СПОСОБ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G01L5/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений.

Известен способ затяжки контроля резьбовых соединений, заключающийся в приложении к гайке крутящего момента, измерения текущего значения момента, поворот гайки на заданный угол после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, останов процесса завинчивания после поворота гайки на заданный угол, отвинчивание гайки и повторная затяжка до достижения требуемого значения момента (патент RU №2381098, опубл. 10.02.2010).

Однако использование этого способа не позволяет выявлять дефектно затянутые резьбовые соединения.

Технический результат изобретения - выявление дефектно затянутых резьбовых соединений.

Поставленный технический результат достигается тем, что согласно способу затяжки резьбовых соединений, заключающемуся в приложении к гайке крутящего момента, измерении текущего значения момента, повороте гайки на заданный угол после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, останове процесса завинчивания после поворота гайки на заданный угол, отвинчивании гайки и повторной затяжке до достижения требуемого значения момента, отличающемуся тем, что при повторной затяжке производится измерение угла поворота гайки, после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, при этом, если после окончания повторной затяжки угол поворота гайки попадает в поле допуска, образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов поворота гайки, то соединение считается затянутым качественно, если же угол поворота гайки вышел из поля допуска образованного минимально допустимыми и максимально допустимыми значениями углов поворота гайки, то считается, что соединение затянуто с дефектом.

Известно устройство для затяжки резьбовых соединений (см. патент RU №2381098, опубл. 10.02.2010), содержащее реверсивный пневматический гайковерт, снабженный электроклапаном нормального вращения шпинделя, электроклапаном реверсивного вращения шпинделя, датчик момента, датчик угла поворота и устройство управления, содержащее три триггера, три элемента И, аналого-цифровой преобразователь, три регистра памяти, счетчик импульсов, цифровой компаратор, выход датчика момента подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами соединенного с первыми входами первого цифрового компаратора, первый триггер, инверсным выходом подключенный к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с управляющим входом электроклапана нормального вращения шпинделя, а установочные R-входы первого и второго триггеров через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», элемент ИЛИ, выходом подключенный к установочному R-входу третьего триггера.

К недостаткам указанного устройства относится отсутствие индикации о качестве затяжки.

Технический результат изобретения - информация о качестве затяжки собранного узла.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для затяжки резьбовых соединений, содержащее реверсивный пневматический гайковерт, снабженный электроклапаном нормального вращения шпинделя, электроклапаном реверсивного вращения шпинделя, датчик момента, датчик угла поворота и устройство управления, содержащее три триггера, три элемента И, аналого-цифровой преобразователь, три регистра памяти, счетчик импульсов, цифровой компаратор, выход датчика момента подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами соединенного с первыми входами первого цифрового компаратора, первый триггер, инверсным выходом подключенный к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с управляющим входом электроклапана нормального вращения шпинделя, а установочные R-входы первого и второго триггеров через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», элемент ИЛИ, выходом подключенный к установочному R-входу третьего триггера, снабжено четвертым и пятым регистрами памяти, вторым, третьим, четвертым и пятым цифровыми компараторами, четвертым элементом И, тремя элементами НЕ, формирователем импульсов, ждущим мультивибратором и двумя элементами индикации, выход датчика угла подключен к первому входу второго элемента «И», вторым входом подключенного к выходу третьего триггера, а выходом - к счетному входу счетчика импульсов, выходами подключенного к первым входам третьего, четвертого и пятого цифровых компараторов, вторые входы которых соответственно соединены с выходами третьего четвертого и пятого регистров памяти, выход третьего цифрового компаратора подключен к S-входу второго триггера, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, выходом подключенного к управляющему входу электроклапана реверсивного вращения шпинделя и входу первого элемента «НЕ», выходом подключенного ко второму входу первого элемента «И», выход ждущего мультивибратора через формирователь импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ вторым входом, через кнопку управления соединенного с шиной «Напряжение логической единицы», а выходом соединенного с R-входом счетчика импульсов, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первым входам второго цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам второго регистра памяти, а выходом - к первому входу четвертого элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго триггера, а выходом - с S-входом первого триггера, выход четвертого цифрового компаратора подключен к первому входу третьего элемента «И», вторым входом подключенного к выходу второго элемента «НЕ», а выходом через первый элемент индикации - к шине «Напряжение логической единицы», выход пятого цифрового компаратора соединен с входом второго элемента «НЕ», вход третьего элемента «НЕ» подключен к выходу третьего элемента «И», а выход через второй элемент индикации соединен с шиной «Напряжение логической единицы».

