kierteiset pultit, ruuvit, vaarnaruuvit ja mutterit karkea- ja hienokierteisinä M 39 asti. Austeniittisistä, martensiittisistä ja ferriittisistä ruostumattomista teräksistä. Huom! Mutterit ovat ISO-muttereita, jotka poikkeavat vielä yleisesti käytetyistä DIN-muttereista. Eroja on avainväleissä, korkeuksissa ja lujuuksissa. Teräsryhmä Teräsluokka Austeniittinen Ferriittinen Martensiittinen Pehmeä Lujuusluokka Muokkauslujittunut Pehmeä Voimakkaasti muokkauslujittunut Muokkauslujittunut Pehmeä Pehmeä Nuorrutettu Nuorrutettu Nuorrutettu Teräsluokkien ominaisuuksia: A1: Koneistettava laatu. Rajoitetusti ruostumaton. Haponkestävä ja hitsattava. A2: Eniten käytetty mm. kemian teollisuuden ja kotitalouden laitteissa. Ruostumaton, haponkestävä ja hitsattava. Ei sovellu ei-hapettaviin happoihin eikä klooripitoisiin olosuhteisiin, esim. meriveteen. A3: Ominaisuudet kuten A2. A4: Haponkestävä laatu: Kestää useita happoja lämpötilasta riippuen. Kohtuullisen kestävä klooripitoisissa olosuhteissa. Hyvä hitsattavuus. Käytetään paljon puunjalostus-, elintarvike- ja laivanrakennusteollisuudessa. A5: Ominaisuudet kuten A4. F1: Magneettinen laatu. A2 voidaan joissakin tapauksissa korvata F1:llä, jonka kloorin kestävyys on hyvä. C1: Rajoitettu korroosion kestävyys. Käytetään erikoistarkoituksiin kuten turbiinit, pumput ja veitset. C3: Rajoitettu korroosion kestävyys. Käytetään erikoistarkoituksiin kuten pumput ja venttiilit. C4: Koneistettava laatu. Rajoitettu korroosion kestävyys. Käyttöolosuhteiden kemiallinen koostumus ja lämpötila vaikuttavat merkittävästi ruostumattomien terästen kestävyyteen. Lisätietoja standardista ja toimittajalta. Raaka-aineet Lujuusominaisuudet Standardeissa on teräsluokittain kemiallisen koostumuksen rajat. Standardeissa on teräsryhmittäin ja lujuusluokittain mm: murtolujuudet, kovuudet, venymisrajat ja murtovenymät. Yleensä raaka-aine ja mekaaniset ominaisuudet määrittyvät ilmoittamalla teräsluokka ja lujuusluokka. Standardeissa on myös tarkat tiedot mekaanisten ominaisuuksien testausohjelmista, määräykset tuotteiden merkitsemisestä ja taulukko tuotteiden ominaisuuksista korotetuissa lämpötiloissa. Lisätietoja myös WE-ruuvitekniikkaseminaareissa. Ruostumattomien terästen pinnan kitkerroin on korkea n. 0,4-0,5. Tämä edellyttää usein voiteluaineiden käyttämistä asennettaessa tai tuotteiden vahaamista.

