Устройство для определения усилий затяжки болтовых соединений

 

Ф

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 699372

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву . (22)Заявлено 06.10.75 (21) 217 778ду18 10 (51) М. Кл.

01 1 5/24 с присоединением заявки М

1Ънуднрстнннньй кнмнтет

СССР вв аннам нзнбретеннй н втнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.11.79. Бюллетень М фЗ (53) УДК 531.781 (088,8 ) Дата опубликования описания 28.11.79 (72) Авторы изобретения

Ю. С. Ильин и А. Д. Ильина (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ ЗАТЯЖКИ

БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследованиях прочности болтовых соединений при длительном воздействии повышенных температур на элементы кон струкции летательных аппаратов.

Известные устройства для измерения усилий в реэьбовых соединениях основа ны на определении величины предварительной механической затяжки болтов до ааданного уровня напряжений по удлинению

10 болта, углу поворота гайки или крутяшему моменту при завинчивании гайки и имеют сравнительно низкую точность измерения, а также не обеспечивают возможность

15 проведения параметрических исследований величины и релаксации усилий затяжки болтов (1 j.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство для измерения усилий, содержащее щ1намометр, выполненный в виде кольцевого обода, связанного через упругие тензочувствительные элементы крутящего

2 момента и осевой сипы с силопередаюшим элементом, при этом упругие элементы крутящего момента выполнены в виде ра; диальных Пластин, шарнирно связанных с ободом (2 j.

Н едостатком этого устройства является невысокая точность определения величины и релаксации усилий затяжки болтовых соединений при повышенных температурах и исследования неравномерности передачи осевого усилия.

Целью изобретения является повышение точности определения величины и релаксации усилий затяжки болтовых соединений при повышенных температурах и исследования неравномерности передачи осевого усилия.

Указанная цель в предлагаемом устройстве достигается эа счет того, что силопередаюший элемент динамометра выполнен в виде двух шайб, размешенных вместо шайбы испытываемого болтового соединения одна над другой с зазором и связанных одна с упругим элементом крутя699372 4 нии действия осевого усилия затяжки и жесткости упругого элемента осевого усилия к жесткости упругого элемента крутящего момента в направлении действия крутящего моменте выбирается в интервале 80 - 100, а отношение жесткости упругого элемента устройства в нвправле« нии действия осевого усилия затяжки к жесткости приведенной чести пакете (жест<0 кости эквивалентного цилиндра) равно единице. н- Для лучшей иллюстрации установки устройства на реальном соединении на чертеже условно изображены соединяемые дета15 ли болт 8, пакет 9, шайбе 10 и гайка 11.

Устройство работает следующим образом.

При закручивании гайки 11 динемомет20 рическим ключом, измеряющим момент

М „, болт 8 растягивается осевой силой . и скручиввется моментом, равным моменту сил трения в резьбе болта и гайки ф

Эта сила и момент вызывают дефор25 мвции упругих элементов соответственно осевая сила затяжки деформирует упругий элемент 2, а крутящий момент - уп» ругий элемент 1. Затем по показаниям устройства и ключа определяют паремет30 ры усилия затяжки болтового соединения

Р и Мр,неравномерность передачи от ro ловки болта усилия Р и М-„= М „„- Мр.

Затем болтовое соединение вместе с устройством нагревают до заданной температуры, соответствующей реальному температурно«временному режиму работы соединения, и при этом измеряют величину температурной зетяжки резьбового сое40 динения. Белее при длительной выдержке соединения при заданной температуре производят измерение показаний тензорезисторов. По этим показаниям определяют величину релаксации усилий механической и температурной затяжки в болтовом сое45 динении.

