Kodėl kniedijimas nebenaudojamas?

Kniedijimas yra viena iš seniausių nuolatinio metalo tvirtinimo technologijų žmonijos istorijoje, kurios ištakos siekia tūkstančius metų senovės bronzos ir geležies apdirbime. Didžiąją pramonės revoliucijos dalį ir XX amžiaus pradžioje kniedės buvo dominuojantis konstrukcijų tvirtinimo būdas, naudojamas statant ikoninius plieninius tiltus, dangoraižius, mūšio laivus ir pirmosios kartos komercinius lėktuvus. Tačiau šiandien daugelis inžinierių, gamintojų ir pramonės stebėtojų klausia: kodėl kniedijimas nebenaudojamas?

Trumpas atsakymas yra toks, kad kniedijimas visiškai neišnyko -, tačiau jo įprastas naudojimas daugumoje pramonės sektorių smarkiai sumažėjo, nes jį išstūmė greitesnės, pigesnės ir labiau automatizuoti{1}}patogesnės tvirtinimo technologijos. Tradicinės karštai varomos kietos kniedės, kažkada buvusios visur sunkiose statybose ir laivų statyboje, dabar yra gana retos, o šiuolaikiniai kniedžių variantai išlieka nišiniais sprendimais konkrečioms didelio našumo -naudojimui.

Šiame vadove mes išskirsime pagrindines priežastis, dėl kurių kniedijimas mažėja pagrindinėje gamyboje ir statyboje, palyginame technologijas, kurios ją pakeitė, ir tyrinėjame svarbiausius pramonės sektorius, kuriuose kniedijimas vis dar išlieka nepakeičiamu tvirtinimo sprendimu.

Kniedijimo aukso amžius: kodėl jis kažkada dominavo pramonėje

Prieš tyrinėjant jo mažėjimą, svarbu suprasti, kodėl kniedijimas tapo konstrukcijų tvirtinimo standartu daugiau nei šimtmetį. Prieš plačiai pritaikant patikimą elektros lankinį suvirinimą irdidelio{0}}tvirtumo srieginės tvirtinimo detalėsvidurio-XX amžiaus viduryje karštai varomos kietos kniedės suteikė neprilygstamų pranašumų atliekant sunkias konstrukcijas:

• Įrodytas konstrukcijos patikimumas: Tinkamai sumontuotos, karštos kniedės sukuria sandarią, iš anksto apkrautą jungtį, kai įkaitęs metalas atvėsta ir susitraukia, užtikrindamos puikų šlyties stiprumą ir atsparumą nuovargiui esant ciklinėms ir vibracinėms apkrovoms.
• Medžiagų suderinamumas: XX a
• Praktiškumas svetainėje: Ankstyvosiose statybvietėse dažnai trūko patikimos elektros energijos, todėl karštas kniedijimas -, kuris buvo pagrįstas nešiojamomis kalvėmis ir pneumatiniais plaktukais, - buvo perspektyvus tvirtinimo vietoje sprendimas-.

Nuo Eifelio bokšto ir Auksinių vartų tilto iki Antrojo pasaulinio karo{0}}laisvės laivų ir ankstyvųjų „Boeing“ lėktuvų – kniedės buvo šiuolaikinės pramoninės statybos pagrindas. Jų nuosmukis prasidėjo po-antrojo pasaulinio karo, kurį lėmė šeši tarpusavyje susiję technologiniai ir ekonominiai pokyčiai.

6 pagrindinės priežastys, dėl kurių kniedijimas sumažėjo pagrindinėje pramonėje

1. Didelės darbo sąnaudos ir kvalifikuotų darbuotojų trūkumas

Tradicinis karštasis kniedijimas yra labai daug darbo{0}}reikalingas procesas, kuriam reikalinga aukštos kvalifikacijos komanda. Standartinei kniedijimo komandai reikia mažiausiai dviejų darbuotojų: vieno, kuris laikytų atraminį strypą prie iš anksto suformuotos galvutės, esančios galinėje jungties pusėje, ir vienas, kad būtų varomas ir suformuotų priešingą galvutę pneumatiniu plaktuku arba presu. Karštajam kniedijimui papildomas darbuotojas šildo kniedes nešiojamame kalvyje ir perduoda montavimo komandai.

