Способ сборки резьбового соединения и устройство для его осуществления

 

1. Способ сборки резьбового соединения двух, элементов,, при котором передают крутящий.момент одному }1Э элементов и контролируют величину этого момента, отличающ и .и с я тем, что, с целью повышения надежности и качества процесса , определяют заданные мaкcи 4aл.ьный и минимальный крутящие моменты для резьбового соединения и опорный крутящий момент, при котором начинают счет числа оборотов одного элемента относительно другого лля осуществлё,ния их резьбового соединения, причем элементы разъединяют, если измеряемый крутящий момент больше величины ц f.. ма« ..) + м У к en или меньше величины N/ и мин оя ) 4-м дм кр on г Iпмакс где N - число оборотов одного элемента резьбового соединения относительно другого элемента } мии заданное минимальное число витков резьбового соединения; заданное максимальное число шакс витков резьбового соединения; макс М заданный, максимальный крутяКр щий момент; lOKH М заданный минимальный крутяКР щий момент; . Моп опорный крутящий момент. СУ 2.Способ по п. 1, .отличающийся тем, что прекр..ащшот . счет числа оборотов, если измеряемый крутящий момент меньше опорного крутящего момента, и возобновляют счет числа оборотов, когда измеряемый крутящий момент становится равным опорному крутящему моменту. 3.Устройство для сборки резьбового соединения, содержащее средство для сообщения вращения одному Ol .резьбовому элементу относительно другого и средство для измерения 01 величины крутящего момента, от4 |ЛИчающееся тем, что, с целью повышения надежности и. качества процесса, оно снабжено средством для счета числа оборотов одного элемента относительно другого и процессором , осуществляющим преобразование информации о числе оборотов.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) или меньше величины

МИН

N (Икр Иск )

L и макс ! где М " число оборотов одного элеЭ мента резьбового соединения относительно другого элементар пмк„ - заданное минимальное число витков резьбового соединения; пмак — заданное максимальное число витков резьбового соединения; макс

М к заданный максимальный крутяМИИ щий момент

И вЂ” заданный минимальный крутякр щий момент; .

Ъ Ф

Иод - опорный крутящий момент.

2. Способ по п. 1, .о т л и ч а - фф ю шийся тем, что прекращают счет числа оборотов, если измеряемый крутящий момент меньше опорного крутящего момента, и возобновляют счет

Ф числа оборотов, когда измеряемый крутящий момент становится равным опорному крутящему моменту.

3. Устройство для сборки резьбо- . вого соединения, содержащее средст во для сообщения вращения одному .резьбовому элементу относительно другого и средство для измерения величины крутящего момента, о т,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и,,качества процесса, оно снабжено средством для счета числа оборотов одного элемента относительно другого и про- ф цессором, осуществляющим преобразование информации о числе оборотов. (21 ) 2607700/25-08 (22 ) 25. 04. 78 (31 ) 791.11 3 (32) 26.04.77 (33) mm (46) 23.10.83. Бюл, 9 39 (72 ) Питер Дуглас Вейнер, Чарльз

В.Калхаун, Гэри Линн Ии и Джерри А.Коллинз (США) .(71) Ветерфорд/Лэмб, Инк (CIA) (53 ) 621. 757 (088 ° 8) (56) 1. Рабиыович Л..Н. и др. Сборочные машины и линии непрерывного действия. Киев, 1965, с. 41-43. (54) СПОСОБ СБОРКИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ сборки резьбового соединения двух элементов, при котором передают крутящий. момент одному из элементов и контролируют величкну этого момента, о т л и ч а ющ и .й с я тем, что, с целью повышения надежности и качества процес -. са, определяют заданные максимальный и минимальный крутящие моменты для реэьбового соединения и опорный крутящий момент, при котором начинают счет числа оборотов одного элемента относительно другого для осуществления их резьбового соединения, причем элементы разъединяют, если измеряемый крутящий момент больше величины

+ ИСД и ммн

Э(51) В 23 P 19 06

Ф

СССЗ АФРСТЕЕИИЫЙ НСИИТЕТ. СССР (ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНЯТИЙ . . : : :;:.,:„= f а И

" l

К ПАТЕНТУ

10 5055.4

Изобретение относится к машиностроению и другкььотраслям техйикк,, где осуществляют сборку двух элемен тов, имеющих сопряженные резьбовые соединения, например, таких, как трубы, болты и .др. точно определенным числом ниток резьбы и определенным крутящкм моментом, Известен способ сборки резьбово. го соедйненкя. двух элементов, при котором передают крутящий момент одному кз элементов и контролируют . величину этого момента (13 .

