Способ определения коэффициента податливости детали резьбового соединения Советский патент 1980 года по МПК G01L5/24 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОДАТЛИВОСТИ ДЕТАЛИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

1

Изобретение относится к технике измерения коэффициента податливости детали резьбового соединения, преимущественно статически неопределимых систем, и может быть использовано в машиностроении для определения параметров затяжки,работающих на растяжение, групповых резьбовых соединений.

При сборке корпусных деталей,имею-|о щих одинаковую податливость во всех их участках, стягиваемых отдельными болтами, применяют известные последовательности затяжки гаек групповых резьЬовых соединений с расчетной 5 силой i .

.Однако при сборке слсГжных корпусных деталей, представляющих собой статически неопределимые системы, с .различной податливостью участков, 20 стягиваемых отдельными болтами, определение правильной последовательности затяжки и требуемых сил вызывает большие затруднения. Для определения оптимальной затяжки таких 25 соединений необходимо замерить коэффициенты податливости отдельных уч&стков корпусной детали, стягивае-мых Кс1ждым из болтов, и изменение их в процессе сборки.30

Наиболее близким к изобретению является способ экспериментального замера коэффициента податливости корпусной детали, состоящей из двух втулок, при котором предварительно определяют коэффициент податливости системы болта с гайкой, вставляют болт в корпусную деталь и затягивают гайку на контролируемую силу, затем нагружают корпусную деталь замеренной растягивающей силой, замеряют общее усилие, действую.щее на болт, и по замеренным величинам рассчитывают коэффициент податливости корпусной детали 2 .

Однако этот способ не позволяет определить коэффициент податливости участка, относящегося к отдельному болту, сложной, статически неопределимой корпусной детали в групповом резьбовом соединении, например, в головке блока поршневого двигателя.

Целью настоящего изобретения является замер коэффициента податливости участка детали в групповом резьбовом соединении.

Эта цель достигается тем, что определяют силу затяжки гайки путем

предварительного затягивания гайки с замером предварительной силы за- тяжки и последуквдего доворачивания гайки на контролируемую величину угла ее поворота с замером значе- , НИН силы затяжки, соответствующей этому углу поворота, а о величине коэффициента податливости судят по замеренным значениям сил затяжки, угла поворота и величине шага резьбы На фиг. 1 изображен пример участка статически неопределимой корпусной детали группового резьбового соединения; на фиг. 2 - пример применения эквивалентной втулки для замера коэффициента податливости ввернутой шпильки.

Для замера коэффициента податливости Ag; участка 1 (фиг. 1) статически неопределимой корпусной детали соответствующего отдельному болту в групповом работающем на растяжение резьбовом соединении, при неизвестно величине внешней растягивающей силы, действующей на данный участок, применяют точно изготовленные болт 2 и гайку 3 с минимальной погрешностью изготовления шага мелкой резьбы 6 .

Используют для замера силы затяжки гайки известные способы и устройства, например, наклеивают на болт тензодатчики или применяют тензометрические болты с устройствами для замера силы.

Определяют известными способами коэффициент податливости g системы болта, шайбы 4 и гайки; например, путем замера зависимости удлинения болта от действующей на него осевой растягивающей силы с последующим расчетом.

Устанавливают оттарированный болт 2 в участок корпусной детали 1, коэффициент податливости которого необходимо замерить. Для уменьшения вляяния пластической деформации торца корпусной детали, соприкасакяцегося с торцом гайки, подкладывают под торец гайки смазанную тонкую шлифованную изготовленную из твердого материала шайбу 4. Наворачивают яа болт оттарированную вместе с ним гайку 3 и затягивают ее предварительно на контролируемую по величине силу затяжки Qj . Необходимую величину Q рассчитывают таким образом чтобы при последукхцей дополнительной затяжке завис(имость Q от угла поворота гайки (f 4 бы линейной. С целью уменьшения влияния щероховатости контактных поверхностей корпусной детали на точность замера производят повторные затяжки и ослабления гайки, например, не менее трек раз.

Доворачивают гайку от значения Q на контролируемую величину угла поворота (р . Для замера ; исполь8jnoT известные устройства, например г к стержню торцового ключа

прикрепляют стрелу, а к корпусйой детали концентрично оси болта градуированный диск. Для повышения точности замеров величину (р выбирают максимальной и такой, чтобы возникающие в болте напряжения не превышали предел пропорциональности его материала. Заменяют новое значение Qj.

По замеренным параметрам рассчитывают коэффициент податливости участка корпусной детали - , используя форялулу

Scf

/JAM Л КГС /

-Я,

зьо°(Оз2-ОзП

Аналогичным образом замеряют коэффициенты податливости других участков корпусной детали.

Для замера коэффициента податливости участка резьбового соединения, относящегося к системе болта, используют детали с известными коэффициента, -ш податливости. Например, для замера коэффициента податливости я щ шпильки 5 с учетом податливости участка корпусной детали 6, в котрую она ввернута, используют эквивалентную по площади поперечного сечения втулку 7 (фиг. 2) высотой L, равной высоте стягиваемой шпилькой детали. Предварительно замеряют известными способами податливость втулки 7 - в Силу затяжки гайки также контролируют известными способами, например, наклеивают на втулку тензодатчики. Замеряют аналогичным образом значения Q ., Q j Ч , S . По замеренным параметрам рассчитывают я щ , полагая в формуле f- Дб И Лц Ag; . Зная Я гл замеряют аналогичным способом коэффициент податливости Ъ.л относящегося к шпильке участка стягиваемой корпусной детсши.

Данный способ позволяет исследовать изменение коэффициентов податливости различных участков корпусной детали в процессе сборки группового резьбового соединения.Например, затягивают все гайки на одну и ту же силу затем доворачивают их на один и тот же угол cf и по разнице сил затяжки болтов Одг; определяют разницу податливоетеи участков корпусной детали и влияние на нее псхзледовательности затяжки гаек.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента податливости детали резьбового соединения, включающий предварительное определение коэффициента податливости болта и замер силы эатяжки тайки/ отличающийся тем что, с целью замера коэффициента податливости участка детали в групповом резьбовом соединении,определяют силу затяжки гайки путем предварительного затягивания гайки с замером предварительной силы затяжки и последующего доворачивания гайки на конт- ррлируе иую величину угла ее поворота с замером значения силы затяжки, соответствующей этому углу поворота, а о величине коэффициента податливости судят по замеренным значениям сил

затяжки, угла поворота и величине шага резьбы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. Машиностроение, 1969, с. 152, 153.

2.Детали машин. Спрешочник, т.1. Машиностроение, 1968, с. 133-137 (прототип).

фиг.1