Способ сборки резьбовых соединений и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B25B23/14 

Изобретение относится к механизированной сборке ответственных резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение контроля затяжки.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа сборки резьбовых соединений; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.

Способ сборки осуществляют следующим образом,/

Определяют (экспериментально или расчетным путем) зависимость момента в резьбовом соединении от угла поворота гайки для данного резьбового соединения или одного из серии одинаковых резьбовых соединений. Эта зависимость характеризуется условной крутильной жесткостью резьбового соединения К на стадии упругих деформаций болта и жесткости Ка при текучести болта. Кроме того, корпусу гайковерта задают крутильную жесткость Ki, соизмеримую или меньшую жесткости резьбового соединения, а также определяют угловую скорость двигателя гайковёрта 0% и редукцию гайковерта J.

Далее производят навинчивание и предварительную затяжку крепежа с угловой скоростью шпинделя, определяемой ре-, дукцией гайковерта.

При достижении момента затяжки, соответствующего 60% от номинальной величины, начинается дифференциальный режим работы гайковерта. В этом случае

00

го

«

w (л.

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 со имеет постоянное значение и Определяется по выражению .

, .

) - : ..В условиях пластических деформаций болта (состояние текучести) жесткость резьбового соединения, снижается и становится переменной величиной Kj. Поэтому, начиная с этого момента, корпус гайковерта будет поворачиваться с замедлением (отрицатель- ным изменением угловой .скорости), исходя из которого начинают формировать сигнал на окончание затяжки с последующим измерением его угла поворота фк. В период формирования Сигнала угловая скорость корпуса гайковерта полностью зависит от неявно выраженной переменной; Й2 и времени - бы- стродейст вия с и г нал из это р а : м е х а н и 3 м а отключения Поэтому формирование сигМа- ;л.а на окрнчани е затяжки заканчивают при текущем Значении угловой скорости корпуса гайковерта, определяемой по зависимости : .. . :.. . ..-: . : . .. v;

ft|-KiK% 12-№(К1+К2)зФ

Таким образом, контролируя физически

-реальн.ыё величины ож и рк в течение времени 1ф, производится косвенный контроль осевой силу затяжки простым и надежным методом при достижении в материале болта состояния тёХучёсти. ; . .

(. Устройствр для рсуществления данного способа содержит поворотный корпус 1, размещённыев нём Двигатель 2,планетарный редуктор 3; 1рпиндель 4 с рабочей голо.вкрй 5 и .М еха низй отключения -в виде гйдррцилййдра 6, зубчатого штока 7, под пр уЩн; е н;но г6/ Н ужй 1чфТ8Гвза имодёйству -юЩего с наружйбй зубчатой поверхностью 9 повЬротнрго корпуса 1 с возможностью осевого перемещения. Корпус гидроцилин- др 6;И мёет соосныё и радиальные каналы 10, образующие:с пОлрстями f 1 и 12 гидро. цилиндра; 6 гидромагйбтраль, заполненную рабочей ;кидкрстью. Изменение скорости движения жидкости фиксируется сигнализатором 13,

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

Шпинделю 4 с рабочей головкой 5, Происходит навинчивание крепежа с высокой угловой скоррстью шпинделя 4. При достижении уеиЛия Затяжки, соответствующего 60% номинального значения, начинается дифференциальный режим работы устройства. Поворртный корпус 1 гайковерта под действием рёакти1анрго момента, поворачиваясь, увлекает за собой своей наружной зубчатой частью 9 зубчатый шток 7 гидроцилиндра 6..

Шток 7, перемещаясь в осевом направлении, сжимает пружину 8, приводит в движение жидкость по сбрсным и радиальным каналам 10, которая за счет Скоростного напора воздействует на мембрану еигнализатора 13, которая, прогибаясь, замыкает контакты сигнализатора 13, Сила скоро- ::стного напора эквивалентна градиенту угла поворота корпуса 1 гайковерта по времени - угловбй скорости, которая на

стадии упругих деформаций болта имеет линейный характер и определяется по зависимости

35

Wg K

ft ГГГ ЧТ11- 1г- -т---1 -j, --Цю i(K + Кг)

где (Од -угловая скорость двигателя гайко- - верта;..; ;: ; . . . ; .. : I-редукция гайковерта; К- жесткость резьбового соединения; Ki - крутильная жесткость корпуса гай- .ковёрта. - . : :; .- ;::..-.; ; /- .