На фиг. 1 приведена блок схема устройства для затяжки резьбовых соединений.

Устройство для затяжки резьбовых соединений содержит реверсивный пневматический гайковерт 1, снабженный электроклапаном 2 нормального вращения шпинделя, электроклапаном 3 реверсивного вращения шпинделя, датчик момента 4, датчик 5 угла поворота и устройство 6 управления, содержащее три триггера 7, 8 и 9, три элемента 10, 11 и 12 И, аналого-цифровой преобразователь 13, три регистра 14, 15 и 16 памяти, счетчик 17 импульсов, первый цифровой компаратор 18, выход датчика 4 момента подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 13, выходами соединенного с первыми входами первого цифрового компаратора 18, первый триггер 7, инверсным выходом подключенный к первому входу первого элемента 10 «И», выходом соединенного с управляющим входом электроклапана 2 нормального вращения шпинделя, а установочные R-входы первого и второго триггеров 7 и 8 через кнопку 19 управления подключены к шине 20 «Напряжение логической единицы», четвертый и пятый регистры 21 и 22 памяти, второй, третий четвертый и пятый цифровые компараторы 23, 24, 25 и 26 с тремя элементами 27, 28 и 29 «НЕ»,формирователем 30 импульсов, ждущим мультивибратором 31 и двумя элементами 32 и 33 индикации, выход датчика 5 угла подключен к первому входу второго элемента 11 «И», вторым входом подключенного к выходу третьего триггера 9, а выходом - к счетному входу счетчика 17 импульсов, выходами подключенного к первым входам третьего, четвертого и пятого цифровых компараторов 24, 25 и 26, вторые входы которых соответственно соединены с выходами третьего четвертого и пятого регистров 16, 21 и 22 памяти, выход третьего цифрового компаратора 24 подключен к S-входу второго триггера 8, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора 31, выходом подключенного к управляющему входу электроклапана 3 реверсивного вращения шпинделя и входу первого элемента 27 «НЕ», выходом подключенного ко второму входу первого элемента 10 «И», выход ждущего мультивибратора 31 через формирователь 30 импульсов подключен к первому входу элемента 35 ИЛИ вторым входом, через кнопку 19 управления соединенного с шиной «Напряжение логической единицы», а выходом соединенного с R-входом счетчика 17 импульсов, выходы аналого-цифрового преобразователя 13 подключены к первым входам второго цифрового компаратора 23, вторыми входами подключенного к выходам второго регистра 15 памяти, а выходом - к первому входу четвертого элемента 34 И, вторым входом соединенного с выходом второго триггера 8, а выходом - с S-входом первого триггера 7, выход четвертого цифрового компаратора 25 подключен к первому входу третьего элемента 12 «И», вторым входом подключенного к выходу второго элемента 28 «НЕ», а выходом через первый элемент 32 индикации - к шине 20 «Напряжение логической единицы», выход пятого цифрового компаратора 26 соединен с входом второго элемента 28 «НЕ», вход третьего элемента 29 «НЕ» подключен к выходу третьего элемента 12 «И», а выход через второй элемент 33 индикации соединен с шиной 20 «Напряжение логической единицы».

Способ затяжки осуществляется следующим образом.

Производят затяжку гайки до достижения установленного значения крутящего момента, затем производят поворот гайки на заданный угол. После окончания поворота гайки на заданный угол производят отвинчивание гайки, затем производят повторную затяжку гайки до достижения требуемого момента. При этом производят измерение угла поворота гайки, после достижения гайкой установленного значения крутящего момента и, если после окончания повторной затяжки угол поворота гайки попадает в поле допуска, образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов поворота гайки, то считается, что соединение затянуто качественно. Если же угол поворота гайки вышел из поля допуска, образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов поворота гайки, то считается, что соединение затянуто с дефектом.

