JP2619628B2 - Bolt tightening method - Google Patents

Bolt tightening method

Info

Publication number
JP2619628B2
JP2619628B2 JP61197736A JP19773686A JP2619628B2 JP 2619628 B2 JP2619628 B2 JP 2619628B2 JP 61197736 A JP61197736 A JP 61197736A JP 19773686 A JP19773686 A JP 19773686A JP 2619628 B2 JP2619628 B2 JP 2619628B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tightening
torque
angle
bolt
theoretical
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61197736A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6352976A (en
Inventor
辰己 ▲槇▼前
山田  勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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 Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP61197736A priority Critical patent/JP2619628B2/en
Publication of JPS6352976A publication Critical patent/JPS6352976A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2619628B2 publication Critical patent/JP2619628B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) この発明は、ボルト(もしくはナット)を弾性限界に
近い値で締付けるようなボルト(もしくはナット)の締
付方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bolt (or nut) tightening method for tightening a bolt (or nut) at a value close to an elastic limit.

(従来の技術) 従来、ボルトの締付方法としては、例えば、特公昭57
-58272号公報に記載の定トルク締付方法がある。
(Prior art) Conventional bolt tightening methods include, for example,
There is a constant torque tightening method described in JP-A-58272.

この締付方法は、ボルトを弾性限度内に締付けるため
に定トルクを付加する方法であるが、この従来方法では
ボルトの摩擦係数の変動により締付軸力が大きくばらつ
く欠点があった。
This fastening method is a method in which a constant torque is applied in order to tighten the bolt within the elastic limit. However, this conventional method has a drawback that the fastening axial force greatly varies due to a change in the friction coefficient of the bolt.

このような欠点を解消するために、従来第5図に示す
如き回転角度締付方法と、第6図に示す如き着座点角度
締付方法とが既に発明されている。
In order to solve such a drawback, a rotation angle tightening method as shown in FIG. 5 and a seating point angle tightening method as shown in FIG. 6 have already been invented.

なお、第5図は横軸にボルトの締付トルクをとり、縦
軸の締付軸力をとってM10ピッチ1のボルトを定トルク
(2.5kg.m)+定角度法(75度)で締付制御した締付状
態の特性図であり、第6図は横軸にボルトの締付トルク
をとり、縦軸に締付軸力をとってM10ピッチ1のボルト
を着座点から定角度法(115度)で締付制御した締付状
態の特性図であり、第5図、第6図中の○印は実際の計
測(プロット)点を示す。
In Fig. 5, the horizontal axis indicates the bolt tightening torque, and the vertical axis indicates the tightening axial force, and the M10 pitch 1 bolt is fixed torque (2.5 kg.m) + constant angle method (75 degrees). FIG. 6 is a characteristic diagram of a tightened state in which the tightening is controlled. FIG. 6 shows the bolt tightening torque on the horizontal axis, and the tightening axial force on the vertical axis. FIG. 6 is a characteristic diagram of a tightened state where the tightening is controlled at (115 degrees), and the circles in FIGS. 5 and 6 indicate actual measurement (plot) points.

前者の回転角度締付方法は第5図に示すように、最初
の出発点となるスナッグトルクまでは摩擦係数μの影響
を受け、高い締付軸力Pを得ようとすると、特に摩擦係
数μの低いボルトは降伏域に入る問題点があった。
As shown in FIG. 5, the former rotation angle tightening method is affected by the friction coefficient μ up to the first starting point of the snag torque. Low bolts had the problem of entering the yield zone.

一方、後者の着座点角度締付方法(第6図参照)で
は、スナッグトルクの影響がなく、締付軸力Pが安定す
る利点がある反面、特に摩擦係数μが高いボルトでは、
第6図から明らかなように着座点から降伏に至る角度が
少なくなり、締付軸力Pは比較的低い値になる問題点を
有していた。
On the other hand, the latter seating point angle tightening method (see FIG. 6) has the advantage of stabilizing the tightening axial force P without the influence of snag torque, but in particular, for bolts having a high friction coefficient μ,
As is clear from FIG. 6, the angle from the seating point to the yield was reduced, and the fastening axial force P had a problem of a relatively low value.

(発明が解決しようとする課題) この発明は、従来のトルク法と比較して締付軸力のば
らつきを大幅に改善することができると共に、回転角度
法と比較して平均軸力を高くすることができ、ボルトが
降伏しない範囲内での締付軸力を安定して得ることがで
き、ボルトを降伏域に近い値で締付けることができ、特
に各ボルトの能力を充分に活用して、ボルト軸力を高く
することができるボルトの締付方法の提供を目的とす
る。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the present invention, the variation in tightening axial force can be significantly improved as compared with the conventional torque method, and the average axial force can be increased as compared with the rotation angle method. It is possible to stably obtain the tightening axial force within the range where the bolt does not yield, and to tighten the bolt at a value close to the yield range, especially making full use of the capacity of each bolt, An object of the present invention is to provide a bolt tightening method capable of increasing a bolt axial force.

