Способ затяжки резьбовых соединений

(9) (1) 55 В 25 В 23/ ОПИ ОБРЕТ К АВТО 21) 4715153/222) 11.04.8946) 23.05,971) Крамат В,А. Тарадайдр. Сборка резьбовыхостроение, 1978, с. 96.льство СССР23/14, 1967,И РЕЗЬБОВЫХ СОЕится к механизиро нных резьбовых со=г)2 Йсть резьбового нная же еК оедие угла поворота Ь 3лового ускореК - 1 - сумм за все предыдущ В результате ния при начальнВ Го)= 1+ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВ 1. Бюл. М 19орский индустриальный инсти(72) В.М. Сибогатов и(57) Изобретение отнванной сборке ответст Изобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения,Цельизобретения - повышение надежности и производительности за счет снижения погрешности достижения заданного момента и исключения операции создания начального момента.На чертеже,изображена схема устройства для реализации способа затяжки резьбовых соединений,Способ затяжки резьбовых соединений осуществляют следующим образом.Для обеспечения кваэипластического ударного взаимодействия между маховиком и наковальней ударного гайковерта необходимо выполнение условияИ 1= а 0,4,где 1 н - момент инерции наковальни;1 м - момент инерции маховика.При этом условии послеударное (после 1-го удара) движение наковальни с маховиединении и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, Цель изобретения - повышение надежности и производительности. Для этого наносится несколько ударов для обжатия стыка, По результатам замеров угла поворота гайки и момента на ней после первых трех ударов при затяжке определяются параметры резьбового соединения, а с помощью таблицы коэффициентов - соответствие реального процесса затяжки теоретическому, после чего определяют число дополнительных ударов и суммарное число ударов. При достижении суммарного числа ударов гайковерт отключают, 1 табл., 1 ил,ом в процессе ударной затяжки описываея уравнениемй+аРЙ = - А. гд - приведе стс нения;Й - текущее значенгайки наковальни);Й - текущее значениения гайки; рный угол поворота гайкие 0-1) удары.решения данного уравнех условиях =0; Й (0)=0 где 70 - начальная угловая скорость маховика в момент взаимодействия с наковальней, можно последовательно определить1650424 10 50 35 приращение угла поворота гайки и ее суммарный угол поворота после каждого удара в зависимости от угла поворота гайки после первого удара и от коэффициентов пропорциональности: Ч 1 - коэффициента приращения угла поворота гайки и ф коэффициента суммарного угла поворота гайки. Наиболее рационально производить затяжку ударными гайковертами за 1 О - 15 ударов. Поэтому ограничимся 30 ударами и составим таблицу коэффициентов Ч 1 и ф С помощью таблицы, зная угол поворота гайки после первого удара, можно определить приращение угла поворота гайки и "5ее суммарный угол поворота после любогоиз 30 ударов. В таблице коэффициент р -коэффициент динамичности приращенияугла поворота гайки. Он определяетсяЛО - 1 Щ - 1 й % - 120Я ц Ви БКоэффициенты Ч, 9 и р инвариантны относительно параметров резьбовогосоединения и гайковерта. Табличные коэффициенты вычисляются для теоретическогослучая, когда наблюдается пряма пропорциональная зависимость между углом поворота гайки и моментом на ней от началазатяжки до ее завершения. При затяжке 30реэьбового соединения такая зависимостьустанавливается только после обжэтия с. ька, т,е, после завершения упругих и опаси"ческих деформаций контактируюгцихповерхностей смятие микро-неровностей, 35выравнивание деталей пакета и т,п.), Предлагаемый способ затяжки резьбовых соединений может быть реализованредкоударным гайковертом 1, имеющимдатчик 2 угла поворота гайки, датчик 3 момента на г ке, счетчик 4 ударов, блок 5интерфейсов устройства согласования),микропроцессс р 6 и механизм 7 включениявыключения гайковерта 1,Способ "еалиэуется следующей последовательностью операций.С пульта управления микропроцессора6 (в который уже введена программа алгоритма способа и таблица коэффициентов) вводят значение требуемого момента Мтр затяжки резьбового соединения, Устанавливают гайковерт 1 на наживленную гайку (не показано). Нажимают кнопку "Пуск", Все последующие операции выполняются без вмешательства оператора. Приводится счет нанесенных ударов до п=5 (можно заложить в программу и другое число, но 5 ударов достаточно для завершения обжатия стыка, если всю затяжку предполагается произвести за 10-15 ударов). После б-го, 7-го, 8-го ударов запоминается измеренный угол поворота гайки бй(,), Ву и (4(и), а после 1-го и 8-го ударов запоминается измеренный момент на гайке М 7(и) и Мв. Вычисляется коэффициент динамичности приращения угла поворота гайки по измеренным углам ее поворота" Сравнивается вычисленное ре(и) с табличными значениями р и выбирается наиболее близкое теоретическое р, определяется номер удара 1 т, соответствующего теоретическому р, запоминается т, запоминаются табличные значения коэффициентов фт, (1 т-) и 1 (т). Вычисляется приведенная жесткость реэьбового соеди- нения и 8(и) - М 7 и)6 ви) - В(и)Определяется теоретическое усредненное значение угла поворота гайки после первого удара0 = (+.ии - "-; + Г.". .