Способ сборки резьбовых соединений и устройство для его осуществления

(19) П 3) 51 А В 25 В 23/1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 4845623/28 единений и может быть использовано в раз- (22) 21.05.91 личных отраслях машиностроения. Цель . (46) 15.06,93. Бюл. М 22 изобретения - повышение точности и упро- (71) Специализированное конструкторское щвние контроля затяжки. Для этого крутильбюро по механизации иавтоматизацийсле- ную жесткость упругого элемента корпуса . сарно-сборочных работ . . гайковерта принимают соизмеримой с жес- (72) ВМ.Сучков, В.Б.Титов, А,И.Седов и В,М.Ком- ткостью реэьбового соединения, а контроль шилов..затяжки производят по отрицательному из- (56) Гельфанд М.Л. и др. Сборка резьбовых . менению (уменьшению) угловой реактив- соединений. М,:Машиностроение,1978,с.63. нойскорости вращения корпуса гайковертаАвторское свидетельство СССР .: с одновременным измерением его угла по- М 1306701, кл. В 25 В 23//14, 1984. ворота при достйжении.в материале болтаАвторское свидетельство СССР . :, Напряжений предела текучести. Значение. М 727415, кл. В 25.В,21/ОО, 1977.: угЛовой реактивной скорости корпуса гай- (54) СПОСОБ СБОРКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕ- коверта при этом определяют по математи- ДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ-ческой зависимости; где скорость корпуса ЩЕСТВЛЕНИЯ , гайковерта рассмотрена в зависимости от (57) Изобретение относится к механиэиро- всех основных, влияющих на нее величинванной сборке ответственных резьбовых со с.п. ф-лы, 2 ил.еИзобретение относится к механизиро- сяусловнойкрутильнойжесткостьюрезьбованной сборке ответственных резьбовых со- вого соединения К на стадии упругих дефор- ь единений и может быть использовано в . маций болта и жесткости К 2 при текучести р различных отраслях машиностроения болта. Кроме того, корпусу гайковерта задаЦель изобретенйя - повышение точно-: ют крутильную жесткость К 1, соизмеримую сти и упрощение контроля затяжки, или.меньшую жесткости резьбового соедиааайНа фиг,1 изображено устройство для нения, а также определяют угловую скоро- осуществления способа сборки резьбовых : сть двигателя гайковерта вц и редукцию О 3 соединений; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1. гайковерта 1.юаеЬСпособ сборки осуществляют следую-Далее производят навинчивание и щим образом, предварительную затяжку крепежа с углоОпределяют (экспериментально или вой скоростью шпинделя, определяемой ре-.расчетным путем) зависимость момента вдукцией гайковерта,резьбовомсоединенииотуглаповоротагай- При достижении момента затяжки; соки для данного резьбового соединения или ответствующего 60 от номинальной вели- одного из серии одинаковых реэьбовых со- чины, начинается дифференциальный единений, Эта зависимость характеризует- режим работы гайковерта. В этом случаекаждому приращению угла поворОта двигателя будет эквивалентна сумма угловых при. ращений поворотов шпинделя в направлении затяжки и корпуса гайковерта в реактивном направлении.На стадии упругих деформаций. болта угловая скорость корпуса гайковерта о имеет постоянное значение и определяется по выражениюк+ к)В условиях пластических деформаций болта. (состояние текучести) жесткость резьбового соединения снижается и становится переменйой величиной К 2. Поэтому, начиная с этого момента; корпус гайковерта будет поворачиваться с замедлением (отрицательным изменением угловой .скорости), исходя из которого начинают формировать сигнал на окончание затяжки с последующим измерением его угла поворо 1 а фк. В период формирования сйгнала угловая скорость корпуса гайковерта полностью зависит от неявно выраженной переменной К 2 и времени тф - .быстродействия сигнализатора: механизма отключения, Поэтому:формирование сигйала на окончание затяжки заканчивают при фтекущем Значении угловой скорости корпуса гайковерта, определяемой по зависимостио, К ий К 1 К 3дк = , зтфр;:дц р. (К + )зТаким Образом, кОнтролируя физическиреальные величины о)к и (бк в течение времени 1 ф, производится косвенный контроль осевойсилы затяжки простым и надежным методом при достижении в материале болта состояния текучести.Устройство для осуществления данного сйособа содержит поворотный корпус 1, размещеннйе" в нем двигатель 2,планетарныйредуктор 3; шпиндель 4 с рабочей голо,вкой 5 и механизм отключения в виде гидроцилййдра 6, зубчатого штока 7, подпружинейногопружиной 8; взаимодействующего с наружной зубчатой поверхностью 9 поворотного корпуса 1 с возможностью осевого перемещения, Корпус гидроцилиндра 6 имеет соосные и радиальные каналы 10; образующие с полостями 11 и 12 гидро. цилйндра 6 гидромагистраль, заполненнуюрабочей жидкостью. Изменение скорости движения жидкости фиксируется сигнализатором 13.м К + 1 35где в - угловая скорость двигателя гайковерта;- редукция гайковерта;40 К- жест Ость резьбово го соединения;К 1 - крутильная жесткость корпуса гайковерта.