(課題を解決するための手段) この発明は、ボルトの締付途中においてネジの摩擦係
数と対応関係にあるトルクレートを求める第1の工程
と、上記トルクレートから理論着座点を演算する第2の
工程と、締付係数を基にして上記理論着座点から弾性限
界点までの理論増締角度を算出する第3の工程と、上記
演算結果に基づいて角度締めを行なう第4の工程とを備
えたボルトの締付方法であることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a first step of obtaining a torque rate corresponding to a friction coefficient of a screw during tightening of a bolt, and a second step of calculating a theoretical seating point from the torque rate. A third step of calculating a theoretical tightening angle from the theoretical seating point to the elastic limit point based on the tightening coefficient, and a fourth step of performing angle tightening based on the calculation result. The method is characterized in that it is a bolt tightening method provided.

(発明の効果) この発明によれば、上記第1の工程で、ボルトの締付
途中においてネジの摩擦係数と対応関係にあるトルクレ
ート(締付角度に対する締付トルクの比、換言すればト
ルク勾配で、トルクレートを求めることが摩擦を考慮す
ることになる)を求め、次に上記第2の工程で、このト
ルクレートから理論着座点を演算し、次に第3の工程
で、締付係数に基づいて上述の理論着座点から弾性限界
点までの理論増締角度を算出し、次に第4の工程で、上
述の演算結果に基づいて、角度締めを行なうので、ボル
トの摩擦係数が変動しても常に弾性限界ラインに沿い、
かつ降伏域に近い値での締付けを行なうことができ、締
付軸力を高い値で安定させることができる効果がある。
つまり各ボルトの弾性限界を充分に活用して、ボルト軸
力を高くすることができ、換言すれば、ボルト能力を充
分に活用することができる効果がある。
(Effect of the Invention) According to the present invention, in the first step, the torque rate (the ratio of the tightening torque to the tightening angle, in other words, the torque rate) corresponding to the friction coefficient of the screw during the tightening of the bolt. In the second step, a theoretical seating point is calculated from this torque rate, and then in the third step, tightening is performed in the second step. The theoretical tightening angle from the above theoretical seating point to the elastic limit point is calculated based on the coefficient, and then, in the fourth step, the angle is tightened based on the above calculation result, so that the friction coefficient of the bolt is reduced. Even if it fluctuates, it always follows the elastic limit line,
In addition, tightening can be performed at a value close to the yield range, and there is an effect that the tightening axial force can be stabilized at a high value.
In other words, there is an effect that the axial limit force of the bolt can be increased by making full use of the elastic limit of each bolt, in other words, the bolt capacity can be fully utilized.

(実施例) この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

まず最初に第3図、第4図を参照して締付方法の理論
について述べる。
First, the theory of the fastening method will be described with reference to FIGS.

第4図は横軸に締付トルクをとり、縦軸に締付軸力を
とって、MIO×ピッチ1のコンロッドボルトを本発明の
方法を用いて着座点から弾性限界付近に締付け制御した
場合の特性図で、発生軸力は歪みゲーシ貼り付けロード
セルを用いて計測した。第4図中の○印は実際の計測
(プロット)点を示す。
Fig. 4 shows the case where the horizontal axis indicates the tightening torque, and the vertical axis indicates the tightening axial force, and the tightening control of the connecting rod bolt of MIO x pitch 1 is performed from the seating point to near the elastic limit using the method of the present invention. In the characteristic diagram of, the generated axial force was measured using a strain gauge-attached load cell. 4 indicate actual measurement (plot) points.

ボルトを締付ける場合、ねじ部の摩擦係数μが高いほ
ど、低い締付軸力Pで降伏が起こる。これは、ボルトに
引張応力と共にねじり応力が働くためであり、このねじ
り応力τは次式で表わされる。
When tightening the bolt, the higher the friction coefficient μ of the screw portion, the lower the axial force P at which the yield occurs. This is because torsion stress acts on the bolt together with tensile stress, and this torsional stress τ is expressed by the following equation.

T:締付トルク. d1:谷径寸法 d2:有効径寸法. P:締付軸力 μ:摩擦係数. β:ねじのリード角 上式より、摩擦係数μが高いボルトほど、ねじり応力
τも大となり、低い締付軸力Pで降伏に至ることが明ら
かであり、この締付軸力Pは締付角度θと比例関係にあ
るから、ねじ部の摩擦係数μが高いボルトほど着座点か
らの降伏域に入る角度が小となる。
T: Tightening torque. d 1 : valley diameter d 2 : effective diameter. P: Tightening axial force μ: Friction coefficient. β: Lead angle of screw From the above formula, it is clear that the higher the friction coefficient μ of the bolt, the greater the torsional stress τ, and yielding occurs with a lower tightening axial force P, and this tightening axial force P Is proportional to the angle θ, the smaller the friction coefficient μ of the screw portion is, the smaller the angle of entering the yield zone from the seating point becomes.

