RU2659451C1 - Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches - Google Patents
Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659451C1 RU2659451C1 RU2017124088A RU2017124088A RU2659451C1 RU 2659451 C1 RU2659451 C1 RU 2659451C1 RU 2017124088 A RU2017124088 A RU 2017124088A RU 2017124088 A RU2017124088 A RU 2017124088A RU 2659451 C1 RU2659451 C1 RU 2659451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tightening
- impact
- nut
- rotation
- angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области метрологии, а именно к силоизмерительной технике, и может быть использовано для контроля усилий или момента ударной затяжки резьбовых соединений.The invention relates to the field of metrology, and in particular to load-measuring equipment, and can be used to control the forces or the moment of impact tightening of threaded joints.
Известен способ контроля усилий затяжки резьбовых соединений, заключающийся в постепенной затяжке гайки от начального положения до заданного усилия, которое контролируют по углу поворота гайки [1, 2].A known method of controlling the tightening forces of threaded joints, which consists in the gradual tightening of the nut from the initial position to a given force, which is controlled by the angle of rotation of the nut [1, 2].
К недостаткам данного способа относится низкая точность контроля, т.к. использование этого способа ограничивается соотношением между длиной и диаметром болта d: если , способ - неприемлем. А это означает, что в случае коротких болтов возможны значительные погрешности при регистрировании этого силового контролируемого параметра.The disadvantages of this method include low control accuracy, because the use of this method is limited by the ratio between the length and bolt diameter d: if , the method is unacceptable. And this means that in the case of short bolts, significant errors are possible when registering this power controlled parameter.
В качестве прототипа выбран способ контроля затяжки при сборке резьбовых соединений ударными гайковертами, предусматривающий затяжку резьбового соединения от исходного состояния до установленного значения силовых параметров на шпинделе гайковерта и последующее их измерение [3]. Конечное усилие определяют в соответствии с известными аналитическими зависимостями.As a prototype, the method of tightening control during assembly of threaded joints by impact wrenches was selected, which provides for the tightening of the threaded connection from the initial state to the set value of the power parameters on the wrench spindle and their subsequent measurement [3]. The final force is determined in accordance with known analytical dependencies.
Общими существенными признаками известного и заявляемого способов является затяжка резьбового соединения ударными гайковертами, предусматривающая затяжку резьбового соединения от исходного состояния до установленного значения силовых параметров на шпинделе гайковерта.Common essential features of the known and claimed methods is the tightening of the threaded connection with impact wrenches, which provides for the tightening of the threaded connection from the initial state to the set value of the power parameters on the wrench spindle.
Однако известный способ применим лишь для контроля затяжки однотипных резьбовых соединений с одинаковыми параметрами резьбы и одинаковой податливостью всех элементов соединения. Этот недостаток значительно сужает область применения указанного способа.However, the known method is applicable only to control the tightening of the same type of threaded connections with the same thread parameters and the same flexibility of all elements of the connection. This disadvantage significantly narrows the scope of this method.
В основу изобретения поставлена задача расширения области применения известного способа.The basis of the invention is the task of expanding the scope of the known method.
Эта достигается тем, что затяжку резьбового соединения выполняют в несколько этапов (за несколько ударов), а силовые параметры измеряют после каждого этапа затяжки. Причем силовые параметры определяют по углу поворота гайки (или ключа гайковерта) за каждый удар.This is achieved by the fact that the tightening of the threaded connection is performed in several stages (in several strokes), and the power parameters are measured after each tightening step. Moreover, the power parameters are determined by the angle of rotation of the nut (or wrench) for each stroke.
Предложенное решение обеспечивает расширение области применения за счет возможности использования предлагаемого способа для резьбовых соединений с различной податливостью элементов соединения.The proposed solution provides an extension of the scope due to the possibility of using the proposed method for threaded connections with different flexibility of the connection elements.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими графиками, на которых изображено:The essence of the invention is illustrated by the following graphs, which depict:
фиг. 1 - зависимости момента затяжки от угла поворота гайки для резьбовых соединений с различной податливостью при традиционном способе затяжки;FIG. 1 - the dependence of the tightening torque on the angle of rotation of the nut for threaded connections with different compliance with the traditional method of tightening;
фиг. 2 - зависимости момента затяжки от угла поворота гайки для резьбовых соединений с различной податливостью при контроле по углу поворота гайки за каждый удар.FIG. 2 - dependences of the tightening torque on the angle of rotation of the nut for threaded connections with different flexibility when checking the angle of rotation of the nut for each impact.