Устройство для затяжки резьбовых соединений работает следующим образом.

Гайковерт 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение (не показано) и включают устройство 6 управления, предварительно установленное в исходное состояние. При этом триггеры 7, 8 и 9 находятся в единичном состоянии, регистр 14 памяти содержит информацию о величине установленного крутящего момента, при достижении которого начинается отсчет угла поворота гайки, регистр 15 содержит информацию о величине требуемого крутящего момента, регистр 16 содержит информацию о величине заданного угла поворота гайки при первоначальной затяжке, регистр 21 содержит информацию о минимально допустимой величине угла поворота гайки при повторной затяжке, а в регистре 22 содержится информация о величине максимально допустимого угла поворота гайки при повторной затяжке. Затем нажимают кнопку 19 управления. При этом триггеры 7, 8, 9 и счетчик 17 устанавливаются в нулевое состояние, условие совпадения для элемента 10 И начинает выполняться, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход клапана 2 нормального вращения, клапан срабатывает и подключает гайковерт к пневмосети 36. Начинается затяжка резьбового соединения. Момент на шпинделе гайковерта 1 начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать напряжение, снимаемое с выхода датчика 4 момента, которое поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 13. Аналого-цифровой преобразователь 13 осуществляет преобразование напряжения с выхода датчика 4 в цифровой код, который поступает на первые входы первого и второго цифровых компараторов 18 и 23.

