Устройство контроля прочности шпилек (болтов)



Устройство контроля прочности шпилек (болтов)
Устройство контроля прочности шпилек (болтов)
Устройство контроля прочности шпилек (болтов)
Устройство контроля прочности шпилек (болтов)

 


Владельцы патента RU 2579175:

Общество с ограниченной ответственностью Фирма "СТЭК" (RU)

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий и оперативном контроле остаточной прочности крепежных элементов. Устройство состоит из стержня, вставленного в сквозное отверстие, выполненное параллельно оси шпильки или болта, либо в паз, прорезанный вдоль шпильки снаружи на глубину, обеспечивающую заглубление стержня в тело шпильки (болта) дальше внутреннего диаметра резьбы, причем один конец стержня закреплен относительно одного края отверстия или паза (возможен резьбовой конец, закрепленный законтренными гайками), а второй выступающий конец стержня изогнут под углом 90° и в исходном состоянии прилегает к торцу шпильки (болта). Оценка прочности шпильки (болта) выполняется по величине смещения незакрепленного конца стержня, являющегося индикатором растяжения, относительно торца шпильки (болта) на угол α, предельное значение которого устанавливают на основе растяжения шпильки (болта) до разрушения на разрывной машине, прикладывая через гайки шпильки (или головку болта и гайку) нагрузку при расстоянии между гайками на шпильке или расстоянии между головкой болта и гайкой, равном суммарной толщине соединяемых фланцев и величине зазора между ними в изделии. Технический результат: оперативный контроль остаточной прочности шпилек (болтов) во фланцевых соединениях трубопроводов и задвижек, позволяющий уменьшить вероятность возникновения техногенных катастроф и снизить расходы на их предотвращение и ликвидацию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий и оперативном контроле остаточной прочности крепежных элементов.

Известен способ контроля уровня затяжки стального болта (шпильки) [авторское свидетельство СССР №463019, G01L 5/24, опубл. 1975 г.], основанного на применении упругого элемента, устанавливаемого между фланцем и гайкой (или головкой болта). Величину возникающего при затяжке осевого усилия в стержне стального болта (шпильки) контролируют по изменению диаметра упругого элемента, который измеряется устройством с ценой деления не менее 0,001 мм.

Для практической реализации этого способа требуется организация массового производства упругих элементов разных типоразмеров со строго выдержанными механическими параметрами. С другой стороны, применение упругого элемента при сборке корпусных изделий не позволяет получить достаточно полную информацию о текущем состоянии резьбового участка изделия и предельно допустимого удлинения шпильки (болта).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ оценки технического состояния резьбы болтов, труб других подобных изделий, заключающийся в том, что устанавливают контролируемое изделие в узел базирования, проводят съем информации, ее обработку, анализ и представление, при этом средство для съема информации, выполненное в виде оптоэлектронной головки, включающей расположенные по разные стороны от контролируемого резьбового участка источник и приемник оптического излучения, перемещают вдоль продольной оси контролируемого изделия, при этом облучают контролируемый резьбовой участок световым потоком, с помощью приемника излучения принимают световой сигнал, прошедший через контролируемый резьбовой участок, который преобразуют в электрический, а затем в цифровой сигнал, передают и обрабатывают в ПЭВМ, причем по завершении движения по одному сечению резьбового участка средство для снятия информации и/или контролируемое изделие поворачивают в другое угловое положение и вновь осуществляют движение вдоль резьбового участка (RU 2151999, G01B 3/40, 27.06.2000).

Данный способ позволяет сканировать резьбовой участок изделия и затем обрабатывать полученную информацию с помощью компьютера. В результате представляется возможность получить достаточно полную информацию о текущем состоянии резьбового участка изделия. Однако данный способ не позволяет получить полную информацию о состоянии испытываемого изделия. В результате оценка технического состоянии по указанному способу не позволяет дать достаточный надежный прогноз о возможности дальнейшего использования оборудования с этими крепежными элементами. Кроме того, способ достаточно сложный и трудоемкий в исполнении и не позволяет проводить оперативный контроль состояния крепежных элементов фланцевых соединений.

Задача изобретения - повышение точности измерений удлинения крепежных элементов, в частности шпилек и болтов фланцев трубопроводов, задвижек и другой арматуры, визуализация и автоматизация процесса контроля предельно допустимого удлинения.

