Read Aloud the Text Content

This audio was created by Woord's Text to Speech service by content creators from all around the world.

Text Content or SSML code:

Jeden z najstarszych procesów technologicznych, a zarazem metod łączenia elementów. Ponadczasowe, uniwersalne, trwałe i w niektórych aplikacjach niezastąpione. Co najważniejsze, bez problemu odwracalne, a wykorzystane w produkcie, sprawia że ten staje się naprawialny. Mowa oczywiście o skręcaniu, jednym z najprzyjemniejszych procesów technologicznych w branży przemysłowej. Cichy, czysty, przyjemny do nastaw, łatwy w obsłudze i szukaniu źródeł problemów jakościowych – tak w pigułce określiłbym ten proces. Co to jest wkręcanie Wkręcanie, nazywane również skręcaniem, to jeden z najstarszych i najbardziej uniwersalnych sposobów łączenia elementów w przemyśle. Ale co sprawia, że to działa Fundamentem technologii skręcania jest tarcie między gwintami śruby i nakrętki lub gwintu wewnętrznego w elemencie. Dzięki odpowiedniemu momentowi dokręcenia, siła zacisku zapewnia stabilność połączenia, a w przypadku elementów dynamicznych – kompensuje ruchy i wibracje. To właśnie prostota i wszechstronność sprawiają, że skręcanie jest niezastąpione w wielu branżach. Do poprawnego wykonania procesu skręcania potrzebne będą Element przykręcany, śrubywkręty, element do którego przykręcamy, klucz z bitem oraz sterownik kontroli momentu. W bazowym wydaniu, bez kontroli momentu, wystarczy sam klucz. Podstawowymi parametrami w procesie skręcania są moment dokręcania, kąt dokręcania, prędkość obrotowa, tryb pracy momentowy, kątowy, kombinowany, próg miękki i twardy treshold, głębokość wkręcania, czas wkręcania oraz tolerancję parametrów. Jakie inne procesy zamiast skręcania Proces skręcania ma wiele konkurencyjnych metod łączenia materiałów, takich jak spawanie, klejenie czy nitowanie. Skręcanie zapewnia wysoką jakość połączenia, zwłaszcza gdy moment dokręcania jest precyzyjnie kontrolowany dzięki wysokiej klasy wkrętakom. Wytrzymałość zależy od śrub i materiałów, osiągając poziom średni do wysokiego. Proces jest prosty, z niewielką liczbą ustawień, a koszty wejściowe zaczynają się od kilku tys. euro za zaawansowane narzędzie. Koszty bieżące obejmują śruby, energię i wymianę bitów. Spawanie daje bardzo wysoką jakość i wytrzymałość połączeń, przewyższającą często same materiały. Proces jest skomplikowany, wymaga drogiego sprzętu i przeszkolonych operatorów. Koszty wejściowe obejmują spawarkę i osprzęt np. odciąg, a koszty bieżące związane są z materiałami eksploatacyjnymi i energią. Klejenie zapewnia średnią jakość i wytrzymałość połączeń, zależną od kleju i przygotowania powierzchni. Jest średnio skomplikowane, a koszty wejścia są niskie chyba że używamy maszyn klejących. Koszty bieżące to zakup klejów i przygotowanie powierzchni. Nitowanie daje wysoką jakość i średnią do wysokiej wytrzymałość połączeń. Proces jest umiarkowanie skomplikowany, a koszty wejścia obejmują nitownice i nity. Koszty bieżące są średnie, głównie przez materiały i czas montażu. Klinczowanie łączy blachy przez deformację, zapewniając średnią jakość i wytrzymałość. Koszty wejścia są wysokie ze względu na specjalistyczny sprzęt, ale bieżące wydatki są niskie, ponieważ nie wymaga dodatkowych materiałów. To szybka i ekologiczna metoda do specyficznych zastosowań. Więcej o klinczowaniu przeczytaj w naszym