Способ сборки резьбового соединения и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК скик Щ А 0 Э(511 В 23 ЭОБРЕТ ИЯОПИСАН АТЕН еньше й(Мр и ое ) +М е М е числ оедине"ми ович АН. и др.линии непрерывно1965, с. 41- 43. б) 1, Рабе машины вия. Киев борочо дейа го со- отодному еличкЮ пммГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТНРЫ(72) Питер Дуглас Вейнер, ЧарльВ.Калхаун, Гэри Линн Иии Джерри А,Коллинз (США)(54) СПОСОБ СБОРКИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ сборки резьбовоединения двух элементов при кром передают крутящий. момент о,из элементов и контролируют вну этого момента, о т л и ч ащ и,й с я тем, что, с целью повышения надежности и качества процес-.са, определяют заданные максимальныйи минимальный крутящие моменты дляреэьбового соединения и опорный крутящий момент, при котором начинаютсчет числа оборотов одного элементаотносительно другого для осуществления их резьбового соединения, причемэлементы разъединяют, если измеряемый крутящий момент больше величины М.ООи мОкс гд " число оборотов одного элеЭ мента резьбового соединения относительно другого элемента 1 заданное минимально о витков резьбового с ния; смак " заданное максимальное число витков резьбового соединения; макс М,- заданный максимальный крутяммнщий момент 1 М - заданный минимальный крутякр щий момент;,Ъ,Ф Мол - опорный крутящий момент.2. Способ по п. 1, .о т л и ч ю щ и й с я тем, что прекращают счет числа оборотов, если измеряемый крутящий момент меньше опорного крутящего момента, и возобновляют счетФ числа оборотов, когда измеряемый крутящий момент становится равным опорному крутящему моменту.3. Устройство для сборки резьбового соединения, содержащее средство для сообщения вращения одному .резьбовому элементу относительно другого и средство для измерения величины крутящего момента, о т - ,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности икачества процесса, оно снабжено средством для счета числа оборотов одного элемента относительно другого и про- ф цессором, осуществляющим преобразование информации о числе оборотов.1050554 Изобретение относится к машиностроению и другкььотраслям техйиккгде осуществляют сборку двух элементов, имеющих сопряженные резьбовыесоединения, например, таких, как трубы, болты и .др. точно определеннымчислом ниток резьбы и определеннымкрутящкм моментом,.Известен способ сборки резьбово. го соедйненкя. двух элементов,прикотором передают крутящий моментодному кз элементов и контролируютвеличину этого момента 13,Известно устройство для реализации этого способа., содержащее средство для сообщения вращения. одному.реэьбовому элементу относительнодругого и средство для измерениявеличины крутящего момента Щ .Недостатком известного способак устройства, реализующего этот способ, является. невозможность получения надежного резьбового соединенияс кй%ественной резьбой, так как. контроль только величины крутящегомомента,не гарантирует .тогочтовсоедийенки находится достаточноечисло витков резьбы. Причем в слу-чае дефекта .резьбы, когда крутящиймомент достигает определенных значений, информация о нем может бытьошибочно воспринята как информацияоб окончании процесса с качественнойрезьбой на элементах соединения,что приведет к получению некачественного. резьбового соединения.Цель изобретения - повышение надежности и качества процесса сборкиреэьбового соединения.Цель достигается тем, что согласно способу, при котором передаюткрутящий момейт одному из элементоврезьбового соединения и контролируют величину этого момента, определяют заданные максимальный и минимальный крутящие моменты для резьбового соединения и спорный крутя"щий момент, при котором начинаютсчет числа оборотов одного. элементаотносительно другого для осуществления их реэьбового соединения, причем элементы разъединяют, если измеряемый крутящиймомент больше вели- .