Известно устройство для реализации этого способа., содержащее средство для сообщения вращения. одному реэьбовому элементу относительно другого и средство для измерения величины крутящего момента fi) .

Недостатком известного способа к устройства, реализующего этот способ, является. невозможность получения надежного резьбового соединения с кй%ественной резьбой, так как . контроль только величины крутящего момента.не гарантирует .того,,что в соединении находится достаточное число витков резьбы. Причем в слу- чае дефекта .резьбы, когда крутящий момент достигает определенных значений, информация о нем может быть ошибочно воспринята как ин4ормация об окончании процесса с качественной резьбой на элементах соединения, что приведет к получению некачественного, резьбового соединения.

Цель изобретения - повышение надежности и качества процесса сборки реэьбового соединения.

Цель достигается тем, что согласно способу, при котором передают крутящий момейт одному из элементов резьбового соединения и контролируют величину этого момента, определяют заданные максимальный и минимальный крутящие моменты для резьбового соединения и спорный крутящий момент, при котором начинают счет числа оборотов одного, элемента относительно другого для осуществления их реэьбового соединения, причем элементы разъединяют, если измеряЮаий крутящий момент больше вели- . чины

И(И Man )+

"мин или меньше величины

N(MK"" - И )+И, икарус где N - число оборотов одного элев еита,резьбового соединения относительно другого элемента; заданйое минимальное число

"МФМ витков резьбового соединения

n - заданное максимальное число еакс витков резьбового соединения;

M - заданный максимальный крукр тящий момент;

M"" - заданный минимальный крутякр.

5 : щий момент;

И „ - опорный крутящий момент., Причем при осуществлании способа

° сборки прекращают счет числа оборо . тов, если измеряемый крутящий момент

10 меньше опорного крутящего момента, и возобновляют счет числа оборотов, когда измеряемый крутящий момент становится равным опорному крутящему моменту.

15 HpH sToM устройство s осуществления способа, содержащее средство для сообщения, вращения одному резьбовому элементу относительнО другого и средство для измерения ве20 личины крутящего момента, снабжено средством для счета числа оборотов одного элемента относительно другого и процессором., осуществляющим преобразование информации о числе оборотов»

На фиг. 1 схематически представ- лено устройство для,сборки реэьбового соединения; на фиг. 2 - график, иллюстрирующий соотношения между крутящим моментом и числом оборотов при сборке резьбового соединения.

Хотя изобретение применимо для сборки различных резьбовых соединений, но в целях иллюстрации оно опиЗ санс в связи с соединением одного отрезка трубы с другим с помощью соедкйительной муфты.

Устройство для сборки резьбрвых соединений содержит силовые захва40 ты 1, вращающийся элемент 2 зажимного приспособления, предназначенный для захвата и вращения трубы -3. Нижний конец трубы 3 вворачивается в муфту 4 соединения, к которой под45 соединяют также с помощью резьбы, верхний конец второй трубы 5. Гидромотор 6 соединен с вращающимся элементом 2. зажкмного.приспособле-. ния посредством приводного механизма (не показан). Линия 7 питания, снабженная клапаном .8, подсоединяется к, гидромотору 6 с целью подведения к нему энергии. Клапан 8 приводит в действие реле 9. Для измерения крутящего момента, создаваемого вращающимся элементом 2. зажкмного приспособления на трубе 3, можно использовать любой подходящий прибор. Например, в вспомогательную линию 10, подсоединенную к силовым захватам 1, можно ввести электрический тензодатчкк, который обеспечит электрический сигнал, свидетель ствукщий о наличии крутящего момента, создаваемого вращающимся элементом

65,2 зажимного приспособления, так как

1050554 нт и опо ционален - Значение числа оборотов верхней б 3 ми п механическому напряжению вспомо помога-: тру ы пер

14 а значе ние числа т ойство имеет 26 по проводу, а тельной линии 10. Устро ств б нижней части соединительной нное я изме-. оборотов нижн

4 м нта . муфты пер рения величины крутящего момент, Ф о 20. Возврат системы а мся элементом 5 26 по проводу . о передаваемого вращающим ное положение перед соединезажимного приспособлени я а от него: в исходно и пары резьбовых элементов а ающийся эле- нием каждо трубе 3 ° Например, вращ б вается переключателем 29 мент 2 эажиьыого пр п испособления мож- о еспечи ата в исходное состояние. но обеспечить рядом р и иливов.или возврата в

10 . Hà п льте 30 управления предвавыступов 11, р кото ые в свою очередь, 10 . а пульте ча- рительно устанавливают различные могут взаимодействовать с выключа- рительн значения в зависимости от т п и а собителем 12. таким образом, что выстукак пы 11 последовательно зацепляют р — ., p