artykuleTechnologia skręcania. Proces skręcania jest stosowany w przemyśle do łączenia różnych materiałów, takich jak stal, aluminium, tworzywa sztuczne czy drewno. Każdy z tych materiałów wymaga specyficznych parametrów procesu, takich jak moment dokręcania, prędkość obrotowa czy kąt dokręcania. Ważne jest także uwzględnienie specyfiki materiału, na przykład kruchości tworzyw sztucznych czy ryzyka odkształceń aluminium. Przykładowe warianty procesu skręcania Wkręcanie w tworzywa sztuczne, Rodzaj gwintu – Samogwintujący, o kącie gwintu 30–40. Skok gwintu – Odpowiednio większy w porównaniu do metali, aby umożliwić łatwe formowanie gwintu w materiale.Średnica rdzenia śruby – Zależna od wymagań wytrzymałościowych, ale odpowiednio mniejsza niż zewnętrzna średnica gwintu. Rodzaj tworzywa – Poliwęglan, ABS, polipropylen – każdy z innymi parametrami zależnie od kruchości i elastyczności. Średnica otworu – Zapas kilku procent w stosunku do średnicy rdzenia śruby, by uniknąć uszkodzenia materiału. Głębokość materiału – Minimalnie dwukrotność średnicy gwintu dla optymalnego zacisku. Moment dokręcania – Zwykle niski 1–3 Nm w zależności od rodzaju tworzywa. Program wkręcania – Zmienne prędkości obrotowe, aby uniknąć przegrzania materiału i optymalne przyłożenie siły osiowej. Wkręcanie samogwintujące w aluminium. Rodzaj gwintu Samogwintujący, z kątem 45–60. Skok gwintu Zbliżony do standardowych śrub, ale z dodatkowym frezem na końcówce. Średnica rdzenia śruby Wyższa niż dla plastiku, by zapewnić większą stabilność. Rodzaj materiału Stop aluminium, np. 6061 lub 7075. Średnica otworu Precyzyjna, uwzględniająca kurczenie się metalu w trakcie wkręcania. Głębokość materiału Minimum 1,5krotność średnicy gwintu. Moment dokręcania Średni 5–15 Nm, zależny od zastosowanego stopu. Program wkręcania Stałe prędkości z kontrolą siły osiowej, w zależności od oporu materiału. Skręcanie na gwint. Kąt dokręcania Wyrażony w stopniach, precyzyjnie określający położenie nakrętki względem śruby. Moment dokręcania Wyższy niż w procesach samogwintujących 10–50 Nm, zależny od rodzaju połączenia i zastosowanych materiałów. Rodzaj gwintu Tradycyjny metryczny ISO lub trapezowy, w zależności od wymagań aplikacji. Rodzaj materiału Dowolny, w zależności od parametrów wytrzymałościowych. Program wkręcania Uwzględniający zdefiniowane momenty i kąty, z kontrolą siły osiowej oraz prędkości obrotowej. Oczywiście wariantów skręcania jest mnóstwo, te natomiast będą tymi, pojawiającymi się w przemyśle najczęściej. Każdy z powyższych wariantów wymaga indywidualnego podejścia do projektowania procesu wkręcania, uwzględniającego specyfikę materiału, geometrię połączenia oraz warunki eksploatacji. Rodzaje śrub wykorzystywanych w procesie skręcania. Podczas skręcania oczywiście łączysz materiały za pomocą śrub no brawo Sherlocku. Śruby są bardzo istotnym elementem procesu skręcania i musisz być pewien, że ich dobór nie może być pozostawiony losowi. Każdy rodzaj śruby, a zwłaszcza ich łeb, ma istotny wpływ na funkcjonalność całego procesu. Poniżej możesz zapoznać się z informacjami na temat tych najczęściej spotykanych. Klasyczny płaski nacięcie płaskie. Charakterystyka Najprostszy typ śruby z pojedynczym prostym nacięciem w łbie. Wymaga precyzyjnego dopasowania bitu, aby uniknąć uszkodzenia nacięcia. Zastosowanie Rzadziej używany w przemyśle, bardziej w prostych