Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений и динамометрический ключ для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента затяжки резьбовых соединений. Способ заключается в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, перевода резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2-4°, и измерении крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения. При этом производится дополнительный поворот на такой же угол с измерением крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол. Устройство содержит датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй регистр памяти, счетчик импульсов, дешифратор, блок вычислений, цифровой индикатор и элемент ИЛИ. Технический результат заключается в повышении точности контроля крутящего момента затяжки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента затяжки резьбовых соединений.

Известен способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений заключающийся в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, перевод резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, поворот на заданный угол, не превышающий 2+4°, и измерение крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения (см. а.с №1500881, опубл. 15.08.89 г.).

Однако использование этого способа не позволяет точно определять крутящий момент затяжки, так как измеряется крутящий момент, соответствующий повороту резьбового соединения на дополнительный угол, поэтому возникает погрешность в измерении крутящего момента затяжки.

Технический результат изобретения повышение точности контроля крутящего момента затяжки.

Поставленный технический результат достигается тем, что согласно способу измерения крутящего момента затяжки, заключающемуся в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, переводе резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2÷4°, и измерении крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, производится дополнительный поворот на такой же угол с измерением крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол.

Известен динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти (см. патент RU №2296964 от 10.04.2007 г.).

Недостатком указанного ключа является недостаточно высокая точность измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений.

Технический результат изобретения - повышение точности измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений.

Поставленный технический результат достигается тем, что динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти снабжен датчиком угла поворота, вторым регистром памяти, счетчиком импульсов, дешифратором, блоком вычислений, цифровым индикатором и элементом ИЛИ, выходом подключенным ко входу первого индикатора, выход датчика угла подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора, первый выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход дешифратора подключен ко входу «Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы дешифратора подключены ко входам элемента ИЛИ, второй выход дешифратора подключен ко входу «Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента индикации, а установочные входы регистров памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы».

На фиг.1 приведен график зависимости крутящего момента от угла поворота гайки при затяжке резьбового соединения.

На фиг.3 приведена блок схема динамометрического ключа.

На фиг.2 - общий вид динамометрического ключа.

Динамометрический ключ содержит датчик 1 момента, датчик 2 угла поворота, датчик 1 момента через усилитель 3 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 4, первый и второй регистры 5 и 6 памяти, счетчик 7 импульсов, дешифратор 8, блок 9 вычислений, цифровой индикатор 10 и элемент 11 ИЛИ, выходом подключенный ко входу первого индикатора 12, выход датчика 2 угла поворота подключен к счетному входу счетчика 7 импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора 8, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 4 соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров 5 и 6 памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным входам блока 9 вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора 10, первый выход дешифратора 8 подключен ко входу «Запись» первого регистра 5 памяти, второй выход дешифратора 8 подключен ко входу «Запись» второго регистра 6 памяти, нулевой и первый выходы дешифратора 8 подключены ко входам элемента 11 ИЛИ, второй выход дешифратора 8 подключен ко входу «Вычисление» блока 9 вычислений и входу второго элемента 13 индикации, а установочные входы регистров 5 и 6 памяти и счетчика 7 импульсов через кнопку управления 14 подключены к шине 15 «Напряжение логической единицы».

Способ измерения крутящего момента затяжки осуществляется следующим образом. На резьбовое соединение надевают ключевую головку динамометрического ключа (не указана) и производят поворот резьбового соединения. При достижении углом поворота установленного значения 2÷4° производится измерение крутящего момента. Затем производят дополнительный поворот на тот же угол, при достижении углом установленного значения производят повторное измерение крутящего момента.

Так как затяжка резьбовых соединений осуществляется в пределах упругих деформаций, то зависимость момента на ключе от угла поворота имеет линейную зависимость, поэтому зная значения момента в двух точках, можно рассчитать значение крутящего момента затяжки как разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол.

Динамометрический ключ работает следующим образом.

