Способ сборки резьбовых соединений и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - повышение точности и упрощение контроля затяжки. Для этого крутильную жесткость упругого элемента корпуса гайковерта принимают соизмеримой с жесткостью резьбового соединения, а контроль затяжки производят по отрицательному изменению (уменьшению) угловой реактивной скорости вращения корпуса гайковерта с одновременным измерением его угла поворота при достижении в материале болта напряжений предела текучести. Значение угЛовой реактивной скорости корпуса гайковерта при этом определяют по математической зависимости, где скорость корпуба гайковерта рассмотрена в зависимости от всех основных, влияющих на нее величин. 2 с.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ... Ж 1821351 А1 (я)5 В 25 В 23/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (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 M.Ë. и др. Сборка резьбовых . менению (уменьшению) угловой реактивсоединений.М.:Машиностроение,1978,с.63. нойскорости вращения корпуса гайковерта

Авторское свидетельство СССР ..: . с одновременным измерением eio угла rioМ 1306701, кл. В 25 В 23//14, 1984.. aopoti при достйжении.в материале болта .Авторское 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 математиДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ- ческой зависимости; где скорость корпуса

ЩЕСТВЛЕНИЯ, гайковерта рассмотрена в зависимости от (57) Изобретение относится к механизиро- всех основных, влияющих на нее величин. ванной сборке ответственных резьбовых со- 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к механизиро- сяусловнойкрутильнойжесткостьюрезьбованной сборке ответственных резьбовых со- вого соединения К на стадии упругих дефорединений и может быть использовано в маций болта и жесткости К2 при текучести различных отраслях машиностроения.. болта. Кроме того, корпусу гайковерта задаЦель изобретенйя — повышение точно-: ют крутильную жесткость Ê1, соизмеримую сти и упрощение контроля затяжки.. или меньшую жесткости резьбового соедиНа фиг,1 изображено устройство для нения, а также определяют угловую скороосуществления способа сборки резьбовых ..: сть двигателя гайковерта вц и редукцию соединений; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1. гайковерта i.

Способ 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 в дукцией гайковерта, резьбовомсоединенииотугла.поворотагай- При достижении момента затяжки; соки для данного резьбового соединения или ответствующего 60 от номинальной велиодного из серии одинаковых реэьбовых со- чины, начинается дифференциальный единений. Эта зависимость характеризует- режим работы гайковерта. В этом случае

1821351 каждому 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 в имеет постоянное значение и определяется по выражению (K++

В условиях пластических деформаций болта (состояние текучести) жесткость резьбового соединения снижается и становится переменной величиной К2. 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 поворот а фк. В период формирования сйгнала угловая скорость корпуса гайковерта полностью зависит от неявно выраженной переменнай К2 и времени тф —.быстродействия- сигнализатора: механизма отключения, Поэтому:формирование сигйа ла на окончание затяжки заканчивают при втекущем Значении угловой скорости корпуса гайковерта, определяемой по зависимости о К g К1К3

Тря .Кц 32 °, (к1 + Кг)з Ф

Таким образом, контролируя физически .реальные величины ек и ок в течение времени 1ф, г роизводится косвенный контроль осевой силы 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, планетарный редуктор 3; шпиндель 4 с рабочей голо,вкой 5 и механизм отключения в виде гидроцилййдра 6, зубчатого штока 7, подпружинейного пружиной 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 гидроцилйндра 6 гидромагистраль, заполненную рабочей жидкостью. Изменение скорости движения жидкости фиксируется сигнализатором 13. м К

"-1 К+ К;

35 где в — угловая скорость двигателя гайковерта;

i — редукция гайковерта;

40 . К- жесткость резьбового соединения;

К1 — крутильная жесткость корпуса гайковерта.

При достижении в материале болта со. стоянйя текучести жесткость резьбового со45 едийения уменьшаетСя, а корпус 1 гайковерта начинает вращаться с отрицательным изменением угловой скорости, так как степень нарастанйя нагрузки"на шпинделеуменьшается, В это время за счет умень шения силы скоростного напора жидкоСти начинает формироваться сигнал на прекра: щение затяжки при медленном уменьше-. нйи прогиба мембраны сигнализатора:13.

Формирование сигнала на окончание за55 тяжки заканчивают при Скоростном напоре жидкости, эквивалентном угловой скорости корпуса 1 гайковерта; текущее значение которой определяется по зависймости

Устройство работает следующим образом, В исходном положении пружина 8 механизма отключения создает нагрузку, соответствующую 60. заданного усилия затяжки. Устройство устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение 14 и включают двигатель 2, вращение от которого через планетарный редуктор 3 передается

"0 йпйнделю 4 с рабочей головкой 5. Происходит навинчивание крепежа с высокой угловой скоростью шпинделя.4. При достижении усилия затяжки; соответствующего 60 $ номинального значения, начинается диффе15 ренциальный режим работы устройства.

Поворотный корпус 1 гайковерта под действием реактивного момента, поворачиваясь, увлекает за собой своей наружной зубчатой частью 9 зубчатый шток 7 гидроцилиндра 6..

20 Шток 7, перемещаясь в осевом направлении, сжимает пружйну 8, приводит в движение жидкость по соосным и радиальным каналам 10, которая за счет скоростного на.пора воздействует на мембрану сигнализа25 тора 13, которая, прогибаясь, замыкает контакты сигнализатора 13. Сила скоростного напора эквивалентна градиенту угла поворота корпуса 1 гайковерта по времени — угловой скорости, которая на

30 стадии упругих деформаций болта имеет линейный характер и определяется по зависимости

1821351

aug Ki Y3

1 фк(К1 + Кг) Ng К

iP+ j

Формула изобретения

1. Способ сборки резьбовых соедине- 4g ний, включающий затяжку посредством гайковерта, контроль затяжки с определенивм угловой скорости и углового положения одного иэ звеньев кинематической цепи гайковерта и формирование сигнала йа 4б

5 где Кг — принятое значение жесткости резьбового соединения при текучести болта; рк — угол поворота корпуса гайковерта э реактивном направлении; тф - время формирования сигнала на прекращение затяжки.

Параметры рк и тф определяют быстродействие сигнализатора 13, проконтролировать которое целесообразно экспериментальным путем, 15

Таким образом, задаваясь жесткостью резьбового соединения Кг, рассчитйвают величину ак, а также силу скоростного напора жидкости, при котором мембрана сигнализатора 13 занимает не прогнутое 2п положение, разрывая контакты сигнализа-. тора 13, тем самым обесточивая цепь питания двигателя 2, после чего шпиндель 4 отводится в верхнее положение, пружина 8 возвращает шток 7 и поворотный корпус 1 25 гайковерта в исходное положение. На этом . цикл затяжки резьбового.соединения 14 заканчивается.

Изобретение позволяет повысить точность затяжки резьбовых соединений путем 3О . использования дифференциального режима работы гайковерта с искусственной растяжкой процесса затяжки во времени и " контроля отрицательного изменения угловой скорости корпуса гайковерта, завися- 35 щей от выбранного состояния текучести болта. окончание затяжки с использованием состояния текучести болта, о т л и ч э ю шийся 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 . где в — угловая скорость двигателя гайковерта;

I — редукция гайковерта;

К вЂ” жесткость резьбового соединения;

K> — крутильнэя жесткость корпуса гайковерта; тф — время формирования сигнала на прекращение затяжки; фк — угол поворота корпуса гайковерта в реактивном направлении;

Кг — жесткость реэьбов6го соединения при текучести болта.

2, 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

1821351

fO 1

Составитель Ф, Рубин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор П. Гереши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5