aplikacjach, np. meblarstwie czy urządzeniach elektrycznych. Zalety Łatwa dostępność, niski koszt. Wady Łatwe ześlizgiwanie się wkrętaka, niski moment obrotowy. Krzyżakowy Philips. Charakterystyka Krzyżowe nacięcie w łbie śruby, które pozwala na lepsze dopasowanie wkrętaka. Ogranicza moment obrotowy, co zapobiega nadmiernemu dokręceniu. Zastosowanie Powszechny w przemyśle elektronicznym, meblowym i budowlanym. Zalety Uniwersalność, łatwość użytkowania. Wady Przy wysokim momencie łatwo wypada z nacięcia. Pozidriv PZ. Charakterystyka Ulepszona wersja krzyżaka z dodatkowymi nacięciami dla lepszego kontaktu między bitem a śrubą. Zastosowanie Spotykany w przemyśle motoryzacyjnym, budowlanym i AGD. Zalety Większa precyzja dokręcania, większy moment obrotowy niż Philips. Wady Potrzebny odpowiedni bit, niekompatybilny w pełni z klasycznym krzyżakiem. Hexagonalny Klucze Allena, w Polsce znane jako imbusy. Charakterystyka Sześciokątne wgłębienie w łbie śruby, stosowane do przenoszenia wysokich momentów obrotowych. Zastosowanie Popularny w maszynach, motoryzacji i meblarstwie. Zalety Wysoka wytrzymałość, odporność na uszkodzenia. Wady Wymaga precyzyjnie dopasowanego klucza imbusowego lub bitu. Torx TX. Charakterystyka Gwiaździsty kształt z sześcioma punktami kontaktu, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia śruby. Zastosowanie Przemysł motoryzacyjny, elektronika, produkcja maszyn. Zalety Wysoka precyzja, możliwość przenoszenia dużych momentów obrotowych. Wady Wymaga specjalistycznych bitów. Torx z otworem Security Torx. Charakterystyka Modyfikacja standardowego Torx z centralnym otworem, co zabezpiecza przed użyciem standardowego bitu. Zastosowanie Elementy wymagające zabezpieczenia, np. sprzęt elektroniczny, miejsca publiczne. Zalety Ograniczenie dostępu dla nieautoryzowanych osób. Wady Wyższy koszt bitów, mniejsza dostępność. Porównanie bitów. Dopasowanie Każdy rodzaj bitu jest dedykowany do konkretnego typu nacięcia. Niewłaściwe dopasowanie może uszkodzić śrubę lub utrudnić pracę. Moment dokręcania Torx i Hexagon przenoszą wyższe momenty obrotowe niż płaski czy krzyżak. Zastosowanie Typ bitu zależy od wymagań procesu – precyzyjne dokręcanie w elektronice wymaga innego bitu niż w ciężkim przemyśle. Wskazówki dotyczące wyboru. Rodzaj połączenia Wybór śruby i bitu powinien uwzględniać wytrzymałość materiału i wymagany moment obrotowy. Warunki pracy Dla miejsc narażonych na wibracje lepiej wybrać Torx lub Hexagon. Bezpieczeństwo W miejscach wymagających zabezpieczenia warto stosować Torx z otworem. Porównując bity, pamiętaj, że każdy z nich jest dedykowany do konkretnego rodzaju nacięcia. Niedopasowanie bitu do śruby może nie tylko utrudnić pracę, ale także prowadzić do uszkodzenia połączenia. Ważnym aspektem, który powinieneś zapamiętać jest również moment dokręcania – bity typu Torx i Hexagon pozwalają na przenoszenie znacznie wyższych momentów obrotowych w porównaniu do klasycznych bitów płaskich czy krzyżakowych. Dobór odpowiedniego bitu zależy także od zastosowania – w przypadku precyzyjnego dokręcania w elektronice warto sięgnąć po bity dedykowane drobnym śrubom, podczas gdy w ciężkim przemyśle lepiej sprawdzą się masywniejsze narzędzia. Przy wyborze śruby i bitu warto abyś kierował się kilkoma wskazówkami. Po pierwsze, rodzaj połączenia powinien uwzględniać wytrzymałość materiału oraz wymagany moment