При достижёнйи-в материале болта состояния текучести жесткость резьбового со- едийёнйя умёньщается, а корпус 1 гайковерта начинает ёращаТвся с отрица- тельным измёнен йем угловбй скорости так аксте11ён йар станйй нагрузки на шпинде- леуменьшаётсй, В этоi вйём я за счет умень- 1 шёния сил;ы ckopocTHorb йапора жидкости йачинает формироваться сигнал на прекра щение затяжки при медленном уменьшении прогиба мембраны сигнализатора 13. Фо|эмирование сигнала на окончание за- тяжки закаичйеакэт при скбростном напо- рё жидкости; эквивалентном угловой скорости корпуса 1 гайковерта, текущее значение которой определяется по зависимости

Q)g-K

i(K + KI)

4-KiK iaf(Ki+fc

где К2 - принятое значение жесткости резьбового соединения при текучести болта;

рк - угол поворота корпуса гайковерта в реактивном направлении;

Ц - время формирования сигнала на прекращение затяжки.

Параметры рк и гф определяют быстродействие сигнализатора 13, проконтролировать которое целесообразно экспериментальным путем.

Таким образом, задаваясь жесткостью резьбового соединения Ка, рассчитывают величину сок , а также силу скоростного напора жидкости, при котором мембрана йиг- нализатора 13 занимает не прогнутое положение, разрывая контакты сигнализатора 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 гайковерта в исходное положение. На этом цикл затяжки резьбового соединения 14 заканчивается..

Изобретение позволяет повысить точность затяжки резьбовых соединений путём использования дифференциального режима работы гайковерта с искусственной растяжкой процесса затяжки во времени и контроля отрицательного изменения угло вой скорости корпуса гайковерта, зависящей от выбранного состояния текучести болта.

Формула изобретения 1. Способ сборки резьбовых соединений, включающий затяжку посредством гайковерта, контроль затяжки с определением угловой скорости и углового положения одного из звеньев кинематической цепи гайковерта и формирование сигнала на

0

окончание затяжки с использованием состояния текучести болта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения контроля затяжки, последний осуществляют при крутильной жёсткости корпуса гайковерта, соизмеримой или меньшей жесткости резьбового соединения, а формирование сигнала на окончание затяжки начинают при отрицательном изменении угловой скорости корпуса гайковерта с последующим измерением его угла поворота и заканчивают при текущем значении угловой скорости cwk корпуса гайковерта, определяемой по зависимости:

- «УКa -KiKJ V 12(К1+к2)зФ

где (Од- угловая скорость двигателя гайковёрта;

I - редукция гайковерта; К - жесткость резьбового соединения; «1 - крутильная жесткость корпуса гай- коверта;

- время формирования сигнала на прекращение затяжки;

# к-угол поворота корпуса гайковёрта в реактивном направлении; Kz - жесткость резьбового соединения при текучести болта.

2. Устройство для сборки резьбовых соединений, содержащее поворотный корпус гайковерта, размещенные в нем двигатель, планетарный редуктор, шпиндель с рабочей головкой и механизм отключения, отличающееся тем, что, с целью повы.шения точности, механизм отключения выполнен в виде еигналйзатбра и гйДроцйлиНДра, корпус последнего имеет бсёвыё и радиальные каналы для сообщения полостей гидроцилиндра с сигнализатором, шток гидроцилиндра подпружинен по Оси и на нём нарезана рейка, а на корпусе гайковерта выполнен зубчатый венец для зацепления с рейкой.

#/ $

4&

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.

1$ыш

1

r-r- ™, ., 7;;Тг Т$71,Л У / ////////////////////Л

11

в

/

(fJu&

(fJu&Z