ы- : . аемого сочленения, такого, ласс и замы- on еделенный размер, вес, к чаг 13. выключателя 12 с целью замы- р д тип соединения труб. ереклю

П чат ели

35 тип ди когда вращающи ся ю йся элемент 2 зажим- в виде зубчатых колес « пр с ги - ., начены для установки значений низких, Риводится гидромотором 6. В результате этог го по минимальных и аксим ь

П ючатели в випроводу 14 передаются серии .мпу .мп ль- . соответственно. ерекл

34-36 редназначесов или отсчетов. следовательно, у- 2О д

n -- е зубчатых колес — и ны я введения в систе му информации тем подсчета числа замыканий выклю- ны дл о . о значениях максимального, мин имальчателя 12 можно подсчитать число ты " ного и опорного крутящих моментов е оборотов трубы 3 относительно муфты п я установки режима. ра от б ы систеж.

4. Обычно приливы 11 приводят в - пч димые в дейсять аз имеются различные, приво действие выключатель 12 десять р ключатели так ие е как переключатель 37 автоматическоЕсли соединительная муфта уже . как р необ- -". го корректирования чи жестко ри ернута к трубе 5, неоа пе еключатель с авто ходимо обращать внимание только н р правления на ручное и п ереключатель достаточно непроницаемое для жидкос-.- у р меж т бой - 3 и муф-:. 39 с. одинарной сборки на дв н вой ную. д беспечен я оператора мгнотой 4. Однако, е если соединительная ... ля о еспече на венной информацией относительно муфта 4 просто свободно насажена . венно о к в х концов, т.е.. щего момента во время хода сборки, 35 захваты 1 собирают резьбовое ди . твуют ра все сое - существуют ра

3 и соединитель- . устройства . ндика сое ини- ство 40 обеспечивает считывание .ной муфтой 4,, а также между соедини- ство о ес

3 индикаторное бой 5. В слу- числа оборотов трубы, ин

41 - c HTblaælle оборотов чае сборки тру ки т б 3 и 5 с двух сторон - устройство .46 муФты 4, индикаторное устройство 42муфты т 4 необходимо также измерять, му ты

Н и име . обе- считывание. информации о крутящем мо" число оборотов муфты. Например,. о еко- менте, прилагаемом за м захватами 1 а

t спечивают фрикционное сцепление ко43 - считы а жной поверх- индикаторное устройство леса 15 и муфты 4 по наруж и показывающих величиы 4 благодаря чему .враже-.. ванне значени ну максимального крутящего момента о колеса . прикладываемого захватами 1 s процес. т и Фты вызывает вращение ко- 45

С: се сборки. Имеется регистрирующее

16, установленного,иа общем валу с се орк

15. На колесе 16 выполняют устройство, в качеств колесом можно использовать устройство выряд пр иливов или выступов 17 таким э епляли ычаг . черчивания:графиков на ленте. Это разом .чтобы они зацепляли рычаг " у

18 второго выключателя 19. Выключа-.. устройство, предн еличины прикладываетель 19 обеспечивает серии у имп льсов гистрации как величи момента при вращении, и оводе 20 с целью-, . мого крутящего момента р так и введенных в систему значений л ой ты 4, : . . обеспечивает тем самым регистрацию показания числа оборотов тенэо атчика сборки каждого сочленения. Канал 45 т входа-выхода обеспечивает связь меж21,.который измеряет крутящий момент, входа-в о и захватами к трубе 3,: ду процессором и пульт я " реги ,с помощью проводов 2 2 и 23 пе едает-. p

44 Сигйальные лампочки 46 и ся в преобразователь (p р Ю 47

24 (п еоб аэо- . °, вом ают хорошо л осуществляия а затем переда-... покаэыв кр - ется сочлен Й или о мик 48 и сирена 49 б ыт подачу звукового сигнала о том хокото ый содержит постоянное. запоминающее у р ст ойство 27 и эа-. рошая или плохая сборка производится номинающее устройство 28 с проЮээоль- рошая .ной выборкой.

1050554 бы не допустить дополнительного повреждения соединительной муфты 4 или трубы 3 или 5. Например, если соединительная муфта 4 содержит де.фектную резьбу, .то непрерывное прикладывание крутящего момента может вызвать повреждение совместно действующей резьбы. Другой недостаток непрерывного приложения крутящего момента состоит в том, что черезмерное повреждение резьбы делает очень трудным и трудоемким разъединение дефектных элементов, приводящее к потери времени.