При достижении моментом на шпинделе гайковерта 1 величины установленного значения, которая записана в регистре 14 памяти на выходе цифрового компаратора 18, появляется импульс, которым триггер 9 устанавливается в единичное состояние, условие совпадения для элемента 11 И начинает выполняться, чем осуществляется подключение выхода датчика 5 угла ко входу счетчика 17 импульсов. Так как повороту гайки на один градус соответствует один импульс на выходе датчика угла, то счетчик импульсов, подсчитывая импульсы с выхода датчика 5 угла, формирует на своих выходах код, соответствующий углу повороту гайки. С выходов счетчика 17 импульсов код, соответствующий углу поворота гайки, поступает на первые входы цифровых компараторов 24, 25 и 26. Так как триггер 8 находится в нулевом состоянии, то на его выходе напряжение логического нуля, условие совпадения для элемента 34 И, не выполняется, что исключает отключение гайковерта, при достижении моментом на шпинделе требуемого значения при первоначальной затяжке. При достижении углом поворота гайки заданного значения, величина которого записана в регистре памяти на выходе цифрового компаратора 24 появляется импульс, которым триггер 8 устанавливается в единичное состояние. Передним фронтом импульса на выходе триггера 8 производится запуск ждущего мультивибратора 31. На его выходе формируется импульс, длительность которого устанавливается исходя из времени отвинчивания. При этом условия совпадения для элемента 10 И перестает выполняться, напряжение на его выходе пропадает, клапан нормального вращения 2 отключается и производит отключение гайковерта от пневмосети 36. Передним фронтом импульса с выхода мультивибратора 31 через формирователь 30 импульсов и элемент 35 ИЛИ осуществляется сброс счетчика 17 импульсов и триггера 9. Импульсом с выхода мультивибратора 31 осуществляется включение клапана 3 реверсивного вращения. Клапан 3 включается и производит подключение гайковерта 1 к пневмосети 36. Производится отвинчивание затянутого резьбового соединения в течение действия импульса на выходе мультивибратора 31. После окончания импульса на выходе мультивибратора 31 условие совпадения для элемента 10 И вновь начинает выполняться и на его выходе появляется напряжение логической единицы. Клапан реверсивного вращения 3 отключается, а клапан 2 нормального вращения включается и подключает гайковерт к пневмосети 36. Начинается окончательная затяжка резьбового соединения. Момент на шпинделе гайковерта 1 начинает возрастать При достижении моментом на шпинделе гайковерта 1 величины установленного значения, которая записана в регистре 14 памяти, на выходе цифрового компаратора 18 появляется импульс которым триггер 9 вновь устанавливается в единичное состояние, условие совпадения для элемента И 11 начинает выполняться, чем осуществляется подключение выхода датчика 5 угла ко входу счетчика 17 импульсов и на выходах счетчика 17 начинает формироваться код, соответствующий повороту гайки. При достижении моментом требуемого значения, величина которого записана в регистре 15 памяти, на выходе цифрового компаратора 23 появляется импульс. При этом условие совпадения для элемента 34 И начинает выполняться, так триггер 8 находится в единичном состоянии, на выходе элемента 34 И появляется импульс, которым триггер 7 устанавливается в единичное состояние. Условие совпадения для элемента 10 И перестает выполняться и клапан 2 отключает гайковерт 1 от пневмосети 36. Затяжка заканчивается. Гайковерт снимают с затянутой гайки. Если по окончании затяжки угол поворота гайки больше минимально допустимого значения, записанного в регистре 21 памяти, но меньше максимально допустимого значения, записанного в регистре 22 памяти, то на выходе цифрового компаратора 25 - напряжение логической единицы, а на выходе цифрового компаратора 26 - логического нуля. Условие совпадения для элемента 12 И выполняется: на его выходе напряжение логической единицы и индикатор 32 горит, чем подтверждается информация, что соединение собрано качественно. Если по окончании затяжки угол поворота гайки вышел из поля допуска, образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов затяжки, то условие совпадения для элемента 12 И не выполняется, индикатор 32 не горит, а на выходе элемента 29 НЕ напряжение логической единицы, индикатор 33 горит, чем осуществляется индикация о дефектно затянутом резьбовом соединении. Введение в устройство для затяжки резьбовых соединений, содержащее реверсивный пневматический гайковерт, снабженный электроклапаном нормального вращения шпинделя, электроклапаном реверсивного вращения шпинделя, датчик момента, датчик угла поворота и устройство управления, содержащее три триггера, три элемента И, аналого-цифровой преобразователь, три регистра памяти, счетчик импульсов, цифровой компаратор, выход датчика момента подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами соединенного с первым входам первого цифрового компаратора, первый триггер, инверсным выходом подключенный к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с управляющим входом электроклапана нормального вращения шпинделя, а установочные R-входы первого и второго триггеров через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», элемент ИЛИ, выходом подключенный к установочному R-входу третьего триггера, устройство отличается введением четвертого и пятого регистров памяти, второго, третьего, четвертого и пятого цифровых компараторов, четвертого элемента И, трех элементов НЕ, формирователя импульсов, ждущего мультивибратора и двух элементов индикации, выход датчика угла подключен к первому входу второго элемента И, вторым входом подключенного к выходу третьего триггера, а выходом - к счетному входу счетчика импульсов, выходами подключенного к первым входам третьего, четвертого и пятого цифровых компараторов, вторые входы которых соответственно соединены с выходами третьего, четвертого и пятого регистров памяти, выход третьего цифрового компаратора подключен к S-входу второго триггера, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, выходом подключенного к управляющему входу электроклапана реверсивного вращения шпинделя и входу первого элемента НЕ, выходом подключенного ко второму входу первого элемента И, выход ждущего мультивибратора через формирователь импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ вторым входом, через кнопку управления соединенного с шиной «Напряжение логической единицы», а выходом соединенного с R-входом счетчика импульсов, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первым входам второго цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам второго регистра памяти, а выходом - к первому входу четвертого элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго триггера, а выходом - с S-входом первого триггера, выход четвертого цифрового компаратора подключен к первому входу третьего элемента И, вторым входом подключенного к выходу второго элемента «НЕ», а выходом через первый элемент индикации - к шине «Напряжение логической единицы», выход пятого цифрового компаратора соединен с входом второго элемента НЕ, вход третьего элемента НЕ подключен к выходу третьего элемента И, а выход через второй элемент индикации соединен с шиной «Напряжение логической единицы», что позволило выявлять дефектно собранные резьбовые соединения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений. Способ затяжки резьбовых соединений, заключающийся в приложении к гайке крутящего момента, измерения текущего значения момента, поворот гайки на заданный угол после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, останов процесса завинчивания после поворота гайки на заданный угол, отвинчивание гайки и повторная затяжка до достижения требуемого значения момента, что при повторной затяжке производится измерение угла поворота гайки, после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, при этом, если после окончания повторной затяжки угол поворота гайки попадает в поле допуска образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов поворота гайки, то соединение считается затянутым качественно, если же угол поворота гайки вышел из поля допуска образованного минимально допустимыми и максимально допустимыми значениями углов поворота гайки, то считается, что соединение затянуто с дефектом. Технический результат изобретения - выявление дефектно затянутых резьбовых соединений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ затяжки резьбовых соединений, заключающийся в приложении к гайке крутящего момента, измерении текущего значения момента, повороте гайки на заданный угол после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, останове процесса завинчивания после поворота гайки на заданный угол, отвинчивании гайки и повторной затяжке до достижения требуемого значения момента, отличающийся тем, что при повторной затяжке производится измерение угла поворота гайки, после достижения гайкой установленного значения крутящего момента, при этом, если после окончания повторной затяжки угол поворота гайки попадает в поле допуска, образованного значениями минимально допустимого и максимально допустимого углов поворота гайки, то соединение считается затянутым качественно, если же угол поворота гайки вышел из поля допуска, образованного минимально допустимыми и максимально допустимыми значениями углов поворота гайки, то считается, что соединение затянуто с дефектом.