8 WE Raaka-aineet Polyamidit Mekaaniset ominaisuudet Tiheys 1140 kg/m 3 Kosteusabsorbtio/kylmä vesi % Kosteusabsorbtio/kuuma vesi 1.95% Vetolujuus 53 MPa Leikkauslujuus 54 MPa Murtovenymä 170% Kimmomoduuli 1.8 GPa Shore kovuus 75kg/cm 2 Tekniset ominaisuudet Sulamispiste 255 C Normaali käyttölämpötila C Käyttölämpötila lyhytaik C Lämpölaajenemiskerroin 11x10-5 1/K Sähköiset ominaisuudet Resistanssi Läpilyöntilujuus Virumisvastus SL/cm 24.7 kv/mm 300 V Arvot ovat laboratoriomittauksista, kun suht. ilmankosteus oli 60% ja lämpötila 23 C. MPa = N/mm² Vetolujuus Käyttöominaisuudet Ruostumaton ja kevyt mutta luja - M6 ruuvi kestää n. 100 kilon kuorman. Erinomainen sähköeriste - metalliruuvien yhteydessä tarvittavat eristävät aluslevyt voidaan jättää pois. Kestävä ja ystävällinen. - kestää värinää - kestää karheiden pintojen aih. naarmuja - ei vahingoita muita pintoja ja pinnotteita Hyvät lukitusominaisuudet - joustavana estää liitoksen löystymistä Hyvä kemikaalien kestävyys - kestää hyvin tavanomaisia liuottimia: maaöljy, voiteluöljyt, bensiini, bentseeni, asetoni, trikloorietyleeni, mineraalitärpätti ja lisäksi vahvoja emäksiä ja heikkoja happoja. - vahvojen happojen suhteen aines on testatattava vastaavalla konsentraatilla koko käyttölämpötila-alueella. Kiristysmomentti

9 Ruuvituotteiden muodot ja mitat WE Useimmista ruuvituotteista on mitoitustandardi, jossa ovat päämitat, muodot ja toleranssit. Iso International organization for standardization. Kaikkien teollisuusmaiden hyväksymä yhteinen standardi, jossa ovat M-kierteiset ruuvituotteet. EN Eurooppalainen standardi joka perustuu ISO:on. DIN Deutsche Industrie Norm. Saksan kansallinen standardi. DIN-ISO Yhtenevä ISO:n kanssa DIN-EN DIN yhtenevä EN:n kanssa. SFS Suomen Standardisoimisliitto, Suomen kansallinen standardi joka usein on yhtenevä DIN:n kanssa. SFS-ISO SFS yhtenevä ISO:n kanssa SFS-EN Yhtenevä EN:n kanssa. Tuumamaat mm. Usa ja Kanada ovat virallisesti hyväksyneet ISO-standardit mutta ylläpitävät ja käyttävät laajasti omia ASTM:n tuottamia standardeja sekä M- että UN-kierteisille. Ruuvien päämitat ovat: Kierreosan nimellishalkasija tai varren halkaisija Pituus Muita mittoja voivat olla mm: Kierrepituus, avainväli, avainkolo, ristiura, tx-kolo, kannan korkeus, kannan halkaisija, uppokannan kulma. Muttereiden päämitat ovat: Kierrereiän nimellishalkaisija Muita mittoja voivat olla mm: korkeus, avainväli, halkaisija. Ruuvien nimellispituus mitataan vastepinnasta ruuvin kärkeen.

10 WE Avainkolot Tarkoitus Asennuksessa käytettävän voiman kohdistuminen kiristämiseen. Asennustyökalun ohjaus käsi- ja koneellisessa asennuksessa. Asiattoman avaamisen estäminen. Pozidrive Rajoittavat tekijät Kylmämuokkaustekniikka ja valmistustoleranssit. Ruuvin kannan lujuus. Pintakäsittelymahdollisuudet. A: Aksiaalivoima T: Kiertovoima R: Asennusvoima Suoraura Phillips-ura Pozidriveura TX kolo TX kolon edut: Tehokas voimansiirto. Hyvä asennustyökalun ohjaus. Luja kanta. Hyvä pintakäsiteltävyys. Kuusiokanta Kuusiokolo TX kolo Kolmiura Pozidrive ja suoraura TX kolo ja haittatappi Kuusiokanta ja kuusikolo

11 WE Tekniset tilaustiedot 1. Tyyppitiedot Normi selvittää kaiken esim. DIN 933 tai SFS 2064 tai ISO Muussa tapauksessa kauppanimitys esim. kuusioruuvi täyskierteinen. 2. Kierre ja nimellismitat esim. M 10 x Raaka-aine ja lujuus esim. 8.8 tai A4-80 tai MS. 4. Pintakäsittely esim. sinkitty tai kuumasinkitty. 5. Ristiuran tyyppi ja numero tai tx kolon numero esim. Phillips tai Pozidrive no 2 tai Tx 20. Kuusioruuveissa esim. DIN 931 / ISO 4014 sekä DIN 933 / ISO 4017 ja kuusiomuttereissa esim. DIN 934 / ISO 4032 on mittaeroja DIN- ja ISO-standardien välillä. Allaolevan lisäksi ISO:n mukaiset kuusiomutterit ovat korkeampia ja lujempia kuin DIN-mutterit. DIN ISO s e max s e max M , ,5 M , ,8 M , ,2 M , ,2