Технический результат - оперативный контроль остаточной прочности шпилек (болтов) во фланцевых соединениях трубопроводов и задвижек, позволяющий уменьшить вероятность возникновения техногенных катастроф и снизить расходы на их предотвращение и ликвидацию.

Устройство контроля прочности шпилек и/или болтов (фиг. 1) представляет собой стержень 1 и 2, вставленный в сквозное отверстие, выполненное параллельно оси шпильки 3 или болта 4, либо в паз 8, прорезанный вдоль шпильки снаружи (фиг. 4) на глубину, обеспечивающую заглубление стержня в тело шпильки (болта) дальше внутреннего диаметра резьбы. Один конец стержня закреплен относительно одного края отверстия или паза (возможен резьбовой конец, закрепленный законтренными гайками 5), а второй выступающий конец стержня изогнут под углом 90° и в исходном состоянии прилегает к торцу шпильки (болта). Оценка прочности шпильки (болта) выполняется по величине смещения незакрепленного конца стержня, изогнутого под углом 90°, являющегося индикатором растяжения, относительно торца шпильки (болта) на угол α (фиг. 2), предельное значение которого устанавливают на основе растяжения шпильки (болта) до разрушения на разрывной машине, прикладывая через гайки шпильки (или головку болта и гайку) нагрузку при расстоянии между гайками на шпильке или расстоянии между головкой болта и гайкой, равном суммарной толщине соединяемых фланцев и величине зазора между ними в изделии.

На графике (фиг. 3) остаточная прочность шпильки (болта) в исходном состоянии равна единице и убывает по мере растяжения шпильки (болта) до нуля при ее (его) разрушении. Экспериментально или расчетным путем определяется предельная (критическая) величина угла αк, при которой удлинение шпильки (болта) вследствие воздействия растягивающей нагрузки приводит либо к разрушению шпильки (болта), либо к разгерметизации фланцевого соединения.

Предлагаемое устройство позволяет определить момент достижение угла α его предельной величины αк путем фиксации линейного отклонения X индикатора от торца шпильки или болта (фиг. 2) при критическом удлинении шпильки (болта). Для визуального определения предельно допустимого удлинения на контролируемый конец шпильки или резьбовой конец болта накручивается пробка 6 с отверстием в центральной части, при этом высота отверстия от торца пробки до торца шпильки (болта) соответствует величине X. При отклонении индикатора выше торца пробки можно визуально отслеживать предельно допустимую величину удлинения шпильки (болта), т.е. если индикатор вышел из пробки - необходима замена крепежа.

Есть возможность автоматизировать процесс контроля предельно допустимого удлинения шпилек и болтов. Для этого пробка 6 изготавливается из диэлектрического материала (например, из пластмассы) и сверху закрывается крышкой 7 из токопроводящего материала (например, из железа), исключая контакт с металлическими деталями. Крышка в этом случае играет роль контакта. При критическом удлинении шпильки (болта) происходит отклонение на угол αк индикатора и касание им крышки пробки, тем самым замыкается электрическая цепь, одним контактом которой является индикатор, другим - крышка.

Таким образом, система индикатор-крышка выполняет функцию реле и может подавать сигнал, позволяющий дистанционно отслеживать возникновение предельно допустимой величины удлинения шпильки (болта) и, следовательно, вероятность разрушения.

1. Устройство контроля прочности шпилек и/или болтов, состоящее из стержня, вставленного в сквозное отверстие, выполненное параллельно оси шпильки или болта, либо в паз, прорезанный вдоль шпильки снаружи на глубину, обеспечивающую заглубление стержня в тело шпильки (болта) дальше внутреннего диаметра резьбы, причем один конец стержня закреплен относительно одного края отверстия или паза (возможен резьбовой конец, закрепленный законтренными гайками), а второй выступающий конец стержня изогнут под углом 90° и в исходном состоянии прилегает к торцу шпильки (болта), а оценка прочности шпильки (болта) выполняется по величине смещения незакрепленного конца стержня, являющегося индикатором растяжения, относительно торца шпильки (болта) на угол α, предельное значение которого устанавливают на основе растяжения шпильки (болта) до разрушения на разрывной машине, прикладывая через гайки шпильки (или головку болта и гайку) нагрузку при расстоянии между гайками на шпильке или расстоянии между головкой болта и гайкой, равном суммарной толщине соединяемых фланцев и величине зазора между ними в изделии.

