Способ сборки резьбового соединения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке резьбовых соединений тяжелонагруженных ответственных конструкций и сооружений . Цель изобретения - повышение стабильности усилия затяжки за счет снижения уровня температурных деформаций. При подаче напряжения на электродвигатель 1 приводится во вращение его ротор. Затем вра (дательное движение передается всеми элементами устройства на рабочую головку и, в конечном итоге, элемент резьбового соединения 6 для осуществления сборки последнего . При изменении скорости вращения ротора электродвигателя 1 стабилизатор 2 поддерживает неизменную скорость на своем выходном валу, исключая тем самым возможность увеличения скорости вращения резьбового соединения 6 выше допустимой. Перед сборкой резьбового соединения определяют приращение среднеобъемной температуры соединения для адиабатических условий затяжки и допустимое приращение температуры по требуемому уровню стабильности . После сравнения полученных значений определяют величину допустимой угловой скорости затяжки. Затем производят стыковку соединяемых деталей, наживление, завинчивание гайки резьбового соединения , а окончательную затяжку ведут с контролем угловой скорости и ограничением ее допустимым значением, которое определяется по определенной зависимости. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 2 ил. S (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 25 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г 1

I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4688597/28 (22) 17.01.89 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (72) С. Л. Арсеньев, В. И. Николюк, И, Б. Лозовицкий, А. Г. Кесарийский, М. В. Гуцуляк и И. В. Лисниченко (53) 621.883 (088.8) (56) Справочник «Сборка и монтаж изделий машиностроения»./Под ред. В. С. Корсакова. — М.: Машиностроение, 1983, т. I, с. 145 — 150.

Там же, с. 163 — 180. (54) СПОСОБ СБОРКИ РЕЗЬБОВОГО

СОЕДИНЕНИЯ И YCTPOACTBOДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке резьбовых соединений тяжелонагруженных ответственных конструкций и сооружений. Цель изобретения — повышение стабильности усилия затяжки за счет снижения уровня температурных деформаций. При подаче напряжения на электродвигатель 1 приводится во вращение его ротор. Затем вра„„SU,„, 1629166 А 1

2 щательное движение передается всеми элементами устройства на рабочую головку и, в конечном итоге, элемент резьбового соединения 6 для осуществления сборки последнего. При изменении скорости вращения ротора электродвигателя 1 стабилизатор 2 поддерживает неизменную скорость на своем выходном валу, исключая тем самым возможность увеличения скорости вращения резьбового соединения 6 выше допустимой.

Перед сборкой резьбового соединения определяют приращение среднеобъемной температуры соединения для адиабатических условий затяжки и допустимое приращение температуры по требуемому уровню стабильности. После сравнения полученных значений определяют величину допустимой угловой скорости затяжки. Затем производят стыковку соединяемых деталей, наживление, завинчивание гайки резьбового соединения, а окончательную затяжку ведут с контролем угловой скорости и ограничением ее допустимым значением, которое определяется по определенной зависимости. 2 с. и

1 з. п, ф-лы, 2 ил.

1629166

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химического, транспортного и энергетического и может быть использовано при сборке резьбовых соединений тяжелонагруженных ответственных конструкций и сооружений.

Целью изобретения является повышение стабильности усилия затяжки за счет снижения уровня температурных деформаций.

На фиг. 1 показана зависимость приращения температуры в элементах резьбового соединения от времени затяжки; на фиг. 2— блок-схема устройства для сборки.

Устройство для сборки резьбового соединения состоит из электродвигателя 1, стабилизатора 2 скорости, редуктора 3, кулачковой муфты 4 и шпинделя 5 с рабочей головкой (не показана).

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электродвигатель 1 приходит во вращение его ротор (не показан). Затем вращательное движение передается на рабочую головку и в конечном итоге на элемент резьбового соединения 6 для осуществления сборки последнего. При изменении скорости врашения ротора электродвигателя 1 с1абилизатор 2 поддерживает неизменнло скорость на своем выходном валу, исключая тел еамым возможность увеличения с,орости вращения резьбового соединения 6 выше допустимой.

Стабилизатор 2 скорости может быть выполнен, например, в виде фрикционно-рычажного механизма с эластичным звеном.

Способ осушествляют следующим образом.

Предварительно перед сборкой резьбового соединения 6 определяют приращение среднеобъемной температуры элементов резьбового соединения 6 для адиабатических условий затяжки (без теплоотдачи в окружающую среду) по аналитической зависимости

ЛТ„=—

Cm где Q — количество тепла, поступающего в

i-e тело пары трения (элемента резьбового соединения), ккал;

С вЂ” удельная теплоемкость i-го тела пары трения, ккал/(кг град); т — масса эффективного теплопоглощающего объема 1-го тела пары трения, кг.

