Способ затяжки резьбовых соединений

 

Изобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соединений 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 25 В 23/14

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715153/28

° (22) 11.04.89 (46) 23.05,91. Бюл. hL 19 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.M. Сибогатов и В,А. Тарадай (53) 621.883(088.8) (56) Гельфанд М.Л. и др. Сборка резьбовых соединений, М.: Машиностроение, 1978, с. 96.

Авторское свидетельство СССР

N- 254409, кл. В 25 В 23/14, 1967, (54) СПОСОБ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соИзобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения — 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 условия

IH/!»,= а 0,4, где Ill — момент инерции наковальни;

1»» — момент инерции маховика.

При этом условии послеударное (после

I-го удара) движение наковальни с махови,, SU„„1650424 А1 единений 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, ком в процессе ударной затяжки описывается уравнением

4+аРЯ = -А. где

Оу А =йР Й» — 1, о где К вЂ” приведенная жесткость резьбового соединения;

Я вЂ” текущее значение угла поворота гайки наковальни);

Я вЂ” текущее значение углового ускорения гайки;

6à — 1-суммарный угол поворота гайки эа все предыдущие (1 — 1) удары.

В результате решения данного уравнения при начальных условиях t=O; 6I (0)=0

= e(0)- = 1, где go — начальная угловая скорость маховика в момент взаимодействия с наковальней, можно последовательно определить

1650424 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: Vl — коэффициента приращения угла поворота гайки и ф коэффициента суммарного угла поворота гайки. Наиболее рационально производить затяжку ударными гайковертами за 10 — 15 ударов. Поэтому ограничимся 30 ударами и составим таблицу коэффициентов Ч и ф

10 ритма 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 абжатия стыка, если всю затяжку предполагается

С помощью таблицы, зная угол поворота гайки после первого удара, можно определить приращение угла поворота гайки и 15 ее суммарный угол поворота после любого из 30 ударов. В таблице коэффициент р— коэффициент динамичности приращения угла поворота гайки. Он определяется

ЛΠ— 1 % — 1.д" % — 1

EQ lp o

Коэффициенты g, ф и р инвариантны относительно параметров резьбового соединения и гайковерта. Табличные коэф- 25 фициенты вычисляются для теоретического случая, когда наблюдается прямо пропорциональная зависимость между углом поворота гайки и моментом на ней or начала затяжки до ее завершения. При затяжке 30 реэьбового соединения такая зависимость устанавливается только после обжэтия "" . ыка, т,е, после завершения упругих и плас- и" ческих деформаций контактирующих поверхностей (смятие микро-неровностей, 35 выравнивание деталей пакета и т.n.), Предлагаемый способ затяжки резьбовых соединений может быть реализован редкоударным гайковертом 1, имеющим датчик 2 угла поворота гайки, датчик 3 мо- 40 мента на r ке, счетчик 4 ударов, блок 5 интерфейсов устройства согласования), микропроцессс р 6 и механизм 7 включениявыключения гайковерта 1.

Способ "„еалиэуется следующей после- 45 довательностью операций.

С пульта управления микропроцессора

6 (в который уже введена программа алгопроизвести за 10-15 ударов). После 6-ro, 7-го, 8-ro ударов запоминается измеренный угол поворота гайки бй(,), Оу(и) и бф(и), à после 7-го и 8-го ударов запоминается измеренный момент на гайке М7(и1 и Ma(v).

Вычисляется коэффициент динамичности приращения угла поворота гайки по измеренным углам ее поворота"

Ж) ()

Сравнивается вычисленное pe(<) с табличными значениями р и выбирается наиболее близкое теоретическое р, определяется камер удара Ip., соответствующего теоретическому р,. запоминается l>, запоминаются табличные значения коэффициентов фт,((1т->) и ф (!т-2). Вычисляется приведенная жесткость реэьбового соединения

М8(и) + 7 и)

ЙЗ(и) Ф(и)

Определяется теоретическое усредненное значение угла поворота гайки после первого удара к= вы, @а жк,э

Вычисляется потребный суммарный угол поворота галки

Е Мтр

Вычисляется потребный коэффициент суммарного угла поворота гайки

О п ——

01

Сравнивается вычисленное g с табличными значениями ф, устанавливается номер удара, соответствующий ф, наиболее близкого к, запоминается этот номер 4, т.е. номер последнего удара и теоретически потребное число ударов.

