Устройство для контроля осевой силы затяжки Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля усилия затяжки резьбовых соединений в процессе их затягивания.

Цель изобретения - повышение точности контроля осевой силы затяжки по моментам завинчивания и отвинчивания.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит реверсивный пневматический гайковерт 1 и блок 2 управления. На гайковерте 1 установлен датчик 3 момента. Блок 2 управления содержит первый запоминающий бло 4 максимума, второй запоминающий блок 5 максимума, блок 6 вычитания, блок 7 умножения, блок 8 деления, делитель 9 напряжения, первый 10 и второй 11 компараторы, первый, второй и третий элементы И 12-14, одновибра- тор 15, формирователь 16 импульса, элемент НЕ 17, первый-третий триггеры 18-20.

клапаны 21 и 22 нормального и обратного вращения шпинделя соответственно.

начинается затяжка резьбового соедиУстройство содержит также электро- зо нения. При этом момент на шпинделе

гайковерта начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать напряжение, снимаемое с выхода датчика 3 момента, которое поступает в запоog минающий блок 4 максимума, так как на его управляющем входе напряжение логической единицы. Напряжение с выхода датчика 3 момента поступает также на первый вход второго компаратора 11 и

40 при достижении моментом на шпинделе гайковерта величины первоначальной

Принцип действия устройства осно- , ван на способе контроля осевой силы затяжки по моментам завинчивания и отвинчивания. При этом проводится . первоначальная затяжка до момента Мпр, составляющего 0,75-0,8 (величины крутящего момента, при котором обеспечивается заданная осевая сила затяжки), а затем отвинчивание этого соединения с определением момента отвинчивания М

затяжки М , которая устанавливается регулировкой опорного напряжения, подаваемого на второй вход второго ком,. Используя полученные..

ис паратора 11, компаратор срабатывает,

результаты, вычисляют требуемую вели- 4Ь i t . н F i ,

на его выходе появляется напряжение логической единицы, которым третий триггер 20 устанавливается в единичное состояние. При этом условие сов- gQ падения для второго элемента И 13 начинает выполняться,, на его выходе появляется напряжение логической единицы, а на выходе элемента НЕ 17 напряжение логического нуля.

чину крутящего момента, при котором обеспечивается заданная осевая сила затяжки, по формуле

«тр де М

l-R

тр

т

М

Пр

тр И - М

Пр - огч.

величина крутящего момента, при котором обеспечивается заданная осевая сила затяжки;

величина требуемой осевой силы затяжки;

величина момента при первоначальной затяжке;

0

.

- величина момента отвинчивания;Р - шаг резьбы.

После этого осуществляется окончательная затяжка до момента Игр .

Устройство для затягивания резьбового соединения работает следующим образом.

Гайковерт 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение (не показано) и включают блок 2 управления, предварительно установленньй в исходное состояние. При этом все триггеры находятся в нулевом состоянии, на их инверсных выходах напряжение логической единицы. Поэтому условие совпадения для второго элемента И 13 не выполняется и на его выходе напряжение логического нуля, а на выходе элемента НЕ 17 - напряжение логической единицы, условие совпадения для третьего элемента И 14 вьтолняется, на его выходе напряжение логической 5 единицы, которое поступает на управляющий вход электроклапана 21. Электроклапан 21 срабатывает, включается нормальное вращение гайковерта 1 и

5

0

затяжки М , которая устанавливается регулировкой опорного напряжения, подаваемого на второй вход второго ком..

i t . н F i ,

на его выходе появляется напряжение логической единицы, которым третий триггер 20 устанавливается в единичное состояние. При этом условие сов- падения для второго элемента И 13 начинает выполняться,, на его выходе появляется напряжение логической единицы, а на выходе элемента НЕ 17 напряжение логического нуля.

Условие совпадения для третьего элемента И 14 перестает выполняться, что приводит к отключению электроклапана 21 и прекращению затяжки. При этом в запомш1ающем блоке 4 максиму-ыа

31325418

запоминается максимальное напряжение, .) ,,,0 соответствует несоответствующее максимальному значе- рть

кию величины крутящего момента приличине момента, при котором достига- первоначальной затяжке. Так как на ется требуемая величина осевой силы его управляющем входе напряжение ло-затяжки. Это напряжение поступает на гического нуля, то запоминающий блоквторой вход первого компаратора 10. 4 максимума переходит в режим хране-При срабатывании триггера 19 на- ния информации. При срабатывании тре-чинает выполняться условие совпадения тьего триггера 20 начинает выполнять-iоД- третьего элемента И 14, электро- ся условие совпадения для второгоклапан 21 срабатьгаает и начинается элемента И 13. На его выходе появля-окончательная затяжка резьбового сое- ется напряжение логической единицы,динения. При достижении моментом на которое поступает на управляющий входщпг1ндале гайковерта 1 рассчитанной электроклапана 22 и осуществляет его 15величины М срабатывает первый ком- включение. Электроклапан 22 срабаты-паратор 10, на его выходе появляется вает, включается реверс гайковерта 1напряжение логической единицы, кото- и начинается процесс отвинчиваниярое через первый элемент И 12, для резьбового соединения. При этом на-которого выполняется условие совпа- пряжение с выхода датчика 3 момента 20дения, поступает на установочный запоминается вторым запоминающим бло-вход первого триггера 19 и устанав- ком 5 максимума, так как на его упра-ливает его в единичное состояние, вляющем входе напряжение логическойУсловие совпадения для третьего эле- единицы.мента И 14 перестает выполняться,

