Kombinowana metoda dokręcania jest jedną z najefektywniejszych technik montażu sprężanych połączeń śrubowych, stosowaną zgodnie z wymaganiami norm EN 1090-2 oraz EN 1993-1-8. Metoda ta znajduje zastosowanie przy montażu zestawów śrubowych HV, zgodnie z normą EN 14399, i jest szczególnie istotna w kontekście klasy k, w tym kategorii K1. Jest to sposób montażu połączeń, który zapewnia wysoką powtarzalność procesu łączenia konstrukcji. Jednymi z zalet są standaryzacja pierwszego i drugiego etapu montażu. Należy jednak zwrócić uwagę na pewne wady, takie jak trudność w weryfikacji drugiego etapu poprzez oznaczenie nakrętek.

Ogólne wymagania

Metoda kombinowana ma ogólne założenie polegające na osiągnięciu określonej siły sprężenia, zgodnie z normą EN 1090-2. Normy precyzują minimalne nominalne wartości tej siły dla klas 8.8 i 10.9. Tabela 1 zawiera konkretne wartości dla najpopularniejszych rozmiarów połączeń śrubowych. Różnica między wartościami dla klas mechanicznych wynika z nominalnej wytrzymałości na rozciąganie.

Tabela 1. Wartość nominalna minimalnej siły sprężenia (obciążenia wstępnego) Fp,C podana w kN zgodnie z EN 1090-2

Montaż połączenia śrubowego odbywa się na podstawie wymogu spełnienia warunku k-klasy K1. Dlatego nakrętki są pokrywane dwusiarczkiem molibdenu lub innym środkiem smarnym, który zapewnia powtarzalny współczynnik tarcia, a następnie wpływa na wartość K-factor. K-klasa K1 powinna mieścić się w przedziale od 0,10 do 0,16 dla K-factor (Nut-factor). K-factor występuje w równaniach służących do obliczenia wymaganego momentu obrotowego do montażu, sumując m.in. parametry takie jak tarcie i geometria gwintu.

Krok pierwszy: montaż momentem obrotowym

Wartość momentu obrotowego wymaganego do wykonania pierwszego kroku jest opisana wzorem:

0,75Mr,1 = 0,125*d*Fp,C,

gdzie 0,125 to wartość K-factor, a 'd’ to nominalna średnica śruby.

Wartości te można znaleźć również w Tabeli 2. Zauważmy, że wartość K-factor użyta do obliczeń mieści się w przedziale od 0,10 do 0,16. Krok pierwszy należy wykonać dla wszystkich śrub w danym połączeniu przed przejściem do drugiego kroku.

Tabela 2. Wartość momentu obrotowego 0,75Mr,1 w Nm dla pierwszego kroku w metodzie kombinowanej zgodnie z EN 1090-2

Krok drugi: dokręcenie o dodatkowy kąt obrotu

Pierwszy krok, który obejmuje moment obrotowy, jest stały dla danego rozmiaru śruby. Zmiana następuje w przypadku dodatkowego kąta obrotu, którego wartość zależy od długości zaciskowej ∑t. Obliczenie długości zaciskowej nie powinno być problemem – to suma grubości łączonych elementów, wraz z podkładkami. Czasami do tej długości trzeba dodać dodatkowe przekładki. Krótko mówiąc, jest to odległość między powierzchniami oporowymi montowanej śruby i nakrętki.

Standard EN 1090-2 określa 3 kąty montażu, w zależności od długości ∑t i długości śruby, które przedstawione są w Tabeli 3. Dla zestawów śrubowych HV szczegółowa tabela z wymaganiami dotyczącymi doboru długości śruby w zależności od ∑t znajduje się w standardzie EN 14399-4.

Zestaw śrubowy jest dokręcany o odpowiedni kąt obrotu poprzez przyłożenie klucza do nakrętki.

Tabela 3. Dodatkowy kąt obrotu w drugim kroku dokręcania dla metody kombinowanej zgodnie z EN 1090-2

Sprawdzanie połączenia

Weryfikacja połączenia sprężanego metodą kombinowaną może zostać podzielona na 3 etapy, jak przedstawiono w Tabeli 4. Pierwszy etap następuje po wykonaniu pierwszego kroku, gdzie używamy tego samego momentu dokręcania co w kroku pierwszym. Zestawy, które obróciły się o więcej niż 15°, uznaje się za niedostatecznie napięte. W takim przypadku należy ponownie dokręcić zestawy wymaganym momentem.

Drugi etap polega na naniesieniu oznaczenia na nakrętkach, które umożliwia identyfikację wielkości zadanego kąta obrotu w drugim kroku. W trzecim etapie ocenia się dodatkowy kąt obrotu na podstawie naniesionego oznaczenia.

Tabela 4. Weryfikacja połączenia sprężanego metodą kombinowaną zgodnie z EN 1090-2

Najważniejsze informacje:

1. Montaż w celu osiągnięcia siły sprężenia Fp,C.
2. Zestaw śrubowy jest dokręcany za pomocą nakrętki, która musi być pokryta środkiem smarnym.
3. Zestawy śrubowe muszą należeć do kategorii k-klasy K1, co oznacza, że K-factor musi mieścić się w przedziale od 0,10 do 0,16.
4. Pierwszy krok dokręcania wykonuje się z użyciem momentu obrotowego 0,75Mr,1 (wartości podane w Tabeli 1).
5. Po kroku pierwszym połączenia sprawdza się tym samym momentem obrotowym, który został użyty.
6. Przed rozpoczęciem drugiego kroku w danym połączeniu należy dokręcić wszystkie śruby z użyciem momentu z kroku pierwszego. Następnie należy nanosić oznaczenie na nakrętkach, aby można było odczytać kąt obrotu z drugiego kroku.
7. Krok drugi polega na dokręceniu zestawu o dodatkowy kąt obrotu, który zależy od długości zaciskowej połączenia.
8. Na końcu należy sprawdzić oznaczenia, czy osiągnięto założony kąt obrotu.