2. Устройство для затяжки резьбовых соединений, содержащее реверсивный пневматический гайковерт, снабженный электроклапаном нормального вращения шпинделя, электроклапаном реверсивного вращения шпинделя, датчик момента, датчик угла поворота и устройство управления, содержащее три, триггера три элемента И, аналого-цифровой преобразователь, три регистра памяти, счетчик импульсов, цифровой компаратор, выход датчика момента подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходами соединенного с первыми входами первого цифрового компаратора, первый триггер, инверсным выходом подключенный к первому входу первого элемента И, выходом соединенного с управляющим входом электроклапана нормального вращения шпинделя, а установочные R-входы первого и второго триггеров через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», элемент ИЛИ, выходом подключенный к установочному R-входу третьего триггера, отличающееся тем, что оно снабжено четвертым и пятым регистрами памяти, вторым, третьим, четвертым и пятым цифровыми компараторами, четвертым элементом И, тремя элементами НЕ, формирователем импульсов, ждущим мультивибратором и двумя элементами индикации, выход датчика угла подключен к первому входу второго элемента И, вторым входом подключенного к выходу третьего триггера, а выходом - к счетному входу счетчика импульсов, выходами подключенного к первым входам третьего, четвертого и пятого цифровых компараторов, вторые входы которых соответственно соединены с выходами третьего, четвертого и пятого регистров памяти, выход третьего цифрового компаратора подключен к S-входу второго триггера, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, выходом подключенного к управляющему входу электроклапана реверсивного вращения шпинделя и входу первого элемента НЕ, выходом подключенного ко второму входу первого элемента И, выход ждущего мультивибратора через формирователь импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ вторым входом, через кнопку управления соединенного с шиной «Напряжение логической единицы», а выходом соединенного с R-входом счетчика импульсов, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первым входам второго цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам второго регистра памяти, а выходом - к первому входу четвертого элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго триггера, а выходом - с S-входом первого триггера, выход четвертого цифрового компаратора подключен к первому входу третьего элемента И, вторым входом подключенного к выходу второго элемента «НЕ», а выходом через первый элемент индикации - к шине «Напряжение логической единицы», выход пятого цифрового компаратора соединен с входом второго элемента НЕ, вход третьего элемента НЕ подключен к выходу третьего элемента И, а выход через второй элемент индикации соединен с шиной «Напряжение логической единицы».