чины Н(Н Не )+"ййили меньше величиныН(Н." - И )и адгде М " число оборотов одного элемента,резьбового соединенияотносительно другого элемента;заданйое минимальное числовитков резьбового соединения 3о - заданное максимальное числоеаксвитков резьбового соединения;М" - заданный максимальный крукртящий момент;И - заданный минимальный крутякр.5 . щий момент;И - опорный крутящий момент., Причем при осуществлании способасборки прекращают счет числа оборо . тов, если измеряемый крутящий момент10 меньше опорного крутящего момента,и возобновляют счет числа оборотов,когда измеряеваий крутящий моментстановится равным опорному крутящемумоментуе15 При этом устройство для осуществления способа, содержащее средство для сообщения, вращения одномурезьбовому элементу относительнОдругого и средство для измерения ве 20 личины крутящего момента, снабженосредством для счета числа оборотоводного элемента относительно другого и процессором осуществляющимпреобразование инФормации о числе25 Оборотовф:На фиг. 1 схематически представ-лено устройство для,сборки реэьбового соединения; на фиг, 2 - график,30 иллюстрирувйжй соотношения междукрутящим моментом и числом оборотовпри сборке резьбового соединения.Хотя изобретение применимо для. сборки различных резьбовых соединений, но в целях иллюстрации оно опиЗф санс в связи с соединением одногоотрезка трубы с другим с помощьюсоедкйительной муфты,Устройство Ддя сборки резьбрвыхсоединений содержит силовые захва 40 ты 1, вращающийся элемент 2 зажимного приспособления, предназначенныйдля захвата и вращения. трубы 3, Нижний конец трубы 3 вворачивается вмуфту 4 соединения, к которой под 45 соединяют также с помощью резьбы, верхний конец второй трубы 5. Гидромотор 6 соединен с вращающимсяэлементом 2 зажкмного.приспособле-.ния посредствомприводного механизма(не показан), Линия 7 питания, снабженная клапаном 8, подсоединяетсяк,гидромотору 6 с целью подведенияк нему энергии. Клапан 8 приводит вдействие реле 9.Для измерения55 крутящего момента, создаваемоговращающимся элементом 2. зажкмногоприспособления на трубе 3, можноиспользовать любой подходящий прибор, Например, в вспомогательнуюлинию 10, подсоединенную к силовымзахватам 1, можно ввести электрический тензодатчкк, который обеспечит электрический сигнал, свидетельствукщий о наличии крутящего момента,создаваемого вращающимся элементомнт и оио ционален Значение числа оборотов верхнейб 3 ми имеханическому напряжению вспомопомога- тру ы иер14 а значение числат ойство имеет26 по проводу , ательной линии 10. Устро ствб нижней части соединительнойнное я изме- оборотов нижн4м нта . муфты перрения величины крутящего момент , Фо20. Возврат системыа мся элементом 5 26 по проводу . опередаваемого вращающимное положение перед соединезажимного ириспособлени я а от него: в исходной пары реэьбовых элементова ающийся эле- нием каждотрубе 3, Например, вращб аается переключателем 29мент 2 эажиьыого ирп исиособления мож- . о еспечиата в исходное состояние.но обеспечить рядом рп иливов.или возврата в10, На п льте 30 управления предвавыступов 11, ркото ые в свою очередь, 10, а пультеча- рительно устанавливают различныемогут взаимодействовать с выключа- рительнзначения в зависимости от т ии а собителем 12 таким образом, что выстукакпы 11 последовательно эацепляют р - :, р -ы- :, аемого сочленения, такого,ласс изамы- оп еделенный размер, вес, кчаг 13 выключателя 12 с целью замы- р дтип соединения труб. ереклюП чат елиЮ тии дикогда вращающи сяю йся элемент 2 зажим-в виде зубчатых колеспрс ги - , начены для установки значений низких,ромотором 6. В результате этогго поминимальных и аксим ьПючатели в випроводу 14 передаются серии .мпу.