Kniedes (kniedēšana) — definīcija, vēsture, veidi un pielietojums

Kniedes (kniedēšana): definīcija, vēsture, kniežu veidi un mūsdienu pielietojums — no kuģu būves līdz aviācijai. Uzzini tehnoloģijas attīstību un praktiskos piemērus.

Kniede ir speciāls metāla stiprinājums — sava veida skrūves vai naglas analogs — ar kuru savieno metāla plaknes vai citus materiālus, izveidojot ciešu, mehāniski pārveidotu savienojumu. Kniedēšana (kniedes lietošana un iedzīšana) gadu desmitiem bija pamata savienošanas metode lielās konstrukcijās, piemēram, kuģu, tiltu un citu metāla būvju būvē.

Vēsture īsumā

Kniedēšanas tehnika attīstījās industriālās revolūcijas sākumā, balstoties uz vēl senākām metālapstrādes metodēm. To plaši pielietoja 19. un 20. gadsimtā, jo tā ļāva veidot stiprus un ilgizturīgus savienojumus masveida metālkonstrukcijām. Lai gan mūsdienās kniedēšanu lielā mērā ir aizstājusi metināšana vai augstas stiprības skrūves, kniedes joprojām izmanto tur, kur vajadzīgs viegls, bet izturīgs savienojums — piemēram, lidmašīnās un citās aviācijas konstrukcijās.

Kā darbojas kniedēšana

Parastā kniedēšanas ideja ir šāda: ciets metāla kniežu stienītis tiek ievietots caurumā, kas savieno divas vai vairākas loksnes. Kniezi sasilda (karsto kniežu gadījumā) vai deformē aukstā veidā, un atbrīvotā galā ar sitieniem vai spiedienu izveido otru galvu, kas kopā ar pamatgalvu notur loksnes. Karsts kniežu gals, atdzesējoties, sašaurinās un sasprindzinās, tādējādi nodrošinot ciešu savienojumu. Karstās kniedes iedzīšana tradicionāli bija ļoti troksnaina un laikietilpīga darba procesa daļa.

Kniedēšanas veidi un kniežu tipus

Ir daudz kniežu un kniedēšanas metožu, tostarp:

• Cietās (solid) kniedes — klasiskās kniežu stieņi, kas iedzītas ar sitieniem (karstās vai aukstās kniedēšanas procesā).
• Blind (pop) kniedes — speciālas divdaļīgas kniedes, kuras var iedzīt pieejot tikai no vienas puses; bieži izmanto montāžā un būvniecībā.
• Caurulīšu (tubular) kniedes — ar caurumu centrā, viegli deformējas un izmantojamas plānākiem materiāliem.
• Pusapaļas, apaļas, koniskas un countersunk (ievēlētās galvas) kniedes — dažādi galvu profili atkarībā no nostiprināšanas vajadzības un estētikas.
• Materiāli — nerūsējošais tērauds, parastais tērauds, alumīnijs, varš un citas sakausējumu kombinācijas.

Rīki un darba organizācija

Tradicionālā kniedēšana prasa vairākus darbiniekus un instrumentus. Būt kniedētājam bija prasmīgs darbs: komanda parasti strādāja pa četriem — divi uz čuguna vai loksnes puses karsēja un nodeva kniezi, divi to iedzina un fiksēja. Kniežu karstuma uzturēšanai izmantoja krāsnis vai spoļus, bet iedzīšanai — pneumohārdus āmurus, rokas āmurus vai speciālas kniedēšanas mašīnas. Mūsdienās izplatīta mehāniskā, pneimatiskā vai hidrauliskā kniedēšana, kā arī griešanas procesa mehanizācija.

Kniedēšanas process — soli pa solim

• Sagatavo caurumi un materiālu virsmas; izvēlas atbilstoša tipa un izmēra kniezi.
• Karsē kniezi (ja izmanto karsto kniedi) līdz nepieciešamai temperatūrai, lai tā būtu plastiska.
• Ievieto kniezi caurumā un saspiež vai iedzīsti otru galu, veidojot galvu (ar manuālu vai mehānisku āmuru, vai kniedēšanas instrumentu).
• Ja knieze bijusi karsta, ļauj atdzist — atdzišana radīs papildu saraušanos un nostiprinājumu.
• Pārbauda savienojuma kvalitāti — vizuāli, ar pieskārienu vai speciālām pārbaudēm.

Pārbaude un uzturēšana

Vienkāršs un ātrs kniedes kvalitātes tests ir pieskāriens vai klausīšanās: cieši iestiprināta kniede skan (dod skaidru zvanu), bet vaļīga rada citādāku, "dumjāku" skaņu un var kustēties. Turklāt izmanto arī vizuālo pārbaudi, mērījumus, spiedes testus un nenoātkaitinātas metodes (piem., ultraskaņu) kritiskos savienojumos. Regulāra uzturēšana un apsekošana ir svarīga, jo vaļīgas kniedes var izraisīt noguruma plaisas loksnēs vai atšķirīgu konstrukcijas uzvedību.

Priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības:

• Stabils mehānisks savienojums, labs pretestības pret vibrācijām rādītājs.
• Nav nepieciešama augsta temperatūra materiāla pamata metināšanai (dažiem materiāliem svarīgi).
• Vieglāk savienot dažādus metālus, kurus metināt ir problemātiski.
• Dažos gadījumos — vieglāk apkalpojams un atjaunojams.

Trūkumi:

• Tradicionāli darba intensīvs un dārgs process (īpaši karstā kniedēšana).
• Savienojums nav vienmēr tik hermētisks kā metinājums.
• Demontāža reizēm sarežģīta — kniedes jāurbj ārā.
• Smagāka pārnēsāšana salīdzinājumā ar dažām mūsdienu tehnoloģijām (atkarībā no konstrukcijas).

Pielietojums mūsdienās

Pat ja daudzās rūpniecības jomās kniedēšanu ir aizstājusi metināšana vai skrūves, tā joprojām ir aktuāla:

• Aviācijā un kosmonautikā — tur, kur svara un izturības attiecība ir kritiska, un apkure/metināšana nav piemērota vai riskanta.
• Transporta līdzekļos, kuģu un tiltu remontā — īpaši, ja jāapvieno dažādi materiāli vai jāveic lauka remonti.
• Būvniecībā un restaurācijā — vēsturiskās konstrukcijās kniedes ir autentisks un strukturāli drošs risinājums.
• Industriālajā ražošanā — mūsdienu automātiskie kniedēšanas iekārtu risinājumi nodrošina ātrumu un atkārtojamību.

Noslēgumā

Kniedēšana ir sen izkopta un uzticama savienošanas tehnika ar skaidriem pielietojuma laukiem arī mūsdienās. Lai gan tās loma ir mainījusies — no dominējošas metodes uz specifisku risinājumu — kniedes priekšrocības vibrācijas noturībā, piemērotībā dažādu materiālu salikšanai un spējā nodrošināt vieglus, izturīgus savienojumus saglabā šo tehnoloģiju nozīmīgu daudzās nozarēs.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir kniede?

J: Kāda bija galvenā metāla priekšmetu izgatavošanas metode industriālās revolūcijas laikā?

J: Kā kniede tiek iekalta savā vietā?

J: Kas tika izmantots, lai kniedēšanas procesā piespiestu metālu ieņemt vietu?

J: Kāpēc kniedētāja amats tika uzskatīts par kvalificētu darbu?

J: Kā var pārbaudīt kniedes?

J: Kur mūsdienās vēl joprojām izmanto kniedēšanu?

Meklēt pēc burta