12 Galvaaninen korroosio Galvaaninen korroosio, syöpyminen, toimii kuten sähköpari, jossa on hiilisauva (jalompi) katodina ja sinkkikuori (epäjalompi) anodina. Hiilisauvan ja sinkkikuoren välillä on suuri potentiaaliero. Parissa olevan elektrolyytin vaikutuksesta syntyy sähkövirta ja anodi syöpyy. Eri metallien välillä on potentiaalieroja. Samassa metallissa olevan epäpuhtauden, esim. kuonahiukkasen ja perusmetallin välillä on myös potentiaaliero. Potentiaalierot selviävät metallien kemiallisesta jännitesarjasta. Mitä kauempana toisistaan yhdistettävät metallit ovat, sitä suurempi potentiaaliero ja korroosioriski. Hiiliteräsruuvi Hiiliteräsruuvi WE Kostea kalvo Virta Alumiini Kostea kalvo Virta Kupari Metallien kemiallinen jännitesarja Jalot Epäjalot Hiili Platina Kulta Hopea Ruostum. teräs passivoitu Nikkeli Kupari Messinki Tina Ruostum. teräs passivoimaton Lyijy Hiiliteräs Kadmium Alumiini Sinkitty teräs Sinkki Magnesium Anodi Katodi Katodi Anodi Naarmu Sinkkianodi suojaa Elektrolyyttinen suojauskyky. Sinkki kulkeutuu naarmun suojaksi. Ruoste Sinkki Teräs Nikkeli Teräs Ruostetta Kuona Katodi Virta Kostea kalvo Elektrolyytti Teräs Anodi

13 WE Galvaaninen korroosio aktivoituu 1. Ilman suhteellinen kosteus on yli 60 prosenttia. 2. Ilmankosteuden suuri epäpuhtauksien määrä. Anodi Kostea kalvo, hyvä sähkönjohtokyky Katodi 3. Eri metallien suuri potentiaaliero Anodi Anodi 4. Anodin ja katodin pinta-alojen suhde väärä. Suuri korroosiovaara 1. Vältä yhdistämästä metalleja, joiden potentiaaliero suuri. 2. Eristä eri metallit toisistaan. Anodi Kostea kalvo heikko sähkönjohtokyky. Katodi 3. Suojaa rakenteet kosteudelta. 4. Järjestä tuuletus. Anodi Katodi 5. Valitse ruuvit jalommasta aineesta kuin rakenne. 6. Valitse riittävä pintakäsittely. Pieni korroosiovaara

14 WE Sinkkikerroksen paksuuden merkitys Sähkösinkitys Kuumasinkitys Arvot ovat suuntaa antavia 1. Maaseutu sisämaassa. 2. Rannikko ja pienet kaupungit. 3. Suurkaupungit 4. Teollisuusalueet. Vuosi Pinnoitettavan teräksen ominaisuuksien vaikutukset korroosionkestävyyteen Suojamaalia tai vahaa Valssihilsettä Fosfaatteja, kromaatteja, oksideja Pinta Hajoavia muokkausöljyjä Polymeroituneita orgaanisia aineksia Suuria vaihteluita korroosionkestävyydessä samoilla pinnotteilla. Karbidigrafiitti- tai mikrosulkeumia Murtumia Huokosia Eroja seostuksessa tai lämpökäsittelyssä. Vääntyneitä tai heikkoja metallin pintakerroksia Pohjametalli Poimuja Pistesyöpymiä Raerajakorroosiota Valssauskaarevuutta orgaanisissa aineksissa tai valssihilseessä. Vaikuttavia tekijöitä kiinnitystarvikkeissa: - perusraaka-aineen laatu - valmistustekniikka - valmistustapa - pinnan käsittely ennen pinnoitusta