すなわち、ボルトの弾性域限度内で、かつ高い軸力P
を得るためには摩擦係数μに応じて締付角度を制御する
ことが最適となる。
That is, within the elastic range limit of the bolt and at a high axial force P
In order to obtain the optimum value, it is optimal to control the tightening angle according to the friction coefficient μ.

上述の摩擦係数μとトルクレートとは対応関係にある
ので、ボルトの締付途中において、このトルクレートを
求める。
Since the above-mentioned friction coefficient μ and the torque rate have a correspondence relationship, this torque rate is determined during the tightening of the bolt.

つまり、第3図におけるAボルトでは締付途中の締付
トルクT2−T1と締付角度θ−θとの両者からトルク
レートを次式で求めることができる。
That is, the torque rate of the bolt A in FIG. 3 can be obtained from both the tightening torque T 2 -T 1 and the tightening angle θ 21 in the middle of the tightening by the following equation.

Aボルトのトルクレート=(T2−T1)/(θ
θ) 同様に第3図のBボルトでも締付途中の締付トルクT2
−T1と締付角度θ2′−θ1′との両者からトルクレー
トを次式で求めることができる。
A bolt torque rate = (T 2 -T 1 ) / (θ 2
θ 1 ) Similarly, the tightening torque T 2 in the middle of tightening the bolt B shown in FIG.
From both −T 1 and the tightening angle θ 2 ′ −θ 1 ′ , the torque rate can be obtained by the following equation.

Bボルトのトルクレート=(T2−T1)/(θ2′−θ
1′) また、第3図の各特性のトルク勾配より理論着座点θ
を求め、この理論着座点θから各ボルトの弾性限度
点P1,P2までの理論増締角度θA,θBを演算し、この理
論増締角度θA,θBに基づいて角度締めを行なう。
B bolt torque rate = (T 2 −T 1 ) / (θ 2 ′ −θ
1 ' ) The theoretical seating point θ is obtained from the torque gradient of each characteristic shown in FIG.
0 calculated, theoretical additional-turning angle .theta.A from the theoretical seating point theta 0 to elastic limit point P 1, P 2 of each bolt, then calculates the .theta.B, this theory additional-turning angle .theta.A, performs angle tightening based on .theta.B .

上述の理論増締角度θA,θBは次の式で求めることが
できる。
The theoretical tightening angles θA and θB can be obtained by the following equations.

但し、K1=360・Fy/・(1/Kt+1/Kc) K1は締付係数 RはボルトA,Bのトルクレート Fyはボルト降伏点 pはピッチ Ktはボルトのバネ定数 Kcは締付体のバネ定数 d2はネジ有効径 K3は摩擦係数とトルクレートの対応係数 d1はネジ谷径 αはねじ山の半角 βはねじリード角 なお、締付係数K1はボルトサイズや締付体のバネ定数
により決定される係数で、初期に実験的に求めておく
と、K1は容易に設定できる。
However, K 1 = 360 · Fy / · (1 / Kt + 1 / Kc) K 1 is the tightening coefficient R is the torque rate of bolts A and B Fy is the bolt yield point p is the pitch Kt is the spring constant of the bolt Kc is the tightening The body spring constant d 2 is the effective screw diameter K 3 is the coefficient of friction and torque rate correspondence d 1 is the thread root diameter α is the half angle of the thread β is the screw lead angle Note that the tightening coefficient K 1 is the bolt size and tightening by a factor determined by the spring constant of the biasing member, when initially previously obtained experimentally, K 1 can be easily set.

したがって、上述の各理論増締角度θA,θBは次のそ
れぞれの式より近似的に求めることができる。
Therefore, the above-described theoretical tightening angles θA and θB can be approximately obtained from the following equations.

θA=K/Aボルトのトルクレートで決まる項 θB=K/Bボルトのトルクレートで決まる項 但し、Kは締付係数である。θA = term determined by the torque rate of K / A volts θB = term determined by the torque rate of K / B volts where K is a tightening coefficient.

なお、第3図中においてδはAボルトの塑性伸び量
を、δはBボルトの塑性伸び量を示し、これらを数式
で示すと次のようになる。
In FIG. 3, δ 1 indicates the amount of plastic elongation of the A bolt, and δ 2 indicates the amount of plastic elongation of the B bolt. These are expressed by the following equations.