Э, Вычисляется потребный суммарный угол поворота галкиМтрЕВычисляется потребный коэффициент суммарного угла поворота гайкивп --д"Сравнивается вычисленноес табличными значениями ф, устанавливается номер удара, соответствующий ф, наиболее близкого к , запоминается этот номер Ь, т,е. номер последнего удара и теоретически потребное число ударов.Определяется число ударов дополнительных к реально нанесеннымпд=-1-тВычисляется суммарное число ударовп =. и+3+иБыло принято п=5, хотя оно может быть и другим, как уже отмечалось, достаточным для обжатия стыка и настолько малым, чтобы число пд было таким, что времени и на исполнение пд ударов было бы достаточно на выполнение операций с 5-й по 15-ю. Производится счет ударов до п, после чего отключается гайковерт, Способ может быть реализован при автоматизированном процессе сборки. С целью уменьшения временина составление и запись программы и экономии ячеек памяти микропроцессора целесообразно вводить в таблицу коэффициентов значения р тальк. для пеовых (и+3) ударов, так как остальные не используются в алгоритме реализации,П р и м е р конкретной реализации способа. Производится затяжка резьбового соединения, стягиваемого болтом М 24 х 2, редкоударным гайковертом с энергией единичного удара Аед=-3000 Дж, Требуемый момент затяжки МтрН.м.Затяжка производится в следующей последовательности. С пульта управления вводят в память микропроцессора Мтр=830 Н.м;-830 Н,м (таблица коэффициентов и программа выполнения алгоритма процесса затяжки были введены заранее), Наживляют гайку и навинчивают ее до соприкосновения со стягиваемой деталью. Устанавливают гайковерт на гайку, нажимают кнопку "Пуск", Обрабатывают сигналы счетчика ударов, микропроцессор пропускает 5 ударов без обработки сигналов датчиков угла поворота гайки и момента нэ ней. Микропроцессор запомнил измеренные углы поворота гайки после 6-го, 7-го, и 8-го ударов ( О (и)=2,67 рад, 0 т(и)=3,24 рад, О ви)=3,71 рад) и измеренные после 7-го и 8-го ударов моменты на найке М 7(и)=555 Н,м, Мв(и,=640 Н,м). Производят вычисленияФи)Ми Ади)о 8(и) И3,24 - 2,67 1,2128,3;71 - 3,24Производят сравнение вычисленного рв(и) с табличными значениями, определяют наибольшее совпадение с табличным р=1,1861, запоминают номер удара, соответствующий теоретическому р 4(т), запомнились табличные дт=2,000, фт)=1,732 и Я)т)=1,414.Вычисляют приведенную жесткость резьбового соединенияЬ МВ и М 8 Ди - У 7 и(и) Ф(и) д(и)640 - 5553,71 - 3,24 Определяют усредненное значениемфиФи 1 фи 3 371 324 2672,000 1,732 + 1,414 1 87 ( )3-1,87. рад Значения фт= ам=2,000, р.-1 1,32и (1 т)=- 2=414 берут из тэблицььВычисляют потребный суммарный уголгайки5М 8 0О = - ;-" = - , .= 4,т 19 (град )Вычисляют коэффициент4,59Ь ==- = -- =-;.454гп10Производят сравнение вю.чы.ланг,огоф с табличными эначениял и кс;-.ф;:лц,.е;-,тов ф, устанавливают, что нэ,;г,лее с;лт-к .ф совпадэетс р в =2.,45,Запоминают Ь =6, Определяют ч;.,ьдополнительных ударовпд=) и - т=6 - 4=2.Вычисляют суммарное число ударовпт =8+пд=8+2=10Наносят 9-й и 10-й удары, После нане-,сения 10-го удара подают команду на отключение гайковерта. На индикаторевысвечивается достигнутый в резьбовом соединении момент Мзат=845 Н,м.Погрешность достигнутого момента составляет= - 100-100 =-1.8845830Не трудно показать, что ошибка толькона один удар в сторону уменьшения даетпогрешность7,( - 1) = ( -100 - 100 --- - -100 -М 5 Я М 5(т КМтр Мтр,О35 - 100 =100-100 = - 8,9 ,Мтра ошибка только на один удар в сторонуувеличения дает погрешностьь,ОьтФормула изобретенияСпособ затяжки резьбовых соединений,заключающийся в обжэтии стыка и затяжкеударами с фиксированием их суммарного45 числа,отличающийся тем,что,сцельюповышения надежности и производительности, обжатие стыка производят также ударами, после первых трех ударов призатяжке замеряют угол поворота гайки, э50 после двух последовательно действующихиз них - момент на гайке, по измереннымпараметрам определяют коэффициент динамичности приращения угла поворота гайки и приведенную жесткость резьбового55 соединения, устанавливают теоретическийномер удара, определяют теоретическоезначение угла поворота гайки после первогоудара при затяжке и потребный коэффициент суммарного угла поворота гайки, по значению последнего находят теоретическое1650424 потербное число ударов, по нему вычисляют число дополнительных к реально нанесенным при обжатии и затяжке ударам, а сего учетом - суммарное число ударов. Номе да а 1,0000 .0,4142 0,3178 0,2679 0,2361 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 О 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ЗО 0,2134 0,1963 0,1820 0,1716 0,1623 0,1543 0,14750,1414 0,1361 0,1313 0,1270 0,1231 0,1195 0,1162 0,1132 0,1104 0,1078 0,1054 О, 1031 0.,1010 0,0990 0,0971 , 0,0953 О 937 0,0920 1,000 1,414 1,732 12,000 2,236 2,450 2,646 2,828 3,000 3,162 3.317 3,464 3,605 3,741 3,873 4,000 4,123 4,243 4,359 4,472 4,583 4,691 4,796 4,899 45,000 5.099 5,196 5,291 5,385 5,477 2,4142 1,3032 1,1861 1,13511,10611,0874 1,0744 1,0647 1,0573 1,0514 1,0466 1,0426 1,03993 1,0364 10339 1,0318, 1,0299 1,0282 1,0277 1,253 1,0241 1.0230 1,0220 1,0211 1,0202 1,0194 1,01871,0180 1,0174