Ключевой головкой (не указана) ключ устанавливают на резьбовое соединение (не указано) и нажимают кнопку 14 управления. При этом осуществляется сброс содержимого регистров 5 и 6 памяти и установка счетчика 7 в нулевое состояние.

Это приводит к появлению напряжения логической единицы на нулевом выходе дешифратора 8, на выходе элемента 11 ИЛИ также появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход первого элемента 12 индикации.

Элемент 12 индикации загорается, чем осуществляется индикация о начале измерения.

Затем к резьбовому соединению прикладывают крутящий момент и переводят резьбовое соединение из состояния покоя в состояние движения и осуществляют его поворот.

При этом на выходе датчика 1 момента появляется напряжение, величина которого пропорциональна величине приложенного крутящего момента. Это напряжение через усилитель 3 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, который осуществляет преобразование напряжения, пропорционального моменту, в цифровой код. Цифровой код с выходов аналого-цифрового преобразователя 4 поступает на входы регистров 5 и 6 памяти.

Когда при повороте резьбового соединения угол поворота достигнет установленного значения в пределах 2÷4°, на выходе датчика 2 угла появится импульс, который поступает на счетный вход счетчика 7 импульсов.

При этом на нулевом выходе дешифратора 8 напряжение логической единицы пропадает и оно появляется на первом выходе дешифратора 8.

Передним фронтом этого импульса осуществляется запись в память кода на его входах, соответствующего величине крутящего момента при первоначальном угле поворота.

При дальнейшем повороте резьбового соединения на выходе датчика 2 угла вновь появится импульс, когда резьбовое соединение повернется на такой же угол, что при первоначальном повороте. При этом счетчик 7 импульсов установится в следующее состояние, на втором выходе дешифратора появится напряжение логической единицы, которым осуществляется запись в память второго регистра 6 памяти кода, соответствующего крутящему моменту при повороте резьбового соединения на дополнительный угол.

Цифровой код с выходов регистров 5 и 6 памяти поступает на входы блока 9 вычислений.

При появлении на втором выходе дешифратора 8 напряжения логической единицы блок 9 осуществляет вычисление, при котором на его выходе появляется код, соответствующий значению разности удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол. Код с выходов блока 9 вычислений поступает на входы цифрового индикатора, которым осуществляется индикация вычисленной величины крутящего момента.

Так как напряжение логической единицы отсутствует на первом выходе дешифратора 8, то индикатор 12 гаснет, чем осуществляется индикация о том, что измерение крутящего момента закончено.

При появлении напряжения на втором выходе дешифратора 8 загорается индикатор 13, который сигнализирует о том, что можно считывать результат измерения.

Измерение крутящего момента затяжки закончено и ключ снимают с проверенного резьбового соединения.

Введение в динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти, датчика угла поворота, второго регистра памяти, счетчика импульсов, дешифратора, блока вычислений, цифрового индикатора и элемента ИЛИ, выходом подключенного ко входу первого индикатора, при этом выход датчика угла поворота подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора, первый выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход дешифратора подключен ко входу «Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы дешифратора подключены ко входам элемента ИЛИ, второй выход дешифратора подключен ко входу «Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента индикации, а установочные входы регистров памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», позволило повысить точность измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений, так как величину момента затяжки вычисляют по результатам измерения крутящего момента в двух точках, отстоящих друг от друга на один и тот же угол поворота, составляющий величину 2÷4°.

1. Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений, заключающийся в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, переводе резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2÷4°, и измерении крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, отличающийся тем, что производят дополнительный поворот на такой же угол с измерением крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол.

2. Динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти, отличающийся тем, что динамометрический ключ снабжен датчиком угла поворота, вторым регистром памяти, счетчиком импульсов, дешифратором, блоком вычислений, цифровым индикатором и элементом «ИЛИ», выходом подключенным ко входу первого индикатора, выход датчика угла подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора, первый выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход дешифратора подключен ко входу «Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы дешифратора подключены ко входам элемента «ИЛИ», второй выход дишифратора подключен ко входу «Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента индикации, а установочные входы регистров памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы».