Способ затяжки резьбовых соединений

(19 Ш) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТВ атов,во СССР1976, рка резь- иностроеЫХ СОЕДИк тарикительного ючения при- икропроцессо ласования датчиков испомеханизма включения-выквода 6 гайковерта 1 и мра 2. инения пронечного Чк - Чо +9 рэгде (р - начальный угологайки;и - расчетный угчргайки.Определяют значение360 Я т с;о ворота ол поворота соединенииписывается ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ НОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМГ 1 РИ ГКНТ ССОф(54) СПОСОБ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБНЕННИ(57) Изобретение относитс Изобретение относится к механизированной тарированной сборке резьбовых соединений и может быть использовано.в различных отраслях машиностроения.Цель изобретения - повышение на-. дежности за счет повышения точности обеспечения требуемого усилия затяжкифНа фиг.1 изображена принципиаль,ная схема устройства для реализации данного способа; на фиг. 2 - графики зависимостей крутящего момента М . и усилия затяжки Ц от углапово. рота гайки.Способ осуществляют гайковертом 1 (см.фиг.1), оснащенным микропроцессором 2, датчиком 3 для измерения угла поворота гайки, датчиком 4 для .измерения прикладываемого к гайке крутящего момента и элементами 5 сог 4 В 25 В 23/14, С О 1 Х 1 5/24 рованной сборке резьбовых соедине.ний. Цель изобретения - повышение надежности. По углу поворота гайки измеряют текущее значение прикладываемого к гайке момента и оканчивают затяжку при угле поворота гайки, равном сумме расчетного и начального углов., Значение последнего определяют после обжатия стыка, замеряя приращение крутящего момента, приращение угла поворота и определяя их отношение, а затем вычитают из текущего значения угла поворота произведение текущего крутящего момента на .указанное отношение. 2 ил. Затяжка резьбового с изводится до достиженияугла поворота гайки где Я - требуемое усилие затяжР - шаг резьбы;х - номер детали в1493454 ММзч 95 2 Мз г 40 50 55,и - число деталей в соединении;Я - суммарная податливость деталей в соединении.Завершение процесса обжатия стыка можно определить разными метода И ВВариант 1. Экспериментально устаНовлено, что для обжатия стыка (упругопластического обжатия микроне ровностей и достижения номинального рилегания деталей) достаточно приожить момент, не превышающий 30 % от момента М , требуемого для обеспечения 51 15После окончания обжатия стыка зависимость М = Г(5) будет прямо пропорциональна. Значит, если начинать фиксировать значения крутящего момента на гайке через определенный угол 20 поворота гайки (например через 10 )момента М, равного 30 % от требуемого, то значения зафиксированных моментов и углов поворота гайки будут принадлежать прямолинейному уча стку зависимости М = Х(5 р) (на фиг.2 - участок АВ),Приближенно М, можно определитьпо формуле 30 М = 0,2 С 16где Й - наружный диаметр резьбь 1,Значение М = О,ЗМ 5 = ООбЯ й закладывается в память микропроцессора, Возможно вычисление его и попрограмме, тогда задаютсяи Й,Вариант 2. При достижении прямопропроциональной зависимости момен-. та от угла поворота гайки (участок АВ на фиг.2) отношение приращения угла поворота к приращению момента на гайке станет равным постоянной величине. Значит, с момента включения 5;ривода гайковерта мккропроцессо 1 через каждые И должен вычислять отношение АЧ 5 /АМ и сравнивать его с предыдущим. Достижение постоннс-.ва отношения 61 /ЬМ является сигналом о завершении процесса обжатня сть 1 каВариант 3. Микропроцессор постоянно анализирует результаты последних трех измерений момента на гайке и ее угла поворота, Если три точкч,например Е 1(З, М-) Е(ф;.1 р М 5+1)и Я (1 М ) ОкажУтсн Ба ОДной прямой., то это явится сигналом об окончании обжатия стыка. Необходимым и достаточным условием принадлежности точек Е 1, Е и Е прямой является равенство нулЮ опре" делителя третьего порядка;Практически отношение Ь( /ЬМ после обжатия стыка, строго постоянным не будет поэтому необходимо в программу по вариантам 2 и 3 вводить поправочные коэффициенты, учитывающие отклонение отношения .Ь ЙМ от константы и отклонение от равенства нулю определителя.В дальнейшем для определения завершения процесса обжатия стыка используется метод, изложенный в варианте 1.