Затем при охлаждении конструкции до нормальной температуры и после релаксации усилий по показаниям устройства определяют величину остаточной температурной и механической затяжки болтового соединения. Затем дик амоме три ческим ключом производят раскрутку болта. щего момента, а другая - cупр,угим эле ментом осевой силы, выполненным трехсекционным и присоединенным шарнирно

I к кольцевому ободу, при этом наружные торцовые поверхности шайб по форме и размерам выполнены аналогичными опорным поверхностям элементов испытываемого резьбового соединения, а величина зезора между двумя шайбами силопередающего элемента выбрана с учетом жесткости динемометра, исходя из условия, что отношение жесткости упругого элеме тв крутящего моменте к жесткости упругого элемента осевой силы в направлении действия осевого усилия затяжки и жесткости упругого элемента осевого усилия к жесткости упругого элемента крутящего момента в направлении действия крутящего моменте выбрано в интервале 80

100.

Устройство представлено на чертеже.

Устройство содержит динемометр, выполненный в виде трехсекционного упруго го элемента 1 крутящего моменте и трех секционного упругого элемента 2 осевой нагрузки, упругие пластины которых расположены по окружности друг к другу под углом tI) =60 и шарнирно соединены с одной стороны с ободом 3. С другой стороны упругие пластины элемента осевой нагрузки 2 связаны одной из шайб 4 силопередеющего элемента, а упругие пластины элемента крутящего моменте 1 связаны со второй шайбой 5 силопередвющего элемента.

Между шайбами 4 и 5 имеется зазор, определяющийся максимальной деформацией упругих элементов в направлении действия осевого усилия затяжки.

На поверхности упругих пластин с двух сторон прикреплены термостойкие тензоре зисторы 6, подключенные в соответствующие измерительные схемы. Устройство снаружи закрыто кои;ухом 7.

Поверхности контакта щейб изготовляют по форме и размерам аналогичными кон тактным поверхностям головки болта 8.

Жесткость упругого элементе осевой силы в направлении действия крутящего момента выбирается значительно выше жесткооти упругого элемента осевой силы, а в направлении действия осевой силы жесткость упругого элемента крутящего момента значительно выше жесткос55 ти упругого элемента осевой силы. При этом отношение жесткости упругого эле« мента крутя)цего момента к жесткости упругого элемента осевой силы в направлеФормула и зобре тения

Устройство для определения усилий затяжки болтовых соединений, содержащее

699372

А-А динамометр, выполненный в виде кольцевого обода, связанного ч ере з упругие тензочувстви тельные элементы крутящего момента и осевой силы с силопередающим элементом, при этом упругие элементы крутящего момента выполнены в виде радиальных пластин, шарнирно связанныхсободом, отличающe е с я тем, что, с целью повышения точности определения величины и релаксации 10 усилий затяжки болтовых соединений при повышенных температурах и исследования неравномерности передачи осевого усилия, силопередаюший элемент динамометра выполнен в виде двух шайб, размещенных 1 вместо шайбы испытываемого болтового . соединения одна над другой с зазором и связанных одна с упругим элементом кру тящего момента, а другая - с упругим элементом осевой силы, выполненным трех- о секционным и присоединенным шарнирно к кольцевому ободу, при этом наружные торцовые поверхности шайб по форме и размерам выполнены аналогичными опорным поверхностям элементов испытываемого резьбового соединения, а величина зазора между двумя шайбами силопередающего элемента выбрана с учетом жесткости динамометра, исходя из условия, что отношение жесткости упругого элемента, крутяшего момента к жесткости упругого элемента осевой силы в направлении действия осевого усилия затяжки и жесткости упругого элемента осевого усилия к жесткости упругого элемента крутящего момента в нац авлении действия крутяшего момента выбрано в интервале 80 - 100.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Биргер И. А. Расчет резьбовых соединений. 1959, q. 212-225.

2. Авторское свидетельство СССР

М 505912, кл. 6 01 L 3/10, 1973 (прототип J.

UHHHHH Заказ 7207/45

Тираж 1 О 7 З Нодпнсное

Филиал ППП Патент", r.Ужгород, ул. Проектная, 4