При достижениив материале болта состоянйя текучести жесткость резьбового со едийения уменьшаетСя, а корпус 1гайковерта начинает вращаться с отрицательным изменением угловой скорости, так как степень нарастанйя нагрузки на шпинделеуменьшается, В это время за счетумень-щения силы скоростного напора жидкоСтиначинает формироваться сигнал на прекращение затяжки при медленном уменьшенйи прогиба мембраны сигнализатора:13, Формирование сигнала наокончание за тяжки заканчивают при Скоростном напоре жидкости, эквивалентном угловой скорости корпуса 1 гайковерта; текущее значение которой определяется по зави- сймости Устройство работает следующим образом,В исходном положении пружина 8 механизма отключения создает нагрузку, соответствующую 600 заданного усилиязатяжки. Устройство устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение 14 и включают двигатель 2, вращение от которогочерез планетарный редуктор 3 передается10 шпйнделю 4 с рабочей головкой 5. Происходит навинчивание крепежа с высокой угловой скоростью шпинделя 4, При достиженииусилия затяжки; соответствующего 60; номинального значения, начинается диффе 15 ренциальный режим работы устройства.Поворотный корпус 1 гайковерта под действием реактивного момента, поворачиваясь,увлекает за собой своей наружной зубчатойчастью 9 зубчатый шток 7 гидроцилиндра 620 Шток 7, перемещаясь в осевом направлении, сжимает пружйну 8, приводит в движение жидкость по соосным и радиальнымканалам 10, которая за счет скоростного на.пора воздействует на мембрану сигнализа 25 тора 13, которая, прогибаясь, замыкаетконтакты сигнализатора 13. Сила скоростного напора эквивалентна градиенту угла поворота корпуса 1 гайковерта повремени - угловой скорости, которая на30 стадии упругих деформаций болта имеетлинейный характер и определяется по за- висимостиФормула изобретения1, Способ сборки резьбовых соедине ний, включающий затяжку посредством гайковерта, контроль затяжки с определенивм угловой скорости и углового положения одного иэ звеньев кинематической цепи гайковерта и формирование сигнала йа 4 б 5 где Кг - принятое значение жесткости резьбового соединения при текучести болта;рк - угол поворота корпуса гайковерта в реактивном направлении;тф - время формирования сигнала на прекращение затяжки.Параметры рк и тф определяют быстродействие сигнализатора 13, проконтролировать которое целесообразно экспериментальным путем, 15Таким образом, задаваясь жесткостью резьбового соединения Кг, рассчитывают величину вк, а также силу скоростного напора жидкости, при котором мембрана сигнализатора 13 занимает не прогнутое 20 положение, разрывая контакты сигнэлиза-. тора 13, тем самым обесточивая цепь питания двигателя 2, после чего шпиндель 4 отводится в верхнее положение, пружина 8 возвращает шток 7 и поворотныйкорпус 1 25 гайковерта в исходное положение. На этом . цикл затяжки резьбового.соединения 14 заканчивается.Изобретение позволяет повысить точность затяжки резьбовых соединений путем 30 . использования дифференциального режима работы гайковерта с искусственной растяжкой процесса затяжки во времени и " контроля отрицательного изменения угловой скорости корпуса гайковерта, завися щей от выбранного состояния текучести болта. окончание затяжки с использованием состояния текучести болта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения контроля затяжки, последний осуществляют при крутильной жесткости корпуса гайковерта, соизмеримой или меньшей жесткости резьбового соединения, э формирование сигнала на окончание затяжки начинают при отрицательном изменении угловой скорости корйусэ гайковерта с последующим измерением его угла поворота и заканчивают при текущем значении угловой скорости ак корпуса гайковерта, определяемой по зависимости. Щ К вК 1 К 1+Ц ,К,+К,) фгде в - угловая скорость двигателя гайковерта;- редукция гайковерта;К - жесткость резьбового соединения; К 1- кругильнэя жесткость корпуса гайковерта;тф - время формирования сигнала на прекращение затяжки;1 Ок - угол поворота корпуса гайковерта в реактивном направлении;Кг - жесткость реэьбового соединения при текучести болта2, Устройство для сборки резьбовых соединений, содержащее поворотный корпус гайковерта, размещенные в нем двигатель, планотарный редуктор, шпиндель с рабочей головкой и механизм отключения, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, механизм отключения выполнен в виде сигналйзатора и гидроцилиндра, корпус последнего имеет осевые и радиальные каналы для сообщения полостей гидроцилиндра с сигнализатором, шток гидроцилиндра подпружинен по оси и нэ нем нарезана рейка, а на корпусе гайковерта выполнен зубчатый венец для зацепления с рейкой.1821351 кт вводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,аз 2085ВНИИПИ Гос Составитель ф, РубинТехред М.Моргентал Корректор П. Герещи Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5