15 Sähkösinkitys Elektrolyyttinen pintakäsittely. Hyvä hinta/laatusuhde. Kerrospaksuudet 5-8 mym, erikoislaatu 8-12 mym. Kohtalainen korroosiosuoja, suositellaan kuiviin sisätiloihin ja kromatoituna maalauksen esikäsittelyksi. Paikkaa itse pienet mekaaniset vauriot. Vaarana vetyhauraus, ei suositella yli 8.8 lujuusluokan. WE Vetyhauraus Elektrolyysissä muodostuu vapaita vetyioneja, jotka tunkeutuvat teräksen sisään. Teräksen lujuusominaisuudet alenevat merkittävästi ja sattumanvaraisesti. Ominaisuus korostuu karkaistuissa teräksissä. Vetyhaurausriskin takia sähkösinkitystä ei suositella yli 8.8/10.9 lujuusluokan kiinnitystarvikkeille. 8.8 lujuiset kiinnitystarvikkeet on lämpökäsiteltävä 200 C n. 2 tuntia vedyn poistamiseksi välittömästi sähkösinkityksen jälkeen. Täydellistä vedyn poistumista ei lämpökäsittelyllä voida taata. Kun halutaan täysi varmuus, että vetyhaurautta ei ole, on käytettävä jotain muuta kuin elektrolyyttistä pinnoitusmenetelmää. Kromatoinnit ja keltakromatointi Kromatointeja käytetään suojaamaan sinkkipintoja hapettumiselta ja värin takia. Keltakromatointi sisältää 6-arvoisia kromin suoloja, jotka ovat karsinogeenejä. Ennakkotietojen mukaan keltakromatointi tullaan kieltämään EU-maissa. Värittömän ja sinertävän kromatoinnin ei ole todettu sisältävän karsinogeenejä. Laboratoriokokeissa, mm. suolasumu ja kesternich, keltakromatointi antaa paremmat hapettumista hidastavat tulokset kuin väritön kromatointi. Pitkäaikaisissa, jopa 25 vuotta, korroosiokokeissa käytännön ulko-olosuhteissa on selvitetty, että kelta- ja värittömän kromatoinnin hapettumista hidastava vaikutus on lähes samanlainen. Esimerkiksi meri-ilmastossa n. 1 vuoden aikana molempien suojaava vaikutus lakkaa. Kelta- ja väritön kromatointikalvo ovat ohuita, alle 1 mym, ja kuluvat pois. Vihreä- ja mustakromatointikerrokset ovat paksumpia ja kestävämpiä. Huoneilmastossa värittömän kromatoinnin on todettu käytännösä olevan pitkäikäinen sinkittyjen pintojen hapettumissuoja. Keltakromatoinnin edut: - Lyhytaikainen hapettumissuoja, esim. valtamerikuljetuksissa. - Vastaanottotarkastuksissa helppo todeta värin perusteella.