Antroje XX amžiaus pusėje smarkiai išaugus pramonės darbo sąnaudoms, o vyresnio amžiaus darbuotojams išėjus į pensiją kvalifikuotų kniediuotojų būriui mažėjant, kniedytos jungtys tapo vis nekonkurencingesnės, palyginti su suvirinimu ir varžtinėmis jungtimis, kurioms reikia mažiau specializuoto darbo ir kurias gali atlikti mažiau darbuotojų.

2. Šiuolaikinės suvirinimo technologijos atsiradimas ir brendimas

Vienintelis didžiausias kniedijimo mažėjimo veiksnys buvo sparti elektrinio lankinio suvirinimo technologijų - pažanga, įskaitant ekranuotą metalinį lankinį suvirinimą (SMAW), MIG, TIG ir galiausiai automatizuotą suvirinimą - nuo XX amžiaus 3 iki 1960 m.

Ankstyvieji suvirinimo procesai nukentėjo dėl nenuoseklių kokybės, poringumo ir konstrukcijos patikimumo problemų, todėl kniedės buvo saugesnis pasirinkimas atliekant svarbius konstrukcinius darbus.

Tačiau po{0}}antrojo pasaulinio karo suvirinimo technologija labai patobulėjo:

• Suvirintos jungtys gali atitikti arba viršyti kniedytų jungčių šlyties ir tempimo stiprumą, kai jie atliekami teisingai.
• Suvirinant daugeliu atvejų reikia pasiekti tik vieną jungties pusę, todėl nereikia naudoti strypo darbininko.
• Didelių konstrukcinių mazgų suvirinimas yra žymiai greitesnis nei kniedijimas, todėl sutrumpėja bendras projekto laikas.

Iki septintojo dešimtmečio suvirinimas pakeitė kniedijimą kaip numatytąjį konstrukcijų tvirtinimo būdą laivų statybos, plieno konstrukcijų ir sunkiųjų mašinų gamyboje.

3. Didelio-tvirtumo srieginės tvirtinimo detalės ir varžtinės jungtys

Lygiagrečiai tobulėjant suvirinimo srityje, plėtojama ir standartizuotadidelio{0}}stiprumo legiruotojo plieno varžtai- įskaitant ASTM A325 ir A490 konstrukcinius varžtus - buvo dar viena tinkama alternatyva kniedėms, skirtoms sunkioms konstrukcijoms.

Varžtinės jungtys turi keletą lemiamų pranašumų, palyginti su kniedytomis jungtimis:

• Nuimamas ir prižiūrimas: Varžtus galima lengvai priveržti, atlaisvinti ir pakeisti techninės priežiūros, remonto ar įrangos išmontavimo metu. Priešingai, kniedės yra nuolatinės ir turi būti išgręžtos, kad būtų išardyta jungtis, o tai gali pažeisti pagrindinę medžiagą.
• Greitesnis montavimas: Konstrukcinius varžtus galima montuoti su vienu darbuotoju, naudojant dinamometrinį veržliaraktį, nereikia kaitinti ar atsukti strypo.
• Nuosekli kokybės kontrolė: Varžtų įtempimą galima patikrinti atliekant sukimo momento arba įtempimo bandymus, todėl kokybės užtikrinimas yra paprastesnis ir patikimesnis nei vizualinis kniedžių galvučių patikrinimas.

Surenkamų plieno konstrukcijų, visų pirma, standartu tapo varžtinės jungtys, nes jos leidžia greitai ir nuspėjamai vietoje{0}}surenkamus plieninius komponentus surinkti.

4. Didelės-apimties automatizuotos gamybos paklausa

Didėjant masinei gamybai automobilių, prietaisų ir elektronikos pramonėje, atsirado poreikis tvirtinimo technologijų, kurios galėtų būti visiškai automatizuotos ir veiktų dideliu ciklo laiku.

