Все соединения на болтах, прочность, надёжность, удобство
Сварка или болтовое соединение? С данного вопроса начинается процесс проектирования. Выбор инженеров-конструкторов завода зерносушилок RIR пал на болтовые соединения.
Во-первых, при кажущейся простоте сварки, надёжность и точность соединения во многом зависит от качества применяемых материалов, условий их хранения, мастерства сварщика. В то время на качество болтового соединения не влияет человек и не может быть допущена ошибка. Все детали изготавливаются в отдельных технологических процессах (цепочках): резка и гибка на станках с ЧПУ, далее сборка на стапелях специализированным инструментом. Даже момент затяжки гаек/болтов обеспечивается не человеком, а заданным инструментом (гайковёртом). Человеческий фактор исключён.
Во-вторых, это простота сборки и эксплуатационного обслуживания. Последовательность сборки обеспечена технологией – это означает логически понятное конструктивное исполнение, возможность замены, снятия/установки без наличия профильного образования и навыков. Конструкция проста и понятна.
В-третьих – неразрушающиеся болтовые соединения. Точечное крепление с малым шагом обеспечивает ненапряжённое соединение элементов конструкции, сохраняя гибкость и стойкость к температурным и агрессивным изменениям среды эксплуатации. При сварке неизбежно термическое воздействие, оно влечёт за собой изменение структурных свойств металла в зоне соединения нарушая коррозионную стойкость. Сварочные швы часто испытывают локальное охрупчивание, что приводит к концентрации напряжений и распространению трещин в конструкции. Нередки изменения форм и деформация вследствие усадки сварочных швов листовых соединений.
Типы болтов и болтовых соединений
Все болты делятся на две основные группы: стандартные и высокопрочные. ООО «Завод «РИР-стандарт» применяет при производстве зерносушилок ТОЛЬКО высокопрочные болты, их рассмотрим подробнее.
По технологии, разработанной инженерами завода зерносушилок RIR, при установке высокопрочных болтов применяется только профессиональный инструмент (гайковёрты), обеспечивающие заданное предварительное натяжение болта. Этот принцип обеспечивает необходимое предварительного давление на контактную поверхность соединяемых пластин, что имеет решающее значение для структурной целостности и несущей способности соединения.
Высокопрочные болты подразделяются на классы, наиболее распространенные в конструкциях - 8.8 и 10.9. Эти болты обычно изготавливаются из среднеуглеродистой или легированной стали, подвергаются термической обработке (закалке и отпуску) для улучшения механических свойств.
Высокопрочные болты класса 8.8 имеют минимальный предел прочности (fub) 800 Н/мм², а коэффициент текучести составляет 0,8. Болты более высокого класса 10.9 обладают еще большей прочностью: минимальный предел прочности при растяжении составляет 1000 Н/мм², а коэффициент текучести - 0,9. Благодаря таким превосходным механическим свойствам высокопрочные болты идеально подходят для ответственных соединений конструкций, где важны высокая несущая способность и усталостная прочность.
Обычно болтовые соединения классифицируют на устойчивость к сдвигу и устойчивость к напряжению, а также комбинированные, т.е. устойчивые к сдвигу и напряжению. Последний тип применяется в конструкции зерносушилок RIR. Для исключения сдвига зазор между отверстием и болтом сокращён до минимума, а применение фланцевых болтов и гаек с насечками обеспечивает плотность соединения, его жёсткость и устойчивость к малым динамическим нагрузкам. Такой тип соединения называется фрикционным.
Универсальность конструкции, доступ ко всем узлам зерносушилки
Применение болтового типа соединения элементов конструкции зерносушилок RIR обеспечивает удобство доступа ко всем узлам и механизмам. Приводы, вентиляторы, элементы контроля и управления, датчики, быстросменные детали расположены на наружной стороне корпуса, доступ для обслуживания свободный, обеспечен на стадии проектирования. Необходимость обслуживания сведена к обеспечению персонала стандартным набором слесарного инструмента.
Жесткость конструкции обеспечена поперечными и продольными фермами. Несущая ферма, представляющая из себя жёсткий каркас, соединена с корпусом швеллером. Устойчива к снеговым и ветровым нагрузкам. Наружная обшивка защищает конструкцию от внешних воздействий. Все элементы управления расположены с наружной стороны обшивки.
Материалы, толщины, свойства, качественные характеристики
Номенклатура применяемых материалов в конструкции зерносушилок RIR сведена к минимуму. Во многих случаях, вопреки экономии, заложен запас прочности, кратно превышающий расчётные эксплуатационные, ветровые, снеговые, тепловые и другие нагрузки. Применяются ТОЛЬКО нержавеющая жаропрочная сталь и сталь с оцинкованным покрытием.
В зонах, подверженных тепловым нагрузкам, применяются нержавеющие жаропрочные стали марок AISI 321 и AISI430, болтовых соединения – A2, А4. В зависимости от технологических требований применяется как отдельная марка стали, так и комбинированные варианты. Сталь AISI430 имеет больший тепловой предел эксплуатации в сравнении с AISI 321, однако с случае, где необходимо сохранение пластичности при тепловом воздействии как раз следует применять AISI 321, в химический состав которой входит никель Ni. Использование этих и других эксплуатационных свойств жаропрочных нержавеющих сталей и крепежа позволяет конструкторам завода RIR обеспечивать технологические требования к конструкции Топочных блоков RIR ТБ (теплообменник) для обеспечения надёжности и увеличенного срока эксплуатации.
Несущие конструкции зерносушилок, фермы, элементы силовых балок, стойки изготавливаются из оцинкованной стали 3 мм, при этом толщина пакета достигает 18 мм. Элементы, требующие повышенной прочности или работающие на изгиб изготавливаются из сталей 5, 8, 12 мм, затем подвергаются гальванической обработке – горячему цинкованию для защиты от коррозии путём нанесения защитного цинкового покрытия.
Элементы крепления управляющих органов, управления, дополнительных и вспомогательных систем изготавливаются из оцинкованной стали толщиной не менее 2-х мм, при этом конструкция сложной формы с множеством рёбер жёсткости сама представляет из себя сложную пространственную ферму.
Для обшивки, навесов и прочих декоративных элементов применяется оцинкованная сталь толщиной 1,5 мм. Этого вполне достаточно для визуализации внешнего вида зерносушилки с сохранением эстетического внешнего вида.
Удобство хранения, скорость погрузки, лёгкая выгрузка, быстрый монтаж
Болтовая конструкция зерносушилок от завода RIR-standart позволяет изготавливать зерносушилки готовыми к монтажу модулями. Монтаж оборудования RIR упрощается тем, что все элементы как «кубики ЛЕГО» ставятся один на другой, скрепляются болтами в готовых сечениях. Технология проста, монтаж ведётся в короткие сроки малым количеством персонала, требования к квалификации минимальны. Разделение на готовые модули сокращает время погрузки в автотранспорт клиента, экономит погрузочное/транспортное пространство, уменьшает затраты конечного потребителя.