16 Sähkösaostettujen pinnoitteiden standardit ja nimiketunnukset WE Standardit ISO 4042 ja kierteistetyt kappaleet, SFS-ISO 4042 sähkösaostetut pinnoitteet ISO 2081 Metallic coatings - Elektroplated coatings of zink on iron or steel. Raudan ja teräksen sähkösaostetut pinnoitteet ISO 4520 Chromate conversion coatings on electroplated zink and cadmium coatings. Kromatoinnit sähkösaostetun sinkki- ja kadiumpinnoitteen suojapinnoitteena Nimiketunnukset Nimiketunnukset - Pinnoitemetallit on määritelty: - Pinnoitepaksuudet - Kromatoinnit Esimerkki: SFS-ISO 4014 M10x A2E A = Pinnoitemetalli: Sinkki 2 = Pinnoitepaksuus: 5 mym E = Kromatointi: Puolikiiltävä, ei väriä ISO 4520 mainittu kadmium on raskasmetalli, jota ei enää saa käyttää. Käyttöluokka ja olosuhteet ISO 4042:ssa on viitteitä eripaksuisten sähkösinkitysten käyttöolosuhteista käyttöluokittain, joissa on huomioitu sekä korroosio- että mekaaninen rasitus. 0. Erittäin lievät olosuhteet. Kuiva sisäilma, ei kondenssia eikä mekaanista kulutusta. Tunnus FE / ZN 3 1. Lievät olosuhteet. Kuiva sisäilma, harvoin kondenssia, pientä kulutusta tai hankausta. 2. Kohtalaiset olosuhteet. Kuiva sisäilma, ajoittaista kondenssia ja kulutusta tai hankausta. 3. Ankarat olosuhteet. Altistus kondenssille. Harvoin sateen kastelulle ja kohtuulliselle mekaaniselle kulutukselle. FE / ZN 5 FE / ZN 8 FE / ZN Erittäin ankarat olosuhteet. Usein toistuva altistus kosteudelle ja suolaliuoksille sekä ajoittain kovalle mekaaniselle kulutukselle. FE / ZN 25 Fe-perusmetalli, Zn-pinnoite, Numero-pinnoitteen nimellinen paksuus mym. Tunnukset ovat ISO 2081 mukaisia. Sähkösinkittyjen ruuvituotteiden kauppalaadun pinnoitepaksuus on 5-8 mym.

17 Sähkösaostettujen pinnoitteiden standardit ja nimiketunnukset WE Pinnoitemetallien nimiketunnukset Pinnoitepaksuusien nimiketunnukset Metalli Sinkki (Kadmium) Kupari Messinki Nikkeli Nikkeli-Kromi Kupari-Nikkeli Kupari-Nikkeli-Kromi Tina Kupari-Tina Hopea Kupari-Hopea Merkki Tunnus Zn A Cd B Cu C CuZn D Ni b E Ni b Cr r F CuNi b G CuNi b Cr r H Sn J CuSn K Ag L CuAg N Pinnoitepaksuus mym Yksi pinnoitemetalli kaksi pinnoite- * metallia Tunnus * ohjeellinen Sähkösinkittyjen ruuvituotteiden kauppalaadun pinnoitepaksuus on 5-8 mym. Kierteen toleranssien perusmittaerot on huomioitava määrättäessä pinnoitteen paksuutta. Katso WE 07 06, WE 07 07, WE ja WE Kromatointien nimiketunnukset Ulkonäkö Väri Tunnus Himmeä Puolikiiltävä Kiiltävä Erittäin kiiltävä Valinnainen Himmeä Puolikiiltävä Kiiltävä Ei väriä Sinertävästä sinertävän irisoivaan Kellertävän hohtavasta keltaruskeaan, irisoiva Oliivin likaisenruskeasta oliivin ruskeaan Ei väriä Sinertävästä sinertävän irisoivaan Kellertävän hohtavasta keltaruskeaan, irisoiva Oliivin likaisenruskeasta oliivin ruskeaan Ei väriä Sinertävästä sinertävän irisoivaan Kellertävän hohtavasta keltaruskeaan, irisoiva Oliivin likaisenruskeasta oliivin ruskeaan Ei väriä Sama kuin B, C tai D Tummanruskeasta mustaan Tummanruskeasta mustaan Tummanruskeasta mustaan Kromatointi on mahdollista tehdä vain sinkki- ja (Kadmium) pinnoitteille. Kromatoinnit suojaavat sinkkipinnoitetta hapettumiselta, ne eivät ole varsinaisia korroosiosuojapinnotteita. Kromatoituja pintoja ei pidä altistaa yli 60 C:n lämpötiloille. Kromatointien värisävyt eivät yleensä ole tarkkoja. Samassa toimituserässä saattaa olla sävyeroja. A B C D E F G H J K L M N P R S T