Определяется число ударов дополнительных к реально нанесенным и д=- I - тВычисляется суммарное число ударов п =- rl+3+n4

Было принято n=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 времени

1650424 на составление и запись программы и экономии ячеек памяти микропроцессора целесообразно вводить в таблицу коэффициентов значения Р! тальк.- для первых (и+3) ударов, так как остальные не используются в алгоритме реализации, Пример конкретной реализации способа. Производится затяжка резьбового соединения, стягиваемого болтом М24х2, редкоударным гайковертом с энергией единичного удара Аед=-3000 Дж. Треоуемый момент затяжки Мтр-830 Н.м.

Затяжка производится в следующей последовательности. С пульта управления вводят в память микропроцессора Мтр--830

H.ì;-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 а(}=2,67 рад, 0 *7(и}=3,24 рад, О а(т)=3.71 рад) и измеренные после 7-го и

8-го ударов моменты на найке Мт(тт}=555 H,ì, Мв(И640 Н,м). Производят вычисления

Ф и}Мти} Ад и}

М(.)-д,(.) - (.)

3,24 — 2,67 1,2128 .

3;71 — 3,24

Производят сравнение вычисленного ря(тт) с табличными значениями, определяют наибольшее совпадение с табличным р =1,1861, запоминают номер удара, соответствующий теоретическому р4(!т-g), запомнились табличные от=2,000.

Я!т 1)=1,732 и фт-2)=1,414.

Вычисляют приведенную жесткость резьбового соединения

Л ттВ и м8д ы7(и) (") Ф(и) — д7(и)

640 — 555

3,71 — 3,24

Определяют усредненное значениед +Q! è}„Ф(и} фи}

3

3,71 3,24 2,67

2,000 1,732 + 1,414

-1,87. рад

Значения фт= (и=2,0OL!, l v- }! "! !32 и (! -z)=- g з=,414 берут из таблицы, Вычисляют потребны .-:. суммарный угол гайки

5 1

M„8 О тт = = — "",, =- 4,5!9 ттгрэд} .8

Вычисля}ат коэффициент

4,59

4 = =- = — — =-2 454 (у 8877

ПроизэодRT сравнение вычи ло!т!. ого с табличными значения! т кс.=.ттт;:,.т .. т; тов ф, устанавливают, что нэ т!;г,.-:ее с :т!т-„!;=

gq совпадает с (в (б =-2.,45!.;.

Запоминают i! =6 . Определяют ч <;.,ь дополнительных ударов пд=1тт — !т=6 — 4=2.

Вычисляют суммарное число ударов пт =8+пд=8+2=10

Наносят 9-й и 10-й удары. После нане-, сения 10-го удара подают команду на отключение гайковерта. На индикаторе высвечивается достигнутый в резьбовом соединении момент Маат=845 H,ì.

Погрешность достигнутого момента составляет = — 1OO- ОО =-,8 У

Не трудно показать, что ошибка только нэ один удар в сторону уменьшения дает погрешность

77(— 1) = (— - 100 — 100 — — — - 100— "5(т } 5(т К

М» Мтр (О к

- 100 = 100 — 100 = — 8,9 („, Мтр а ошибка только на один удар в сторону увеличения дает погрешность

"- О к — .100 — 1OO = —; 9, Формула изобретения

Способ затяжки резьбовых соединений, заключающийся в обжатии стыка и затяжке ударами с фиксированием их суммарного

45 числа,отличающийся тем,что,с целью повышения надежности и производительности, обжатие стыка производят также ударами, после первых трех ударов при затяжке замеряют угол поворота гайки, э

5О после двух последовательно действующих из них — момент на гайке, по измеренным параметрам определяют коэффициент динамичности приращения угла поворота гайки и приведенную жесткость резьбового

55 соединения, устанавливают теоретический номер удара. определяют теоретическое значение угла поворота гайки после первого удара при затяжке и потребный коэффициент суммарного угла поворота гайки, по значению последнего находят теоретическое

1650424 потербное число ударов, по нему вычисляют число дополнительных к реально нанесенным при обжатии и затяжке ударам, а с его учетом — суммарное число ударов.

Номе да а

1,0000 .

0,4142

0,3178

0,2679

0,2361

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

29

0,2134

0,1963

0,1820

0,1716

G,1623

0,1543

0,1475

0,1414

0,1361

0,1313

0,1270

0,1231

0,1195

0,1162

0,1132

0,1104

0,1078

0,1054

О, 1 031

О 1010

G,О99О

0,0971, g,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

4,699

45,000

5.099

5,196

5,291

5,385

5,477

2,4142

1,3032

1,1861

1,1351 1,1061

1,0874

1,0744

1,0647

1,0573

1,0514

1,0466

1,0426

1,03993

1,0364

1,,0339

1,0318

1,0299

1,0282

1,0277

1,253

1,0241

1.0230

1,0220

1,0211

1,0202

1,0194

1,0187

1,0180

1,0174