Tradicinį vientisą kniedijimą sunku visiškai automatizuoti, ypač sudėtingų 3D mazgų atveju, ir yra per lėtas didelės apimties gamybos linijoms. Nors pusiau-vamzdinės kniedės ir aklinosios kniedės gali būti automatizuotos, jos susiduria su didele konkurencija su greitesnėmis alternatyvomis:

• Automatinis taškinis suvirinimas automobilių kėbulams
• Savaime{0}}susitraukiančios tvirtinimo detalėslakštinio metalo elektronikos korpusai
• Lipnios klijavimo ir konstrukcinės juostos lengviems mazgams
• Tvirtai priglunda- ir tarpusavyje sujungiamas lakštinio metalo dizainas, visiškai pašalinantis tvirtinimo detales

Šiuolaikinės taupios gamybos operacijos, orientuotos į ciklo trukmės ir vieneto sąnaudų sumažinimą, kniedijimas retai kada yra efektyviausias bendrosios paskirties{1}}montavimo būdas.

5. Inžinerinių medžiagų evoliucija

Tradicinis karštasis kniedijimas buvo sukurtas angliniam plienui, vyraujančiai XX amžiaus pradžios konstrukcinei medžiagai. Šiuolaikinis pramoninis dizainas vis dažniau naudoja pažangias medžiagas, kurios prastai tinka karštam kniedijimui:

• Aliuminio lydiniai: Plačiai naudojamas aviacijos ir automobilių pramonėje, aliuminis gali būti kniedytas, tačiau karštas kniedijimas gali deformuotis ir sugadinti medžiagą. Naudojamos šaltos kniedės ir specializuotos žaliuzių kniedės, tačiau dažnai pirmenybė teikiama klijavimui ir mechaniniam tvirtinimui.
• Labai{0}}stiprus plienas: Šiuolaikiniai pažangūs didelio stiprumo
• Kompozitinės medžiagos: Anglies pluošto, stiklo pluošto ir polimerų kompozitų apskritai negalima kniedyti karštai, nes šiluma suardytų medžiagos matricą.

Kadangi šios medžiagos tapo vis labiau paplitusios, tradicinio kniedijimo rinka atitinkamai sumažėjo.

6. Aplinkosaugos ir darbo saugos taisyklės

Karštas kniedijimas apima atvirą ugnį, aukštos{0}}temperatūrinį metalą, garsius pneumatinius įrankius ir didelę ergonominę apkrovą darbuotojams. XX amžiaus pabaigoje sugriežtėjus darbo saugos taisyklėms, o įmonėms pirmenybę teikiant traumų ir aplinkos pavojų mažinimui, karštas kniedijimas tapo vis nepatrauklesnis, palyginti su švaresnėmis, saugesnėmis alternatyvomis, tokiomis kaip suvirinimas (su tinkamu dūmų pašalinimu) ir varžtais.

Kniedijimas nėra miręs: kur jis išlieka labai svarbus

Nepaisant pagrindinės gamybos nuosmukio, kniedijimas toli gražu nėra pasenęs. Keliuose svarbiuose pramonės sektoriuose kniedės išlieka tinkamiausiu arba vieninteliu perspektyviu tvirtinimo sprendimu.

1. Oro erdvė ir aviacija

• Komercinius ir karinius orlaivius vis dar laiko milijonai kniedžių - daugiausia vientisos aliuminio ir titano kniedės, taip pat specializuotoskonstrukcinės žaliuzių kniedės. Priežastis paprasta: kniedės pasižymi neprilygstamu atsparumu nuovargiui esant nuolatiniam cikliniam slėgiui ir aerodinaminėms apkrovoms, kurias ištveria orlaivių fiuzeliažai ir sparnai. Suvirintos aliuminio jungtys yra linkusios įtrūkti nuo nuovargio, todėl kniedės yra saugesnis ir patikimesnis pasirinkimas aerokosminėms konstrukcijoms.