С помощью предлагаемого способа

15 и устройства для его осуцествления подсчет оборотов сравнивается с приложенным измеренным крутящим моментом с момента появления опорного крутящего момента 55; а результаты

gp во время непрерывной сборки резьбового соединения должны находиться в пределах некоторых точно определенных параметров, либо сборку разъединяют.

Таким образом, изобретение предназначается для предсказания случая. плохого сочленения,не ожидая конца сборки сочленения»

Участок управления параметрами процесса сборки лежит между прямыми 58 и 59. Низкие обороты показаны линией 60. Во время сборки фактиче.ский наклон кривой соотношения между крутящим моментом и числом оборотов должен непрерывно оставаться в пределах указанных границ, либо . делается вывод о механическом повреждении или утечке.

Для-осуцествления способа сборки резьбового соединения определяют

40 заданные максимальный и минимальный крутяцие моменты .для резьбового соединения и опорный крутящий момент, при котором начинают счет числа оборотов одного элемента относительнЬ

45 другого для осуществления из Резьбового соединения, причем элементы разъединяют, если измеряемый крутящий момент больше величины.

50 или.меньше величины

Известно, если зацепляется определенное число ниток резьбы и йрикладывается определенный крутяций момент при надлежащей очистке и применении определенных присадочных составов для труб,. резьбовое соединение герметично. Если измеряемый крутящий момент и измеряемое число оборотов находятся в пределах квадрата 50 .при окончании сборки, соединение обычно считается хорошим.

Квадрат 50 ограничивается номинальным значением величины минимального крутяцего момента (прямая 51), номинальным значением максимального крутяцего момента (прямая 52), линией 53 минимального числа оборотов и линией 54 максимального числа оборотов. Однако, если величины измеря-. емых крутящего момента и оборотов выходят эа пределы квадрата 50, резьбовое соединение считается плохим сочленением.

Когда собирают один элемент резьбового соединения, т.е. соединяют один элемент с другим элементом, то один элемент (например, трубу 3) вращают относительно другого элемента (например, соединительной муф ты 4). Когда начинают зацепляться взаимодействующие нитки резьбы трубы

3 и соединительной мУфты 4,требуется больший крутящий момент для вращения трубы 3. Когда прикладываемый крутящий момент достигает заранее заданной точки, она называется опорным .крутящим моментом (МОП), показанном линией 55 (фиг. 2), и является на/ чальной точкой отсчета числа оборотов трубы 3. При -сборке резьбового соединения существуют соотношения между прикладываемым крутящим моментом и числом зацепляемых ниток резьбы.

Используя правильный метод, можно

Определить значение величины опорного крутящего момента (линия 5б), точки плотной герметизации и конца удачной сборки, находящихся в квадрате 50 хорошего сочленения. Соотношение между прикладываемым крутяцим моментом и числом оборотов не принималось во внимание до тех пор, пока не достигалась конечная точка сборки, и на этой стадии определяли хорошее сочленение или плохое. Например, сочленение считалось плохим, если достигался избыточный крутящий момент при недостаточном количестве . введенных в зацепление ниток резьбы или если сообщалось избыточное число оборотов резъбовому элементу.

Если процесс сборки проходит по линии 57 с показанным соотношением 60 между крутящим моментом и оборотами, это свидетельствует об идеальном типе сборки и хорошем сочленении .

Желательно скорее определить любой ожидаемый вид повреждения, что- 65

Маке й(Мки - Моп)

+ ОП °

"МИН мин

И (H y Ндп,)

+ on i

"макс где и - число оборотов одного элемента (например, трубы 3) относительно другого элемента (например, муфты 4);

n«n — зацанное минимальное число витков резьбового. соединения; и„„- заданное максимальное число

i . витков резьбового соединения;

M „- заданный максимальный крутящий момент;

1050554

N„ — заданный минимальный крутяани щий, момент ;

Нцз - опорный крутящий момент, Если измеряемый крутящий момент оказывается меньше опорного, прекра щают счет числа оборотов, и возобновляют счет числа:оборотов, когда измеряежй крутящий момент..становитая равным опорному крутящему моменту.

Сведения о текущих параметрах сборки резьбового соединения Поступают в процессор 26, обрабатываются и выда.ются в виде наглядной информации (световой - лампочками 46 и 47, 5 и звуковой» динамиком 48 н сиреной 49

" Использование предлагаемого спо соба и устройства для сборки резьбового .соединения позволит получить качественное и надежное соединение

10 различных узлов .и деталей машин.

1050554

09p646g

Фиа2

Составитель С.. Новик

Редактор.Н. Пушненкова ТехредМ.Костик Корректор A Зймокосов, Заказ 8482/58 Тираж 1106 Подписное

BHHHLIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектиая, 4