мп ль-соответственно. ерекл34-36 реднаэначесов или отсчетов. следовательно, у-.2 О ди - е зубчатых колес - ию- ны я введения в систе му информациитем подсчета числа замыканий выклю- ны дло о значениях максимального, мин имальчателя 12 можно подсчитать числоты " ного и опорного крутящих моментовфоборотов трубы 3 относительно муфтыия установки режима ра отб ы систеж4. Обычно приливы 11 приводят в Длдимые в дейсять аз . имеются различные, приводействие выключатель 12 десять рключатели такиее . как переключатель 37 автоматическоЕсли соединительная муфта уже . как переключанеоб- ". го корректирования чижестко ри ернута к трубе 5, неоа пе еключатель с автоходимо обращать внимание только н рправления на ручное и и ереключательдостаточно непроницаемое для жидкос-. у рмеж т бой 3 и муф.:. 39 с.одинарной сборки на двн вой ную.д беспечен я оператора мгно"той 4, Однако, еесли соединительнаяля о еспечена венной информацией относительномуфта 4 просто свободно насажена . венноо к в х концов, т.е. . щего момента во время хода сборки,спечивают сборку двух концов, т.е. . щегозахваты 1 собирают резьбовое ди. твуют равсе сое - существуют ра3 и соединитель"устройства . ндикасое ини- ство 40 обеспечивает считывание.ной муфтой 4 а также между соедини- ство о ес3 индикаторноебой 5. В слу- числа оборотов трубы , ин41 - считывание бороточае сборки труки т б 3 и 5 с двух сторон устройство.46 муФты 4, индикаторное устройство 42"муфтыт 4 необходимо также измерять , му тыН и име . обе- считывание информации о крутящем мочисло оборотов муфты. Например,. о еко- менте, прилагаемом зам захватами 1 аУспечивают Фрикционное сцепление ко 43 - считыа жной поверх индикаторное устройстволеса 15 и муфты 4 по наружй показывающих величиы 4 благодаря чему .враще- ванне значенину максимального крутящего моментае нительного колеса . ирикладываемого захватами 1 в процест й Фты вызывает вращение коС се сборки. Имеется регистрирующее16, установленного,иа общем валу с се орк15. На колесе 16 выполняют устройство , в качествколесомможно использовать устройство выряд пр иливов или выступов 17 такимэ епляли ычаг черчивания:графиков на ленте. Этообр эом, чтобы они зацепляли рычаг." у18 второго выключателя 19. Выключа- устройство, преднеличины прикладываетель 19 обеспечивает серии уимп льсов гистрации как величимомента при вращении,и оводе 20 с целью-,. мого крутящего момента ртак и введенных в систему значенийобеспечения ., обеспечивает тем самым регистрациюпоказания числа оборотовдатчиКа ф сборки каждогО сочленения. Канал 45т входа-выхода обеспечивает связь меж 21 ,который измеряет крутящий момент входа-вй захватами к трубе 3,: ду процессором и пультавления и регистрирующим устройстс помощью проводов 22 и 23 пе едает-. Р44 С гйальные лампочки 46 ися в преобразователь ( Р р24 (и еоб азо- . вом . иают хорошо ли, осуществляия а затем переда- покаэывкрои - ется сочленй или плохо дижмик 48 и сирен 49 бытподачу звукового сигнала о том хокото ый содержит посеян"ное. запоминающее у рст ойство 27 и эа-.рошая или плохая сборка производитсяоминающее устройство 28 с произвол- Рошая1050554 бы не допустить дополнительного повреждения соединительной муфты 4или трубы 3 или 5. Например, еслисоединительная муфта 4 содержит де.Фектную резьбу, .то. непрерывное прикладывание крутящего момента можетвызвать повреждение совместно действующей резьбы. Другой недостатокнепрерывного приложения крутящегомомента состоит в том, что чрезмер 10 ное повреждение резьбы делает оченьтрудным и трудоемким разъединениедефектных элементов, приводящее кпотери времени.С помощью предлагаемого способа15 и устройства для его осуцествленияподсчет оборотов сравнивается сприложенным измеренным крутящим моментом с момента появления опорногокрутящего момента 55; а результаты20 во время непрерывной сборки резьбового соединения должны находитьсяв пределах некоторых точно определенных параметров, либо сборку разъединяют.Таким образом, изобретение предназначается для предсказания случая.плохого сочленения,не ожидая концасборки сочленения,Участок управления параметрамипроцесса сборки лежит между прямыми 58 и 59, Низкие обороты показанылинией 60. Во время сборки Фактиче.ский наклон кривой соотношения между крутящим моментом и числом оборотов должен непрерывно оставатьсяв пределах указанных границ, либо .