18 WE Ruuviliitoksen kiristysmomentti Merkittävä ruuviliitosten laadun tekijä on oikea kiristysmomentti. Erityisesti voimaa siirtävissä dynaamisesti kuormitetuissa, mutta myös kiinnitysliitoksissa. Oikean kiristysmomentin avulla saadaan ruuviliitokseen syntymään esijännitys, joka on vetojännityksen ja kiertojännityksen summa. Esijännityksen pitää olla alempi kuin ruuvin myötöraja. Oikein kiristetty ruuviliitos lukittuu kitkan avulla, joka säilyy ruuvin jousivoiman ansiosta. Esijännitys 10% Kiristysvoimasta kuluu jopa 90 prosenttia vastepintojen ja kierteiden välisen kitkan voittamiseen, jolloin esijännitysvoimaksi jää noin 10 prosenttia. Erikoispinnotteilla ja voiteluaineilla esijännitysvoima saadaan kasvamaan jopa noin 20 prosenttiin. Kitkan merkitys korostuu, kun käytetään ruostumattomia ruuveja, jotka tulisi aina voidella. Kiristysmomenttia määritettäessä huomioitavaa: Ruuvin lujuus. Vastepintojen välinen kitka. Kierteiden välinen kitka. Kiristysmenetelmä. Painumien mahdollisuus. Puristeväli, minimi on kierteen halkaisija kuitenkin vähintään 20 mm. Kierre 40% Vastepinnat 50% Kiristysmomentti voidaan laskea valmiiden kaavojen avulla tai käyttää taulukoita ja korjauskertoimia. Katso WE WE Taulukkoarvot ovat suuntaa antavia. Jos liitoksen lujuus- ja turvallisuusvaatimukset ovat korkeat oikea kiristysmomentti on varmistettava kokeilemalla. Asentamisessa huomioitavaa: Asennusohjeissa tulee kiristysmomentin lisäksi selvittää: Asennustyökalut Asennustapa Mahdollinen voitelu Erityishuomio: Lepokitkan/liukukitkan ero. Kun taulukot ja laskentakaavat perustuvat liukukitkaan, tulee viimeisen väännön olla yhtäjaksoinen. Käytettäessä momenttiavaimia ja momentin säädöllä varustettuja koneita on tuotantoolosuhteissa mahdollista päästä jopa + /- 10 prosentin hajontaan. Käsityökaluilla ja paineilmakoneilla hajonta on useita kymmeniä prosentteja.

19 WE Kiristysmomentin laskeminen Taulukoiden käyttöesimerkki: - Kuusioruuvi M10, lujuusluokka Mutteri, lujuusluokka 8. - Aluslevyt, kovuus min. 200 hbs. - Kiinnityselementit ovat sähkösinkittyjä, värittömästi kromatoituja ja kuivia. - Käytetään ruuvinkiristyskonetta, jossa on momentin säätö, hajonta max. +/- 5%. Kiristysmomenttitaulukosta ks. WE käsittelemättömälle öljytylle teräsruuviliitokselle saadaan: - Kiristysmomentti: M v =47 Nm. - Venymis- / myötöraja: R p 0,2 tai ReL= s = 640N/mm² - Jännityspoikkipinta-ala kierteessä: As = 58 mm² Myötörajavoima: Fs = s* A s = 640N * 58 = 37120N = 37,1kN Korjauskerrointaulukosta ks. WE saadaan ko. liitokselle seuraavat arvot: - Korjauskerroin: C=0,96 - Esijännitysaste: G F =0,62 - Esijännitysvoiman hajonnan suhde esijännitysvoimaan: S F F Fm = ±0,29 Kiristysmomentti: M v* C = 47Nm * 0,96 = 45Nm Esijännitysvoiman keskiarvo: F Fm = F S * G F = 37,1kN * 0,62 = 23kN Esijännitysvoiman hajonta S F : = S F F Fm * F Fm = ±0,29 * 23kN = ±6,7kN Lähde: SMS HANDBOK 516:1990