2. Устройство контроля прочности шпилек и/или болтов по п. 1, характеризующееся тем, что экспериментально или расчетным путем определяется предельная (критическая) величина угла αк, при которой удлинение шпильки (болта) вследствие воздействия растягивающей нагрузки приводит либо к разрушению шпильки (болта) либо к разгерметизации фланцевого соединения, предлагаемое устройство позволяет определить момент достижения угла α его предельной величины αк путем фиксации линейного отклонения X индикатора от торца шпильки или болта при критическом удлинении шпильки (болта).

3. Устройство контроля прочности шпилек и/или болтов по п. 1, характеризующееся тем, что для визуального определения предельно допустимого удлинения на контролируемый конец шпильки или резьбовой конец болта накручивается пробка с отверстием в центральной части, при этом высота отверстия от торца пробки до торца шпильки (болта) соответствует величине X, а при отклонении индикатора выше торца пробки можно визуально отслеживать предельно допустимую величину удлинения шпильки (болта).

4. Устройство контроля прочности шпилек и/или болтов по п. 3, характеризующееся тем, что для автоматизации процесса контроля предельно допустимого удлинения шпилек и болтов пробка изготавливается из диэлектрического материала (например, из пластмассы) и сверху закрывается крышкой из токопроводящего материала (например, из железа), исключая контакт с металлическими деталями, при этом крышка играет роль контакта, при критическом удлинении шпильки (болта) происходит отклонение индикатора на угол αк и касание им крышки пробки, тем самым замыкается электрическая цепь, одним контактом которой является индикатор, другим - крышка, а система индикатор-крышка выполняет функцию реле и может подавать сигнал, позволяющий дистанционно отслеживать возникновение предельно допустимой величины удлинения шпильки (болта).



 

Похожие патенты:

Способ относится к горной промышленности, в частности к шахтным подъемным установкам, и предназначен для контроля технического состояния подъемного каната. Способ позволяет определить жесткость подъемного каната на растяжение путем измерения длины подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины до подвесного устройства подъемного сосуда при остановке порожнего подъемного сосуда под загрузку, веса груза, удлинения подъемного каната после загрузки подъемного сосуда и последующего расчета, по величине которой судят о техническом состоянии подъемного каната.

Изобретение относится к области механических испытаний металлов и сплавов, а именно к испытаниям на изгиб с растяжением, и может быть использовано при испытании различных конструкций, работающих в сложных условиях нагружения, при расчетах на прочность конструкций, работающих в условиях изгиба с растяжением.

Изобретение относится к средствам измерения относительной продольной деформации на поверхности материальных тел. Экстензометр содержит два референтных тела в виде заостренных инденторов, при этом один индентор жестко связан с корпусом прибора, другой установлен с возможностью перемещения, а также систему передачи этих перемещений.

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материалов на консольный изгиб, кручение, растяжение, сжатие, а также на сложное сопротивление и может быть применено в учебной лаборатории.

Изобретение предназначено для оценки деформативности соединений в изделиях из импрегнированной ткани, подвергаемых двухосному напряжению неразрушающими нагрузками с целью определения деформативных характеристик пневматической конструкции в целом.

Изобретение относится к области «Физики контактного взаимодействия» материальной среды в предельном состоянии. Сущность изобретения состоит в том, что предельное состояние исследуемой среды определяют по зависимости τ с р к = p с р к t g φ ° + с ,    где τ с р к и p с р к - значения тангенциального главного напряжения ( τ с р к = σ I = σ I I ) и давления, соответствующего главному напряжению растяжения-сжатия ( σ I I I = p с р к ) среды, в условиях компрессионного сжатия образца среды, а значения нормального давления и нормальных тангенциальных напряжений сдвига среды определяют как: 1) в условиях одноосного деформирования , - при выходе линий сдвига на боковую поверхность образца и - под подошвой штампа; 2) при деформировании поверхности полупространства , - при выходе линий сдвига на поверхность полупространства и - под подошвой штампа; 3) при деформации штампом дна вертикальной выработки , - при выходе линий сдвига из стенок выработки и - под подошвой штампа, где рб=(γстрh-cстр)ctgφстр (кг/см2) - бытовое гравитационное давление; 4) при деформации среды в замкнутом массиве , - при выходе линий сдвига в полость над штампом и - под подошвой штампа. Технический результат - обеспечение возможности определения нормального давления и нормальных тангенциальных напряжений сдвига среды в условиях одноосного деформирования, при деформировании поверхности полупространства, при деформации штампом дна вертикальной выработки, .при деформации штампом дна вертикальной выработки и при деформации штампом дна вертикальной выработки.