2. Istorinės struktūros atkūrimas ir paveldo statyba

• Istoriniams plieniniams tiltams, žymiems pastatams ir paveldo pramoninėms konstrukcijoms restauravimo projektai turi atitikti originalius statybos metodus, kad būtų išsaugotas konstrukcijos vientisumas ir istorinis autentiškumas. Karštos kniedės vis dar naudojamos specializuotų restauravimo komandų, taisydamos ir keisdamos ikoninių XIX a. ir XX a

3. Sunkiosios-apkrovos medžiagų tvarkymo ir pramoninės mašinos

• Esant didelei -vibracijai, stipriai-suveikiant sunkią įrangą -, įskaitant šakinius krautuvus, statybinę techniką, kasybos įrangą ir žemės ūkio padargus, - kniedytos jungtys vis dar turi pranašumų, palyginti su varžtinėmis jungtimis, kurios laikui bėgant gali atsilaisvinti dėl nuolatinės vibracijos. Nuolatinės kniedytos jungtys išlaiko pastovią suspaudimo jėgą dešimtmečius, sumažindamos priežiūros reikalavimus ir padidindamos įrangos patikimumą.

AtJOYEAR Metalo apdirbimas, pirmaujantis gamintojaskrautuvo šakėsirlakštinio metalo gaminiai pagal užsakymąSu daugiau nei 15 metų pramonės patirtimi kniedijimas tebėra vertingas tvirtinimo sprendimas, skirtas konkrečių -sunkių medžiagų tvarkymo komponentams. Mūsų premijakrautuvo šakės, kurie atitinka arba viršija ISO 2330 ir ANSI/ITSDF B56.11.4 standartus, yra sukurti ekstremalioms dinaminėms apkrovoms, o į tam tikrus priedų komponentus įtraukiame kniedytas jungtis, kur nuolatinis, vibracijai{2}}atsparus tvirtinimas yra labai svarbus ilgalaikiam-saugumui ir veikimui.

Mūsų ISO 9001:2015 ir ISO 14001:2004 sertifikuota gamybos įmonė, aprūpinta pažangia preciziško štampavimo ir CNC gamybos įranga, užtikrina tvirtą -tolerancijos kniedės skylių išlygiavimą ir nuoseklią komponentų kokybę -, būtiną norint pasiekti visišką kniedytų jungčių tvirtumą ir patikimumą. Bendradarbiaujame su originalių įrenginių gamintojais, priedų gamintojais ir sunkvežimių pardavėjais, kad optimizuotume tvirtinimo konstrukcijas kiekvienai paskirčiai, pasirinkdami kniedijimo, suvirinimo ir varžtų jungtis pagal faktinius apkrovos reikalavimus, gamybos apimtį ir aptarnavimo aplinką.

Norėdami sužinoti daugiau apie mūsų sunkiųjų{0}}medžiagų tvarkymo komponentus ir pritaikytas metalo gamybos galimybes, apsilankykite JOYEAR Metalwork:https://www.joyearmetalwork.com/.

4. Plonas-materio lakštinio metalo mazgas ir gaubtai

• Standartinės žaliuzių kniedės(pop kniedės) tebėra labai paplitę plonų{0}} lakštinio metalo konstrukcijų, įskaitant elektronikos korpusus, ŠVOK ortakius, ženklus ir architektūrinę apdailą, atveju. Kadangi juos galima montuoti tik iš vienos pusės, naudojant paprastus rankinius įrankius, jie yra praktiškas, ekonomiškas{2}}naudingas pasirinkimas montuojant lauke ir mažo{3}}–-vidutinio tūrio lakštinio metalo gamybai.

Šiuolaikinės kniedės: prisitaikymas prie XXI amžiaus gamybos{1}}

Kniedžių technologija nestovėjo vietoje. Nors tradicinių kietų karštų kniedžių sumažėjo, pažangūs kniedžių variantai išskyrė naujas nišas šiuolaikinėje gamyboje:

• Savaime-praduriamos kniedės (SPR): Specialiai sukurtos kniedės, kurios perveria lakštinę medžiagą be iš anksto{0}}išgręžtų skylių, idealiai tinka automatiniam aliuminio ir mišrių{1}} medžiagų automobilių kėbulų konstrukcijų surinkimui.
• Konstrukcinės žaliuzių kniedės (užrakinimo varžtai): Didelio stiprumo{0}}akliuzo kniedėskurios visam laikui užfiksuoja šerdį į kniedės korpusą ir užtikrina tvirtumą, prilygstančią tvirtoms kniedėms, naudojant vienpusį montavimą -, plačiai naudojamą sunkvežimių važiuoklės ir tilto remontui.
• Automatizuotos kniedijimo sistemos: CNC{0}}valdomos robotinės kniedijimo mašinos, naudojamos aviacijos ir erdvėlaivių gamyboje, užtikrinančios nuoseklų, didelės spartos{1}}kniedžių montavimą didelėms orlaivių konstrukcijoms.