20 WE Kiristysmomentin laskeminen Korjauskertoimet C eri kitkaolosuhteille Kiristys momenttiavaimella tai momenttisauvallisella iskevällä koneella (momentin hajonta max +/-5%) Lisäksi allaolevien tekijöiden ja lujuusluokitellun ruuvin tietojen avulla voidaan laskea liitoksen esijännitysvoiman keskiarvo ja esijännitysvoiman hajonta. Ruuvi Materiaali, pinnan laatu Mutteri tai aineskierre Voitelumenetelmä Teräs käsittelemätön Teräs Fosfatoitu Teräs, sähkösinkitty väritön tai keltapassiv. tai mekaaninen sinkitys Teräs, kuumasinkitty Teräs Epoksi Ruostumaton teräs 1) MoS2=Molybdeenidisulfidi 2) Ruuvit toimitettu öljyttynä Teräs käsittelemätön Teräs Fosfatoitu tai käsittelemätön Teräs, sähkösinkitty väritön tai keltapassiv. tai käsittelemätön Kevytmetalli Teräs, kuumasinkitty tai käsittelemätön Kevytmetalli Teräs, epoksi tai käsittelemätön Ruostumaton teräs tai kevytmetalli Kuiva Öljy MoS2 1) Vaha Kuiva Öljy MoS2 1) Vaha Kuiva Öljy/Emulsio Vaha Öljy/Emulsio Öljy 2) Kuiva Öljy/Emulsio Vaha Öljy/Emulsio Kuiva Öljy Emulsio Vaha Vaha öljy/emulsio µ Liitoksen kitkakerroin S F F Fm Asennustyökalujen, sarjatuotannon ja ruuvituotteiden laadun aiheuttama esijännitysvoiman hajonnan S F suhde laskennallisen keskiesijännitysvoimaan F Fm G F Esijännitysaste = Liitoksen esijännityksen suhde ruuvin myötörajaan ruuviliitoksen hyötysuhde C Korjauskerroin Lähde: SMS HANDBOK 516:1990

21 WE Kiristysmomentin laskeminen Kiristysmomentit (Mv) Nm pintakäsittelemättömälle, öljytylle teräsruuviliitokselle käytettäessä momenttiavainta tai momenttisauvallista iskevää konetta momentin hajonta max +/- 5%. Tarvittaessa katso korjauskertoimet WE Lähde: SMS HANDBOK 516:1990

22 WE Liitoksen kiristäminen 0.8 rajalle Käytettäessä lujuusluokiteltuja pultteja voimaa siirtävissä liitoksissa. Ruuviliitosten lukitus 2. Erilliset mekaaniset lisäkomponentit Lisäkomponentti tunkeutuu ruuvin/mutterin vastepintaan ja alusaineeseen tai estää ruuvia/mutteria kiertymästä. Suositellaan kiinnitysliitoksiin kun alusaine ei ole kova. Vastamutteria käytettäessä korkeampi, joka kantaa kuorman, tulee asentaa ulommaksi. Jousialuslevyt Lukkolanka Hammasaluslevyt Kruunumutterit 3. Lukitusmutterit Laipan alapinta hammastettu Lukkolevy Vastamutteri Mutterin kaulaosassa on muovirengas. tai joustava kaulaosa on puristettu lievästi soikeaksi. Muovirenkaisten lämmönkestävyys on max 120 C/170 C. Suositellaan vaihdettavaksi viiden avaamiskerran jälkeen. 4. Kierrettä muovaavat ruuvit Ruuvin ja aineksessa olevan kierteen välys on pieni ja kitka suuri. 5. Erikoistuotteet Kaksiosaiset Nord-Lock aluslevyt. Vargal lukitusmutterit, joissa kierrejousi puristaa kaulaosaa. 6. Liimat