делается вывод о механическом повреждении или утечке.Для осуцествления способа сборкирезьбового соединения определяют40 заданные максимальный и минимальныйкрутяцие моменты .для резьбового соединения и опорный крутящий момент,при котором начинают счет числа оборотов одного элемента относительнЬ45 дРугого для осуществления из резьбового соединения, причем элементыразъединяют, если измеряемый крутящий момент больше величины. 50 или.меньше. величины Известно, если зацепляется определенное число ниток резьбы и йрикладывается определенный крутяциймомент при надлежащей очистке иприменении определенных присадочныхсоставов для труб,. резьбовое соединение герметично. Если измеряемыйкрутящий момент и измеряемое числооборотов находятсяв пределах квадрата 50 при окончании сборки, соединение обычно считается хорошим.Квадрат 50 ограничивается номинальным значением величины минимальногокрутяцего момента (прямая 51), номинальным значением максимальногокрутяцего момента прямая 52), линией 53 минимального числа оборотови линией 54 максимального числа оборотов. Однако, если величины измеря-.емых крутящего момента и оборотоввыходят эа пределы квадрата 50,резьбовое соединение считается плохим сочленением.Когда собирают один элемент резьбового соединения, т.е. соединяютодин элемент с другим элементом, тоодин элемент (например, трубу 3)вращают относительно другого элемента (например, соединительной муфты 4). Когда начинают зацеплятьсявзаимодействующие нитки резьбы трубы3 и соединительной мУФты 4,требуетсябольший крутящий момент для вращениятрубы 3. Когда прикладываемый крутящий момент достигает заранее заданной точки, она называется опорным.крутящим моментом (МОП), показанномлинией 55 (фиг. 2), и является на/чальной точкой отсчета числа оборотовтрубы 3. При сборке резьбового соединения существуют соотношения между прикладываемым крутящим моментоми числом зацепляемых ниток резьбы.Используя правильный метод, можноОпределить значение величины опорного крутящего момента (линия 5 б),точки плотной герметизации и концаудачной сборки, находящихся в квадрате 50 хорошего сочленения. Соотношение между прикладываемым крутящим моментом и числом оборотов непринималось во внимание до тех пор,пока не достигалась конечная точкасборки, и на этой стадии определялихорошее сочленение или плохое. Например, сочленение считалось плохим,если достигался избыточный крутящиймомент при недостаточном количестве .введенных в зацепление ниток резьбыили если сообцалось избыточное число оборотов резъбовому элементу.Если процесс сборки проходит полинии 57 с показанным соотношением б 0между крутйцим моментом и оборотами,это свидетельствует об идеальномтипе сборки и хорошем сочленении.Желательно скорее определить любой ожидаемый вид повреждения, что- б 5 Макей(МР Мпп)+Моп фПлаксгде й - число оборотов одного элемента (например, трубы 3)относительно другого элемента (например, муфты 4); писан - зацанное минимальное числовитков резьбового соединения; и- заданное максимальное число. витков резьбового соединения; М- заданный максимальный крутящий момент;1050554 7 Н " заданный минимальный крутяаеи щий, момент Нщ - опорный крутящий момент, Если измеряемый крутящий момент оказывается меньше опорного, прекращают счет числа оборотов, и возб-: новляют счет числа:оборотов, когда иэмеряевей крутящий момент. стайовитая равным опорному крутящему моменту. Сведения о текущих параметрах сборкирезьбового соединения Поступают впроцессор 26, обрабатываются и выда,ются в виде наглядной информации" Использование предлагаемого способа и устройства для сборки резьбового .соединения позволит получитькачественное и надежное соединение 1 О различных узлов и деталей машин.1050554 адюййф ф Составитель С,. НовикПушненкова ТехредМ.Костик Корректор А.Зи Рвдак Заказ 8482/58 ф ВНИИ дписное 13035,ал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектиа Тираж 110 Государственного елам иэобретенийМосква, Ж, Р комитета СССРи открытийушская наб., д.