Использование в способе сборки резьбового соединения операции определения приращения среднеобъемной температуры элементов соединения при адиабатических условиях затяжки позволяет найти максимальный уровень теплового состояния конструкции, который реализуется на практике при затяжке с большой скоростью или затяжке рывками в том случае, когда скорость затяжки не ограничена конструкторской и технологической документацией.

Экспериментами, выполненными на реальных резьбовых соединениях, показано, что изменение среднеобъемной температуры элементов при охлаждении происходит по экспоненциальному закону

nFtq

AT+ — — ЛТ,ехр ), (2) IF

ln(AТ,/ЬТ -)Ст. (3)

И

Средняя скорость затяжки V, обеспечивающая реализацию необходимого угла поворота крепеж ного элемента и стабильность достигнутого при затяжке усилия в

40 резьбовом соединении, определяется по уравнению

$ SKF (4)

1з Cmln(AT,/ЬТ" )

Тогда угловая скорость а (град/с) затяжки

45 резьбового соединения определяется по аналитической зависимости

„мь.

R R С m (й(ЛТд/Ь Троп ) 50 т

С m ln(AT,/ХТлоп ) где R — .приведенный радиус трения, Операция определения величины допустимой скорости вращения наряду с контролем и ограничением скорости затяжки обеспечивает реализацию при затяжке тех условий, которые приводят к снижению прирашения температуры соединения, вклада тепловой деформации в напряженное состоя(5) где а — коэффициент теплоотдачи, ккал/

/(м с ° град);

F — площадь теплоотдающей поверхности резьбового соединения, м;

2.

4 — время затяжки (охлаждения) резьбового соединения, с.

Использование операций определения допустимого приращения температуры по требуемому уровню стабильности усилия затяжки и сравнение с прирашением температуры в адиабатических условиях сборки дают возможность получить критерий для оценки влияния параметров соединения и

20 технологии сборки на стабильность усилия затяжки, а также позволяет установить сколь критичными являются условия по ограничению скорости затяжки и выработать рекомендации о необходимости использования специального устройства для сборки со стабилизатором скорости.

Поскольку изменение параметров сборки пропорционально приращению температуры элементов резьбового соединения, то ограничение теплового состояния допустимым

30 уровнем AQ, как следует из уравнения (2), возможно увеличением времени 4

1629166

10 где cp—

Формула изобретения

AT. °

Фрюод млют, с Период териостабилиэации, нии

Гборочный мриаУ

Фиг.7

Составитель И. Лихачев

Редактор О. Головач Техред А. Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 402 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, чл. Гагарина, lOI ние крепежа (болта, шпильки) на этапе затяжки и в конечном итоге обеспечивает повышение стабильности усилия затяжки по окончании сборки, которая в действительности заканчивается только после термостабилизации соединения, а не после затяжки, как принято считать при изотермическом подходе к сборке резьбового соединения.

После определения угловой скорости затяжки резьбового соединения ввинчивают элемент резьбового соединения, например, шпильку в собираемую конструкцию. Затем к данной сборке стыкуют соединяемую деталь, наживляют гайку на шпильку резьбового соединения и завинчивают гайку до упора в поверхность соединяемой детали конструкции. После этого затягивают гайку резьбового соединения, контролируя скорость вращения и ограничивая последнюю допустимой величиной, например, со(1 град/б до регламентированного конструкторской документацией угла поворота.

1. Способ сборки резьбового соединения, включающий стыковку соединяемых деталей, наживление, завинчивание и окончательную затяжку до достижения требуемого крутящего момента, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности усилия затяжки, предварительно определяют приращение среднеобъемной температуры соединения для адиабатических условий затяжки и допустимое приращение температуры по требуемому уровню стабильности усилия, после сравнения полученных значений определяют величину допустимой угловой скорости затяжки, а окончательную затяжку ведут с конт5 ролем угловой скорости и ограничением ее допустимым значением.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что величину допустимой угловой скорости со затяжки определяют по зависимости угол поворота одного из элементов резьбового соединения, град; коэффициент теплоотдачи, ккал/

/(м с ° град); площадь теплоотдающей поверхности рез ьбового соединен и я, м- ; удельная теплоемкость, ккал/

/(кг град); масса резьбового соединения, кг; приращение среднеобъемной температуры резьбового соединения для адиабатических условий затяжки, С; допустимое приращение температуры деталей по требуемому уровню стабильности усилия затяжки, С.

3. Устройство для сборки резьбового соединения, содержащее электродвигатель, редуктор, кулачковую муфту и шпиндель с рабочей головкой, отличающееся тем, что, с

30 целью повышения стабильности усилия затяжки, оно снабжено стабилизатором скорости, связывающим электродвигатель с редуктором.