На фиг. 1 показаны реальная зависимость момента затяжки от угла поворота гайки (кривая 1) и расчетная зависимость (прямая 2) для резьбовых соединений с различной податливостью. Энергии, необходимые для затяжки таких резьбовых соединений до требуемого момента, равны площадям заштрихованных участков. Очевидно, что эти площади существенно отличаются, что сказывается на точности контроля при известном способе.In FIG. Figure 1 shows the real dependence of the tightening torque on the angle of rotation of the nut (curve 1) and the calculated dependence (straight line 2) for threaded joints with different flexibility. The energies required to tighten such threaded joints to the required moment are equal to the areas of the shaded areas. Obviously, these areas are significantly different, which affects the accuracy of the control with the known method.
Предлагаемый способ контроля момента затяжки базируется на зависимости между текущим значением момента Mi и углом поворота ϕi после каждого i-го удара. Такая зависимость имеет место для каждого конкретного гайковерта (для редкоударных гайковертов энергия единичного удара Ае указывается в паспорте гайковерта), при этом энергия единичного удара Ае тратится на работу поворота гайки АГ и на работу упругого закручивания шпинделя гайковерта и стягиваемых деталей АУ.The proposed method of controlling the tightening torque is based on the relationship between the current value of the moment M i and the rotation angle ϕ i after each i-th impact. This dependence takes place for each specific wrench (for rare impact wrenches, the energy of a single impact A e is indicated in the passport of the wrench), while the energy of a single impact A e is spent on the work of turning the nut A G and on the work of elastic twisting of the spindle of the wrench and the tightened parts A U.
Работу, израсходованную на поворот гайки АГ, можно приблизительно вычислить по следующей формуле:The work spent on turning the nut A G can be approximately calculated by the following formula:
Следует отметить, что зависимость (1) будет тем точнее, чем меньше угол ϕi.. Поскольку в конце затяжки угол поворота гайки довольно мал, то соотношение (1) с достаточной точностью отражает величину АГ.It should be noted that the dependence (1) will be more accurate, the smaller the angle ϕ i. . Since the angle of rotation of the nut at the end of the tightening is rather small, relation (1) with sufficient accuracy reflects the value of A G.
На фиг. 2 также приведены зависимости момента затяжки от угла поворота гайки для резьбовых соединений с различной податливостью (кривая 3 и кривая 4), для предлагаемого способа контроля. Из фиг.2 видно, что при одинаковом значении угла поворота гайки за один удар ϕ1i=ϕ2i работа, израсходованная на поворот гайки за один удар, отличается незначительно (указанная работа равняется площади заштрихованного участка) при любом характере зависимости момента от общего угла поворота гайки. Также незначительно отличаются и соответствующие моменты затяжки.In FIG. 2 also shows the dependence of the tightening torque on the angle of rotation of the nut for threaded connections with different flexibility (
Работа, которая расходуется на упругое закручивание шпинделя гайковерта, может быть определена по известной формуле:The work that is spent on the elastic twisting of the wrench spindle can be determined by the well-known formula:
где с - приведенная крутильная жесткость элементов гайковерта (для конкретного гайковерта эта величине постоянная).where c is the reduced torsional stiffness of the elements of the wrench (for a specific wrench this value is constant).
Тогда энергия единичного удара Ае определится зависимостью:Then the energy of a single impact And e is determined by the dependence:
Отсюда угол поворота гайки после каждого удара окажется равным:Hence, the angle of rotation of the nut after each impact will be equal to:
Итак, измеряя величину ϕi можно судить о величине М, момента затяжки.So, measuring the value of ϕ i you can judge the value of M, the tightening torque.
Например, для редкоударного гайковерта модели ИЭ3115А с учетом формулы (4) зависимость углов поворота и соответствующих моментов затяжки приведена в таблице 1.For example, for a rare impact wrench of the IE3115A model, taking into account formula (4), the dependence of the rotation angles and the corresponding tightening torques is shown in Table 1.
Предложенное изобретение - способ контроля затяжки при сборке резьбовых соединений ударными гайковертами, позволяет расширить границы применения ударных гайковертов и повысить надежность собираемых резьбовых соединений.The proposed invention is a method of tightening control when assembling threaded joints with impact wrenches, allows to expand the scope of application of impact wrenches and increase the reliability of assembled threaded joints.