obrotowy. Po drugie, należy zwrócić uwagę na warunki pracy – jeśli miejsce montażu jest narażone na wibracje, lepiej sprawdzą się połączenia typu Torx lub Hexagon, które gwarantują większą stabilność. Po trzecie, w sytuacjach wymagających dodatkowego zabezpieczenia, np. w sprzęcie publicznym, warto rozważyć użycie śrub typu Torx z otworem, które skutecznie ograniczają dostęp nieautoryzowanym osobom, zwłaszcza gdy łeb śruby nie jest schowany w żadną obudowę, a dostęp do niej jest „frywolny”. Skręcanie od strony procesu. Skręcanie jest procesem bardzo przyjemnym, cichym, czystym i łatwym do automatyzacji. Jedynym mankamentem, o ile tak można w ogóle to nazwać, jest występujący moment oddziałujący na klucz. Z tego powodu, powyżej określonych momentów obrotowych występujących na kluczu, należy podczas procesu zastosować tak zwane ramie reakcyjne. W przypadku gdy moment jest niższy niż ten „wykręcający dłoń”, wystarczy zwykły balancer. Skręcanie, które często nie jest pojedynczym wkręceniem, ale serią skręceń okazuje się, że niezwykle istotne jest precyzyjne spozycjonowanie oraz zabezpieczenie narzędzia przed błędami montażowymi. Takimi błędami może być na przykład użycie innego momentu skręcającego dla śruby, która powinna być skręcona z zupełnie innym momentem. Aby uniknąć tego typu błędów możesz spróbować skorzystać z poniższych narzędzi. ILS Industrial Location Spotpoint ILS to system precyzyjnego lokalizowania narzędzi w procesie produkcyjnym. Dzięki zastosowaniu znaczników lokalizacyjnych i czujników, operatorzy mogą łatwo zidentyfikować właściwe miejsce dokręcania, co minimalizuje ryzyko błędów montażowych. ILS znajduje zastosowanie w liniach montażowych, gdzie kluczowa jest szybkość i dokładność procesu. System działa „bezprzewodowo”, może zostać zawieszony nad stanowiskiem gdzie wykonywany jest proces. Pozycjonowanie reakcyjne. Posi reakcyjne, zwane również ramieniem reakcyjnym, to mechanizm umożliwiający stabilizację narzędzia podczas pracy. Dzięki temu ogranicza się obciążenia operatora oraz poprawia precyzję dokręcania. Kluczowym elementem jest zastosowanie przegubów umożliwiających elastyczne dopasowanie narzędzia do miejsca pracy. Dzięki takiemu ramieniu, klucz jest w stabilnej pozycji podczas wkręcania, wykluczając wpływ operatora na wkręcanie. Pozycjonowanie reakcyjne z enkoderami. Zaawansowaną wersją standardowego pozycjonowania reakcyjnego jest wyposażenie ramion w enkodery, które pozwalają na dokładne śledzenie pozycji narzędzia. Dzięki temu system może w czasie rzeczywistym rozpoznawać miejsce dokręcania i weryfikować poprawność wykonania zadania. Jest to szczególnie przydatne w procesach wymagających najwyższej precyzji. Pozycjonowanie reakcyjne z przedłużeniem i bolcem. W niektórych aplikacjach stosuje się specjalne przedłużenia z bolcem na końcu, które wchodzą do matrycy wyposażonej w czujniki. Taki system nie tylko stabilizuje narzędzie, ale również dostarcza informacji zwrotnej o poprawności pozycjonowania i wykonania zadania. Jest to rozwiązanie popularne w branżach, gdzie liczy się szybkość i dokładność, np. w motoryzacji. Balancer. Balancer to urządzenie wspomagające operatorów w pracy z narzędziami pneumatycznymi lub elektrycznymi, które mogą być ciężkie i nieporęczne. Dzięki zastosowaniu balancera, ciężar narzędzia jest równomiernie rozłożony, co zmniejsza zmęczenie operatora i ryzyko