Šios naujovės užtikrina, kad kniedijimo technologija toliau tobulėtų ir išliktų tinkama specializuotoms didelio našumo{0}}programoms, net jei jos nebebus naudojamos bendrosios paskirties{1}}.

Išvada

Taigi kodėl kniedijimas nebenaudojamas? Realybė tokia, kad kniedijimas neišnyko - jis tiesiog buvo pažemintas iš universalaus numatytojo tvirtinimo būdo į specializuotą sprendimą konkretiems naudojimo atvejams. Tradicinio karštojo kniedijimo nuosmukį lėmė esminiai ekonominiai ir technologiniai poslinkiai: didėjančios darbo sąnaudos, suvirinimo irdidelio stiprumo{0}}varžtai, automatizuotos masinės gamybos paklausa ir pažangių inžinerinių medžiagų raida.

Daugumoje bendrosios paskirties -gamybos ir statybos programų šiandien suvirinimas, varžtų sujungimas ar klijavimas bus efektyvesnis, ekonomiškesnis-ir praktiškesnis nei kniedijimas. Tačiau ypatingoms reikmėms, kuriose svarbiausias yra atsparumas nuovargiui, atsparumas vibracijai, nuolatinis tvirtinimas ar istorinis autentiškumas, kniedijimas išlieka nepakeičiama technologija -, kuri ir toliau tobulėja kartu su šiuolaikiniais gamybos metodais.

Inžinierių ir pirkimų komandoms svarbiausia nedaryti prielaidos, kad kniedijimas yra pasenęs, o kiekvieną kartą įvertinkite savo nuopelnus, kad pasirinktumėte tvirtinimo technologiją, užtikrinančią geriausią stiprumo, sąnaudų, ilgaamžiškumo ir pagaminamumo pusiausvyrą.

Dažnai užduodami klausimai

K: Ar šiuolaikinėje gamyboje kniedijimas yra visiškai pasenęs?

• A: Ne, kniedijimas nėra pasenęs. Nors tradicinės karštai varomos kietos kniedės yra retos bendroje gamyboje, pažangūs kniedžių tipai -, įskaitant konstrukcines aklinas kniedes, savaime{3}}praduriamas kniedes ir aviacijos-kietosios kniedės -, tebėra plačiai naudojamos aviacijoje, lengvuosiuose automobiliuose, sunkiosiose mašinose ir lakštinio metalo surinkime.

K: Kodėl suvirinimas pakeitė kniedes tiltų ir pastatų statyboje?

• A. Daugumoje konstrukcijų kniedės buvo pakeistos suvirinimu, nes tai yra greitesnė, mažiau{0}}darbo reikalaujanti, o jungtys yra lygiavertės arba didesnės. Be to, suvirinant daugeliu atvejų reikia tik vienpusės prieigos, todėl nereikia nešiojamųjų kalvių ir specializuotų kniedijimo brigadų.

Kl.: Ar kniedės vis dar naudojamos komerciniuose lėktuvuose?

• A: Taip, kniedės vis dar yra pagrindinis komercinių orlaivių fiuzeliažo ir sparnų tvirtinimo būdas. Aliuminio kniedės pasižymi puikiu atsparumu nuovargiui esant ciklinėms skrydžio apkrovoms, palyginti su suvirintomis aliuminio jungtimis, todėl jos yra saugiausias ir patikimiausias pasirinkimas aviacijos ir kosmoso konstrukcijoms.

K: Koks yra didžiausias kniedytų jungčių trūkumas?

• A: Didžiausias tradicinių kniedytų jungčių trūkumas yra tas, kad jos yra pastovios ir negali būti lengvai išardomos. Norint nuimti kniedę, ją reikia išgręžti, o tai gali sugadinti pagrindinę medžiagą, o priežiūra, remontas ir komponentų keitimas reikalauja daugiau laiko{1}} ir brangiau, palyginti su varžtinėmis jungtimis.