Источники информацииInformation sources
1. Биргер И.А. Резьбовые и фланцевые соединения. / И. А. Биргер, Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 327-329.1. Birger I.A. Threaded and flange connections. / I. A. Birger, G. B. Iosilevich. - M.: Mechanical Engineering, 1990. - S. 327-329.
2. Водолазська Н.В. Моделi, алгоритми i технiчi засоби забезпечення якостi складання рiзьбових з’еднань: // Монографiя. Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ». - 2013. - С.24-25.2. Vodolazska N.V. Models, algorithms, and technical methods to help secure the storage of stockings: // Monograph. Donetsk: DVNZ DonNTU. - 2013. - S.24-25.
3. RU 2360786 С2, В25В 21/02 (2006.01), В25В 23/14 (2006.01), 10.07.2009. Способ контроля качества затяжки при сборке резьбовых соединений ударным гайковертом и устройство для его осуществления / Устинов В.В. (RU).3. RU 2360786 C2, B25B 21/02 (2006.01), B25B 23/14 (2006.01), 07/10/2009. A method of controlling the quality of the tightening during the assembly of threaded joints with an impact wrench and a device for its implementation / Ustinov V.V. (RU).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124088A RU2659451C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124088A RU2659451C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2659451C1 true RU2659451C1 (en) | 2018-07-02 |
Family
ID=62815767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017124088A RU2659451C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659451C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398700B2 (en) * | 2005-03-29 | 2008-07-15 | Mazda Motor Corporation | Bolt tightening method and bolt tightening apparatus |
RU2360786C2 (en) * | 2007-09-12 | 2009-07-10 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ИНГЕРСОЛЛ-РЭНД СиАйЭс" | Method of controlling tightening quality in assembling threaded joints by impact nut runner, and device to this end |
RU2401423C1 (en) * | 2009-09-01 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Method to control threaded joint tightening force |
RU2585907C1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-06-10 | Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" | Digital torque wrench |
-
2017
- 2017-07-06 RU RU2017124088A patent/RU2659451C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398700B2 (en) * | 2005-03-29 | 2008-07-15 | Mazda Motor Corporation | Bolt tightening method and bolt tightening apparatus |
RU2360786C2 (en) * | 2007-09-12 | 2009-07-10 | ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ИНГЕРСОЛЛ-РЭНД СиАйЭс" | Method of controlling tightening quality in assembling threaded joints by impact nut runner, and device to this end |
RU2401423C1 (en) * | 2009-09-01 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Method to control threaded joint tightening force |
RU2585907C1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-06-10 | Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" | Digital torque wrench |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104870959B (en) | The method and apparatus that the clamping force in bolt is estimated using ultrasonic measurement | |
SE1551333A1 (en) | Pulse tool | |
JPH11254340A (en) | Measurement method of fixing torque of screw joint, tightening control method, quality inspection method of tightening and torque impact supplying power tool for tightening screw joint | |
US20190310156A1 (en) | Systems and methods for calibrating a tool | |
US9555536B2 (en) | Two-stage locking electric screwdriver | |
RU2659451C1 (en) | Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches | |
CN113639917A (en) | Device and method for determining bolt tightening torque | |
US11407092B2 (en) | Electric pulse tool | |
Croccolo et al. | Experimental measurement of the shank torque as a function of the stiffness and frictional characteristics of the bolted joint | |
KR20190015340A (en) | Clamping force estimation by pulse tightening | |
RU2381098C2 (en) | Method of threaded connection gripping and device for its implementation | |
US20130112049A1 (en) | Torque Tool Cycle Counter | |
US8875803B2 (en) | Method for tightening bolt connection by elongation of bolt | |
RU2394214C2 (en) | Stand for monitoring torque of pneumatic nut wrenches | |
SE545131C2 (en) | Method of determining fastener length, electronic control system and tool | |
JP2677181B2 (en) | Impact type screw tightening device | |
RU2532239C1 (en) | Digital torque spanner | |
JP6385221B2 (en) | Tightening tool | |
RU2621363C1 (en) | Method of measuring torque threaded joint tightening and dynamometric key for its implementation | |
RU2579343C1 (en) | Method of tightening threaded joints and device therefor | |
JP6433552B2 (en) | Tightening tool | |
RU2585907C1 (en) | Digital torque wrench | |
CN110441043B (en) | A sliding wire detection system and method for electric locking screw tools based on motor characteristics | |
JP2003326425A (en) | Nutrunner | |
RU2728818C2 (en) | Dynamometric device for system for component pressing on part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190707 |