urazów. Balancery są często stosowane w liniach montażowych, gdzie narzędzia muszą być używane przez dłuższy czas. Skręcanie od strony procesu. Błędy w procesie skręcania skupiają się głównie dookoła samego procesu łączenia śruby z materiałem. W przypadku procesów gdzie otwór lub bolec posiada już gwint, skręcanie będzie mogło odbyć się ponownie. W przypadku gdy w procesie wykorzystujemy wkręty samogwintujące, ponowne wykonanie procesu będzie „prawie niemożliwe”. Najczęstsze błędy w procesie skręcania. Niewłaściwy moment dokręcania. Zbyt niski moment prowadzi do niedostatecznego połączenia, co może powodować poluzowanie elementów. Zbyt wysoki moment może prowadzić do uszkodzenia gwintu, pęknięcia materiału lub zniszczenia śruby. Brak lub niewłaściwe zabezpieczenie przeciwko poluzowaniu. Niewłaściwe użycie podkładek sprężynujących, klejów do gwintów lub innych zabezpieczeń może skutkować luzowaniem połączenia. Nieprawidłowe dopasowanie elementów. Błędy w wymiarach otworów, długości śrub lub rodzaju gwintu mogą powodować trudności w montażu lub brak trwałości połączenia. Brak kontroli jakości śrub. Używanie śrub o nieodpowiedniej klasie wytrzymałości lub jakości może prowadzić do ich pękania lub deformacji. Zanieczyszczeniauszkodzenia w miejscu skręcania. Kurz, olej, smar, zadziory lub inne zanieczyszczenia mogą obniżyć tarcie i wpłynąć na jakość połączenia. Niedokładne pozycjonowanie narzędzi. Narzędzia źle ustawione względem osi wkręcania mogą uszkodzić łeb śruby lub deformować elementy. Jak unikać błędów w procesie skręcania Kalibracja narzędzi. Regularne sprawdzanie momentu dokręcania w narzędziach dynamometrycznych. Użycie narzędzi z wbudowanym systemem kontroli momentu. Odpowiednie przygotowanie miejsca pracy. Czyszczenie powierzchni kontaktowych i gwintów przed montażem. Stosowanie śrub i otworów zgodnych z odpowiednimi normami i specyfikacjami. Zabezpieczenia przeciw poluzowaniu. Użycie podkładek sprężynujących, klejów do gwintów lub specjalnych śrub z mechanizmami blokującymi. Kontrola wejściowa komponentów. Weryfikacja jakości śrub przed ich użyciem np. badanie twardości, wymiary. Stosowanie komponentów od sprawdzonych dostawców. Automatyzacja procesu. Wprowadzenie narzędzi z enkoderami, które rejestrują moment i kąt dokręcania. Użycie systemów śledzenia traceability do monitorowania poprawności montażu. Przeszkolenie operatorów. Regularne szkolenia dotyczące prawidłowego użycia narzędzi i metod kontroli jakości. Instrukcje postępowania dla nietypowych sytuacji, np. różnorodnych materiałów. Monitorowanie i analiza błędów. Przeprowadzanie PFMEA analizy potencjalnych błędów i ich skutków dla procesu skręcania. Użycie statystycznych metod kontroli procesu SPC w celu wykrywania odchyleń. Podsumowanie. Proces wkręcania jest bardzo wdzięcznym procesem w sytuacji gdy jest odpowiednio zaopiekowany. Dobór odpowiednich kluczy, sterowników i narzędzi w znacznym stopniu ułatwi Ci pracę z tym procesem. Pełna kontrola poprzez sterowniki, oraz wdrożenie SPC, ewentualnie podpięcie sterowników do systemu MES sprawi że jako procesowiec nie będziesz miał problemu z żadnym audytem klienta. Osobiście proces wkręcania uwielbiam, zwłaszcza ze względu na prostotę parametrów, ciszę która panuje podczas wkręcania oraz fakt, że przy potencjalnych błędach, bardzo łatwo znaleźć przyczynę źródłową. Pozdrawiam Łukasz Szyndrowski