Для определения Ц с момента включения привода гайковерта микропроцессор 2 сравнивает текущее значение момента на гайке с моментом М, При достижении текущим моментом значения М микропроцессор 2 Фиксирует этот момент, присвоив ему индексФ(М, = М ),. и соответствующий емуугоп поворота гайки ( Ч 1). далее с интервалами, равньп 5 и д, запоминаются еще несколько например, четыре) значений моментов и соответствуюп;их им углов поворота гайки М и 41 цМ 1 г и Ч+г 1 М 1+з и Ю 15 Ъ ф 1 ф 4 ЧФ 4 фТеоретически отношение приращения угла поворота гайки к приращению момента на гайке на участке прямо пропорциональной зависимости М = = Г(Ц 1) должно оставаться постоянным, Практически в результате колебанийзначений коэффициентов трения в процессе затяжки на линейную часть зависимости М = Г(Ц 5) накладываются11 11помехи , т.е. эти отношения длякаждого измерения не будут строгопостоянными Микропроцессор 2 вычисляет эти отношения и производит выравнивание их по методу наименьшихквадратов, Поэтапно Ю;11- Ч 1с 1 Д ф(1М ММ - МЭ1+1 Ю +г" Ц 51111+1 чМ 1 М, - М.(- 3 с+ Кгде п. - число замеров крутящегомомента и угла поворотагайки после обжатия стыка,Дпя контроля хода процесса затяжки микропроцессор 2 продолжает черезкаждые Ь Ч 1 вычислять отношение приращения угла поворота гайки к приращению момента на ней и сравниватьего с найденным значением с 8 Ы.Еслиэто отношение не отличается от айдОна величину, больше донустимой,процесс продолжается, а в противном случае микропроцессор 2 вырабатываетсигнал на останов привода гайковерта и сигнализирует. оператору об отклонении процесса от нормального 1 причиной чего может быть бракованнаярезьба, попадание посторонних частици т.п.). Если нарушений процессазатяжки нет,микропроцессор даеткоманду на останов привода гайковерта.при достижении конечного углаповорота гайки Ц . При этом подается соответствующий сигнал и оператору,Таким образом, перед началом затяжки резьбового соединения оператор должен ввести в память микро- .процессора 2 значения наружного диаметра Й резьбы болта или шпильки,требуемое усилие затяжки Ц , шагаизмерений угла поворота гайки ЬЦрасчетного угла поворота гайки Чи допускаемого отклонения с 843) .По этим параметрам микропроцессор 2в ходе затяжки резьбового соединения определяет конечный угол поворота гайки (, соответствующий заданному Я 1, и прекращает.затяжкупри его достижении.Причем с 18 ю 4 ф, и Ц микронроцессором 2 определяются по замерам/ угла поворота гайки и момента наней для коняретйого затягиваемогорезьбового соединения с присущимитолько ему твердостью деталей, час"тотой сопрягаемых поверхностей,условиями смазки, вида покрытий,удельного давления на контактирующих поверхностях и других факторов, харак 10 теризующих это соединение и влияющих на зависимости М = Г) и Я == Г(Ц). Следовательно, Ц определяется для конкретного резьбового соединения, Дпя болтов даже одной и той15 же партии, стягивающих одинаковыедетали, очевидно, будет разброс конечного угла поворота гайки ц, нозаданное усилие й будет достигатьсяодинаковым. Точность усилия затяжки20 резьбового соединения зависит только от точности датчиков,. входящих всистему устройства, реализующегоспособ, и от точности расчета углаповорота гайки С .25 П р и м е р. производилась затяжка гайки шпильки крепления крышкиблока цилиндров двигателя. РезьбаМ 24 х 2, Расчетное усилие затяжкиЦт = 173637 Н. Козициенты податли-30 вости, м/Н: болта фА, = 5,3 10 ;крышки= 0,214 1 О Э; прокладки9 э = 0,005 10 ; корпуса41,712 10 ,Расчетный угол поворота гайки,обеспечивающий усилие затяжки Я,гф =. 360 в%= 226ЙтР1фьюПриняли, что процесс обжатия стыка завершается до. достижения момен 40та ММ = 0,06 Ц й = 250 Нм,о. ФЗначение Ц = 226 ,М = 250 Нм,шаг Ь= 10 были введены в памятьомикропроцессора 2. При включении привода гайковерта микропроцессор 2 через некоторое время запомнил: М;= 8 Ч= Чв + Чр = 24465 .При достижении гайкой угла поворота, равного 244 , микропроцессоро2 дал команду на отключение приводагайковерта. Достигнутое усилие затяжки составило 174600 Н, т.е. отклоневие от требуемого меньше 1 Х.,Формула изобретения Способ затяжки резьбовых соединений, заключающийся в приложении к га йке крутящего момента, измерении угла поворота гайки и окончании затяжки при достижении требуемого зна 4 ения угла, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежвости, измеряют текущее значение крутящего момента и окончание затяжки производят при,угле поворота,равном сумме расчетного и начальногоуглов, а последний определяют послеобжатия стыка, для чего замеряютприращение крутящего момента и приращение угла поворота и вычитают изтекущего значения угла поворота произведение текущего крутящего моменга на отношение приращения угла поворота к приращению крутящего момента,1493454 Составитель Ф,Рубиндактор И.Недолуженко . Техред М. Дидык Корректор огулич аз 3936/7 Тираж 778 ПодписноеНИИПИ Государ о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР , Москва, Ж-.35Раушская наб., д. 4/5 ственног 113035 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101