[go: up one dir, main page]

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 PDF

Info

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
Application number
RU2017124088A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталия Владимировна Водолазская
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Priority to RU2017124088A priority Critical patent/RU2659451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659451C1 publication Critical patent/RU2659451C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus 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

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metrology, namely to force measuring equipment, and can be used to control the force or torque of the impact tightening of threaded joints. Tightening is performed in several stages (impacts), and the force parameters are measured after each stage of the tightening, while the force parameters are determined by the angle of rotation of the nut for each impact. Possibility of extending the field of application due to the fact that the tightening of the threaded joint is performed in several stages – for several impacts, and the force parameters are measured after each stage of tightening. And the force parameters are determined by the angle of rotation of the nut or wrench key for each impact.
EFFECT: present invention makes it possible to expand the field of use of the known methods due to the possibility of its application to threaded joints with different mechanical compliance.
1 cl, 2 dwg, 1 tbl

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

Figure 00000001
и диаметром болта d: если
Figure 00000002
, 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
Figure 00000001
and bolt diameter d: if
Figure 00000002
, 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:

Figure 00000003
Figure 00000003

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 ϕ1i2i 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 (curve 3 and curve 4), for the proposed control method. Figure 2 shows that for the same value of the angle of rotation of the nut in one stroke ϕ 1i = ϕ 2i, the work spent on turning the nut in one stroke differs slightly (this work is equal to the area of the shaded area) for any type of dependence of the moment on the total angle of rotation nuts. The corresponding tightening torques also differ slightly.

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:

Figure 00000004
Figure 00000004

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:

Figure 00000005
Figure 00000005

Отсюда угол поворота гайки после каждого удара окажется равным:Hence, the angle of rotation of the nut after each impact will be equal to:

Figure 00000006
Figure 00000006

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.

Figure 00000007
Figure 00000007

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)

1. 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, отличающийся тем, что затяжку выполняют за несколько ударов, а силовые параметры измеряют после каждого удара.1. A method for controlling the tightening during assembly of threaded joints with impact wrenches, which involves tightening the threaded joint from the initial state to the set value of the power parameters on the spindle of the wrench and their subsequent measurement, characterized in that the tightening is performed in a few strokes, and the power parameters are measured after each impact. 2. Способ контроля затяжки по п. 1, отличающийся тем, что силовые параметры определяют по углу поворота гайки за каждый удар.2. The method of tightening control according to claim 1, characterized in that the power parameters are determined by the angle of rotation of the nut for each impact.
RU2017124088A 2017-07-06 2017-07-06 Method for tightening control when assembling threaded connections by impact wrenches RU2659451C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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