25электроклапан 21 отключается, затяжка

При срабатывании второго компара-заканчивается и гайковерт 1 отводят тора 11 осуществляется запуск одно-от собранного соединения. вибратора 15, на выходе которого ге-Устройство позволяет повысить точ- нерируется импульс длительностью 0,5-ность затяжки резьбового соединения 1 см, в течение которого осуществля- ЗОпутем контроля осевой силы затяжки по ется реверс гайковерта. Формировательмоментам завинчивания и отвинчивания. 16 импульса из заднего фронта импульса одновибратора 15 формирует корот-Формула изобретения кий импульс, устанавливающий второй

триггер 19 в единичное состояние. При - Устройство для контроля осевой сиэтом условие совпадения для второголы затяжки, содержащее реверсивный

элемента И 13 перестает выполняться.пневматический гайковерт, снабженный

Электроклапан 22 отключается и отвин-электроклапаном нормального вращения

чивание резьбового соединения закан-щпинделя и датчиком момента, а также

чивается. При этом в запоминающемдо ° управления, содержащий первый

блоке максимума 5 фиксируется макси-компаратор, делитель напряжения и уммальное напряжение, соответствующееножитель, первый вход которого соедимаксимапьной величине крутящего мо-нен с выходом делителя напряжения,

мента при отвинчивании М .На йыхо-отличающееся тем, что, с

. де блока 6 вычитания появляется на- повьщ1ения точности контроля осепряжение, пропорциональное разностивой силы затяжки по моментам завинчимоментов (М„ -MIJ ), которое поступа-вания и отвинчивания, реверсивный

ет на вход делителя блока 8 деления.пневматический гайковерт снабжен элекНа выходе блока 7 умножения присут-троклапаном обратного вращения шпинствует напряжение, пропорциональное , а в блок управления введены два

величине М Р/ -Г-гр . При этом вели-запом шающих блока максим т-га, блок

чина сомножителя ( ) устанав-вычитания, блок деления, второй комливается регулировкой делителя 9 на-паратор, три триггера, одновибратор,

пряжения. С выхода блока 7 умноженияформирователь импульса, три элемента

напряжение поступает на вход делимого gj.И и элемент НЕ, информационные входы

блока 8 деления. На выходе блока 8запоминающих блоков максимума подклюделения устанавливается напряжение,чены к выходу датчика момента, ршформационный выход первого запоминающего

пропорциональное величине (- F хблока максимума подключен ко второму

51325А1

входу блока умножения н к первому входу блока вычитания, информационный выход второго запоминающего блока макс1 1ума подключен ко второму входу блока вычитания, подключенного выхо- 5 дом ко входу делителя блока деления, подключенного входом делимого к вьпсо- ду блока .умножения5 а выходом - к первому входу первого компаратора,

JO

подключенного выходом к первому входу

первого элемента И, подключенного выходом к установочному входу первого триггера, второй вход первого элемента И подключен к выходу второго триггера, а третий вход - к выходу третье го триггера, подключенного установочным входом к выходу второго компара- рТора, подключенного первым входом к выходу датчика момента и ко второму входу первого компаратора, установоч- ный вход второго триггера через формирователь импульсов подключен к вы

O

0

86

ходу одновибратора, подключенного ,входом к выходу второго компаратора, выход третьего триггера подключен к первому входу второго элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу второго триггера, а выходом - .к управляющему входу электроклапана обратного вращения шпинделя и входу элемента НЕ, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу первого триггера, а выходом - к управляющему входу электроклапана нормального вращения шпинделя, управляющий вход первого запоминающего блока максимума подключен к инверсному выходу третьего триггера, а управляющий вход второго запоминающего блока максимума - к выходу второго элемента-И, второй вход второго компаратор является входом устройства.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля усилия затяжки резьбовых соединений в процессе их затягивания. Изобретение позволяет повысить точность контроля осевой силы затяжки по моментам завинчивания и отвинчивания. При включении устройства срабатывает электроклапан нормального вращейия, производится включение гайковерта и начинается процесс первоначальной затяжки резьбового соединения. Момент на шпинделе гайко- . верта датчиком момента преобразуется в электрический сигнал, который поступает в блок управления. При достижении моментом первоначальной величины, составляющей 0,75-0,8 величины требуемого момента, блок управления вырабатьгаает сигнал, по которому электроклапаном нормального вращения производится отключение гайковерта. Значение момента запоминается в блоке управления. Затем электроклапаном обратного вращения включается реверс гайковерта и производится отвинчивание резьбового соединения в течение 0,5-0,8 с. Значение момента отвинчивания запоминается в блоке управления. По разности величины моментов первоначальной затяжки и отвинчивания и величине требуемой осевой силы затяжки блоком управления производится вычисление требуемой величины крутящего момента, при котором обеспечивается требуемая осевая сила затяжки. Затем срабатывает электроклапан нормального вращения и производится окончательная затяжка до вычисленной величины крутящего момента, после чего электроклапан отключается и затяжка заканчивается. 2 ил. с: 1в Л

Лне$мосеть

Фиг

(Js

Редактор Н.Егорова

Составитель А.Исправникова

Техред Л.ОлейникКорректор А.Ильин

Заказ 3107/42Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Фиг,2