Решение относится к механическим испытаниям, предназначенным для определения характеристик металла, проявляемых в технологических операциях холодной обработки давлением.
Изобретение относится к способу изготовления плоских образцов из высокоэластичных полимеров и других материалов, способных испытывать большие деформации в результате нагрузки, для проведения экспериментов на двухосное растяжение.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов строительных материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, и позволяет испытывать образцы материалов при различных комбинациях нагружения их усилиями растяжения, среза и изгиба в совокупности с разрывной машиной.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изучения водопроницаемости геомембраны и стыков ее полотнищ. Устройство для испытания стыков полотнищ геомембраны на водопроницаемость включает емкость с герметично закрывающейся крышкой (2) и эластичной диафрагмой (4).

Изобретение относится к устройствам для испытания спасательного оборудования и снаряжения. Устройство содержит основное устройство в виде трубы диаметром не менее 300 миллиметров со съемными креплениями к поверхности, имеющее 4 независимых места на основном устройстве, в том числе ролик и крепление для зацепления спасательных веревок длиной 30 и 50 метров, рукавных задержек, пожарных поясов, карабинов и два отдельных крепления, одно из которых предназначено для испытания спасательных веревок длиной 30 и 50 метров, состоящее из опорной плиты, малой опорной плиты, квадратного металлического стержня, 2-х креплений - Ушко, закрепленных на металлическом стержне, и косынки, а второе - для испытания пожарных поясов, карабинов и рукавных задержек, состоящее из металлического листа, крепления в виде ушка и уголка.

Изобретение относится к компактному зажимному устройству (50) для трубы, пригодному для использования в установке для гидравлических испытаний под давлением с целью контроля качества трубы, полученной электросваркой методом сопротивления.

Изобретение относится к строительству, в частности к контролю уплотнения насыпных строительных грунтов. Устройство автоматического управления исполнительным механизмом рабочего органа грунтоуплотняющей машины состоит из акселерометра, усилителя, полосового фильтра, усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, фильтра первой гармоники, преобразователя частоты в аналоговый сигнал, алгебраического сумматора, задатчика степени уплотнения грунта, аналого-цифрового преобразователя, компаратора, триггера, формирователя импульсов, блока памяти.

Использование: заявляемое изобретение относится к области специального испытательного оборудования, предназначенного для испытания изделий, содержащих взрывчатые материалы (ВМ), на стойкость к воздействию ударных нагрузок на копровых стендах.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для проведения механических испытаний материала, в частности испытаний на растяжение и ползучесть образцов в канале ядерного реактора.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для использования при определении прочности бетонных и железобетонных конструкций. Сущность: осуществляют крепление прибора с заданием направления приложения нагрузки к скалывающему элементу под углом к поверхности участка измерения.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения прочности бетонных и железобетонных конструкций. .

Изобретение относится к устройствам для исследования прочностных свойств конструкций, в частности крыла воздушного судна, и может быть использовано для контроля его прочности путем замера вибраций консоли крыла непосредственно в полете.

Изобретение относится к области судостроения (прочности конструкции корпусов судов), касается вопросов обеспечения и повышения эксплуатационного ресурса судов арктического плавания, сварные конструкции которых находятся под воздействием циклических нагрузок и низких температур.

Изобретение относится к измерительной технике для определения контактной жесткости. Сущность: поверхности контактирующих деталей с определенными упругими константами материалов прижимают к друг другу с заданной силой F, нормальной к плоскости стыка, определяют остаточную h и упругую αy части полного сближения в контакте, по их сумме определяют величину полного сближения α в контакте, с последующим определением коэффициента j нормальной жесткости упругопластического контакта деталей двоякой кривизны. Предварительно измеряют пластическую твердость НД1 и НД2 каждой детали в зоне контакта, по которым определяют приведенную пластическую твердость НДпр контактирующих деталей, затем определяют суммарную остаточную часть сближения hΣ в центре контакта деталей, с учетом которой определяют суммарное упругое сближение αy,Σ в центре контакта деталей, с последующим определением суммарного полного сближения αΣ и коэффициента j нормальной жесткости упругопластического контакта деталей двоякой кривизны. Технический результат: создание нового универсального способа определения коэффициента нормальной жесткости первоначально точечного упругопластического контакта деталей, который справедлив при произвольном сочетании твердостей материалов контактирующих деталей. 3 табл.
Наверх