СПОСОБ СБОРКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2006 года по МПК B25B21/00 B23P19/06 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке резьбовых соединений.

Известен способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку путем воздействия вынужденными колебаниями на резьбовое соединение и окончательную затяжку с контролем качества соединения (А.с. SU №1505770, МПК В 25 B 21/00, 07.09.89. Бюл. №33).

Недостатком способа является низкая надежность соединений.

Наиболее близким по технической сущности является способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества (RU 2228256 С1, В 25 В 21/00, 10.05.2004, 4 стр).

Недостатком известного способа является низкое качество формируемого резьбового соединения.

При воздействии на соединение вынуждающей силы динамический эффект в наибольшей степени проявляется вблизи резонанса, т.е. при приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных колебаний механической системы. Однако в процессе свинчивания, особенно на этапе затяжки резьбового соединения, происходит изменение динамических параметров (жесткости и демпфирования) механической колебательной системы, а это ведет к изменению (возрастанию) частоты собственных колебаний. В связи с этим возникают значительные трудности в поддержании резонансного режима в процессе свинчивания.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества формируемых резьбовых соединений.

Технический результат достигается тем, что в способе сборки резьбовых соединений, включающем предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества, дополнительно в качестве параметра качества регистрируют коэффициент динамичности формируемого соединения.

Дополнительное введение механических колебаний в формируемое резьбовое соединение дает возможность совместить операции свинчивания и контроля качества, получать оперативную информацию о динамических параметрах качества соединения непосредственно в процессе сборки.

Одним из важнейших показателей, отражающих собственные свойства механической колебательной системы, является коэффициент динамичности μ, показывающий во сколько раз амплитуда установившихся вынужденных колебаний больше перемещения, вызываемого статически приложенной силой (Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. - М.: Наука, 1980. C.114-118.):

где ω_в - частота вынужденных колебаний;

ω_с - частота собственных колебаний механической системы.

Зависимость коэффициента динамичности от отношения частот называется «резонансная кривая» и отражает текущие динамические свойства формируемой механической системы.

На чертеже изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит неподвижный элемент 1 резьбового соединения (болт), подвижный элемент 2 резьбового соединения (гайку), собираемые детали 3 и 4, концентратор 5 колебаний, пьезокерамический преобразователь 6, который зажат посредством шпильки 7 между концентратором 5 и частотопонижающим элементом 8 (демпфером). Пьезокерамический преобразователь 6 набран из дискретных шайб осевой поляризации. На одной из собираемых деталей 4 закреплен датчик вибрации 9, выход которого подключен к согласующему усилителю 10. К выходу согласующего усилителя 10 подключены частотомер 11 и измеритель 12 амплитуды вибрации, с выходом которого соединены блок 13 определения резонанса и первый вход программного блока 14. Ко второму и третьему входам программного блока 14 подключены выходы блока 13 определения резонанса и частотомера 11. Первый выход программного блока 14 подключен к блоку выдачи информации 15, а второй выход соединен с генератором колебаний 16.

Способ сборки резьбовых соединений реализуют следующим образом.

Производят предварительную затяжку резьбового соединения. В контролируемом изделии, состоящем из собираемых деталей 3 и 4, возбуждают и принимают колебания. С помощью генератора электрических колебаний 16 в пьезокерамическом преобразователе 6 возбуждают механические колебания и усиливают по амплитуде концентратором 5. В процессе навинчивания гайки на болт резьбового соединения происходит обжатие собираемых деталей 3 и 4, что приводит к увеличению площади контактирования деталей и изменению жесткости и демпфирования колебательной механической системы, а это в свою очередь ведет к изменению резонансной частоты и коэффициента динамичности. Колебания, прошедшие через испытуемое соединение (болт 1, гайка 2 и собираемые детали 3 и 4), воспринимаются датчиком вибрации 9 и преобразуются в электрический сигнал, который после усиления в согласующем усилителе 10 поступает на входы частотомера 11 и измерителя 12 амплитуды вибрации. Сигнал с выхода измерителя 12 амплитуды вибрации поступает в блок 13 определения резонанса и первый вход программного блока 14. В состав блока 13 определения резонанса входит пиковый детектор, при помощи которого амплитуда вибрации запоминается в строгом соответствии «амплитуда-частота». Текущие значения амплитуды и частоты, поступающие на первый и третий входы программного блока 14, дают возможность построить амплитудно-частотную характеристику колебательной системы и определить текущее значение коэффициента динамичности.

В программном блоке 14 предварительно устанавливают эталонные значения коэффициента динамичности для данного типа резьбового соединения.

Предлагаемый способ сборки резьбовых соединений позволяет обеспечить гарантированное качество каждого соединения без ужесточения технологии изготовления и сборки деталей за счет соответствующих средств контроля.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке резьбовых соединений. Способ включает предварительную затяжку путем воздействия вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества. В качестве параметра качества регистрируют коэффициент динамичности формируемого соединения. В результате обеспечивается повышение качества формируемых резьбовых соединений. 1 ил.

Способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества, отличающийся тем, что в качестве параметра качества регистрируют коэффициент динамичности формируемого соединения.