23 WE Taptite-ruuvit Ominaisuudet Kierteen muovaus Taptite ruuvi muovaa itselleen kierteen teräksiin, kevytmetalleihin ja valuseoksiin samassa työvaiheessa kun ruuvi asennetaan. Taptite kierteen poikkileikkaus on pallokolmio ja pinta on hiiletyskarkaistu. Kierteen muovausmomentti on aina alempi kuin kiristysmomentti, kun reiän halkaisija on oikea. Lukitusruuvi Ruuvin ja ainesreiän välys on hyvin pieni verrattuna tavalliseen ruuviin ja kierretapilla tehtyyn reikään. Luja liitos Taptite kierrepeitto on suurempi kuin tavallisen ruuvin. Aineksen kierre lujittuu, kun kierre tehdään kylmämuokkaamalla. Reikien tekeminen Taptitea varten reiät tehdään meistämällä, valamalla tai poraamalla mm. teräksiin, kevytmetalleihin ja sitkeisiinkin valuseoksiin. Ohutlevyjen reijistä saadaan lujemmat kalustamalla. Reikäsuositukset ja toleranssit toimittajalta. Korvattavuus Taptitella tehtyyn kierteeseen sopii tavallinen ISO M-kierteinen ruuvi. Lukitusominaisuuksia ei silloin ole. Laaja mittavalikoima, useita kannan muotoja ja avainkoloja.

24 WE Taptite-ruuvit Edut ja säästöt Kierteen muovaus Kierteitystyövaihe valmisteluineen, työkaluineen, välivarastoineen ja tarkastuksineen jää pois. Lastuja ei synny, kun kierre kylmämuovautuu. Reiän reunoissa mahdollisesti olevaa maalia ei tarvitse poistaa. Lukitusruuvi Erillisiä lukituselimiä tai liimoja ei tarvita. Esijännitys %100 = lujuusluokka 8.8 myötöraja Taptite Muovitulpparuuvi ISO-M kierteinen ruuvi Luja liitos Ruuviliitoksen luotettavuus paranee Reikien tekeminen Voidaan valita edullisin vaihtoehto, jopa jonkun muun työvaiheen yhteydessä tehtävä Korvattavuus Huoltojen ja korjausten yhteydessä ei ongelmia Vertailevien tärykokeiden keskiarvot. Taajuus 12.5 Hz, tyhjäkäyntiamplitudi +/- 0.9mm Taptite ruuvi, jossa on tx-avainkolo on hyvä yhdistelmä käsi- ja koneellisessa asennuksessa.

25 WE Plastofast Erikoiskierteinen ruuvi kestomuoveja varten. Kaksivaiheinen kierteitys 2. vaihe 1. vaihe Patentoitu erikoiskierre auttaa materiaalia mukautumaan Plastofast Levyruuvi Mukautuminen Materiaali mukautuu: pieni säteensuuntainen muodonmuutos Matala kierteitysmomentti Kiristysmomentti käytetään tehokkaasti hyväksi Materiaaliin tulee vähemmän jännityksiä, säröilyvaara pienenee ja liitos on lujempi. Ahtauma Ahtautumien johdosta kierteitysmomentti nousee Kiristysmomentista osa kuluu ahtautumien vastuksen voittamiseen Materiaaliin tulee jännityksiä, jotka aiheuttavat säröilyä ja vähentävät liitoksen lujuutta. Erot: Kierregeometria ja sydänhalkaisija F1=Halkaisuvoima F2=Pitovoima Sama syrjäytystilavuus Ero kuormitettavuudessa

26 WE Plastofast Erikoiskierteinen ruuvi kestomuoveja varten. Reiän koko ja kiristysmomentti kokeilemalla Kiristysmomentti Ylikiristys ja materiaalin rikkoutuminen Kiristys ja liitoksen lukitus Kitka Kierteen muovaus Kierteitys Etenemä Parhaat tulokset saadaan kokeilemalla tapauskohtaisesti Kiristysmomentti Optimaalinen reiän Ø M e = M ü = K 3 = Kiristysmomentti asennettaessa Ylikiristysmomentti Koesarja 1-5 Optimaalinen reiän Ø = M ü min ja M e max suhde suurimmillaan Optimaalinen vääntömomentti = M ü min vähennettynä 30% Asennettaessa koneellisesti suositeltava kierrosluku on r/min Reiän Ø