δ=θ/360・p δ=θ/360・p 但し、θは締付角度(回転角度)、pはネジピッチ 第1図はボルトの締付方法に用いる制御装置のブロック
図で、トルクトランスジューサ1に減速歯車装置2を介
してDCモータ3を配設すると共に、このDCモータ3の一
側には現行締付角度を符号化する角度エンコーダ4を、
また上述のトルクトランスジューサ1の出力をプリアン
プAMPで増幅している。
δ 1 = θ / 360 · p δ 2 = θ / 360 · p where θ is a tightening angle (rotation angle) and p is a thread pitch. FIG. 1 is a block diagram of a control device used for a bolt tightening method. A DC motor 3 is disposed on the transducer 1 via a reduction gear device 2, and an angle encoder 4 for encoding the current tightening angle is provided on one side of the DC motor 3.
The output of the torque transducer 1 is amplified by the preamplifier AMP.

DCナットランナ5は、DCモータ3、減速歯車装置2、
トランスジューサ1、角度エンコーダ4、プリアンプAM
Pにて構成されている。
The DC nut runner 5 includes a DC motor 3, a reduction gear device 2,
Transducer 1, Angle encoder 4, Preamplifier AM
It is composed of P.

一方、着座トルクT0を設定する第1トルク設定器6
と、トルクレート検出開始トルクT1を設定する第2トル
ク設定器7と、トルクレート検出終了トルクT2を設定す
る第3トルク設定器8とをそれぞれ設け、これら各トル
ク設定器6,7,8をそれぞれの第1コンパレータ9、第2
コンパレータ10、第3コンパレータ11および第1アナロ
グスイッチ12、第2アナログスイッチ13、第3アナログ
スイッチ14を各別に介して制御回路15に接続している。
On the other hand, the first torque setting device 6 for setting the seating torque T 0
And a second torque setting device 7 for setting a torque rate detection start torque T 1 and a third torque setting device 8 for setting a torque rate detection end torque T 2 . 8 to the first comparator 9 and the second
A comparator 10, a third comparator 11, and a first analog switch 12, a second analog switch 13, and a third analog switch 14 are connected to a control circuit 15 via each of them.

また、前述のトルクトランスジューサ1をライン16を
介して上述の各コンパレータ9,10,11の他方の入力端子
および第4アナログスイッチ17に接続する一方、上述の
制御回路15にはサーボアンプ18を介して前述のDCモータ
3を接続している。
Further, the above-described torque transducer 1 is connected to the other input terminals of the above-described comparators 9, 10, and 11 and a fourth analog switch 17 via a line 16, while the control circuit 15 is connected to a servo amplifier 18 via a line 16. The DC motor 3 described above.

さらに前述の角度エンコーダ4にはライン19を介して
第1角度ゲート20および第2角度ゲート21を接続し、一
方の第1角度ゲート20の出力段には第1カウンタ22を介
して増加角度出力回路23を、また他方の第2角度ゲート
21の出力段には第2カウンタ24を介して増締角度出力回
路25をそれぞれ接続している。
Further, a first angle gate 20 and a second angle gate 21 are connected to the above-mentioned angle encoder 4 via a line 19, and an output stage of one of the first angle gates 20 outputs an increased angle output via a first counter 22. Circuit 23 and the other second angle gate
An output stage 21 is connected to a tightening angle output circuit 25 via a second counter 24.

そして前述の第4アナログスイッチ17の出力側に接続
した増加トルク出力回路26と、上述の増加角度出力回路
23とをそれぞれのライン27,28を介して演算器29に接続
し、この演算器29でトルクレートdT/dθ、理論着座点θ
および理論増締角度θA,θB(第3図参照)を演算す
べく構成している。
The increased torque output circuit 26 connected to the output side of the fourth analog switch 17 and the increased angle output circuit
And 23 are connected to a computing unit 29 via respective lines 27 and 28, and the computing unit 29 controls the torque rate dT / dθ and the theoretical seating point θ.
0 and the theoretical tightening angles θA, θB (see FIG. 3).

さらにまた、上述の演算器29の出力段に接続した理論
増締角度出力回路30と、前述の増締角度出力回路25とを
それぞれのライン31,32を介して比較器33に接続してい
る。
Furthermore, the theoretical tightening angle output circuit 30 connected to the output stage of the arithmetic unit 29 and the tightening angle output circuit 25 are connected to the comparator 33 via the respective lines 31 and 32. .

また前述の制御回路15と各要素17,18,20,21,22,29,33
とはライン34〜41を介して互に結線している。
In addition, the above-described control circuit 15 and each element 17, 18, 20, 21, 22, 29, 33
Are connected to each other via lines 34-41.

次に第2図のフローチャートを参照してボルトの締付
方法(弾性限界点までの締付方法)について説明する。
Next, a bolt tightening method (a tightening method up to an elastic limit point) will be described with reference to a flowchart of FIG.

第1ステップ51で、ナットランナ5をスタートさせ、
次の第2ステップ52で前述の第1トルク設定器6により
着座トルクT0を設定する。
In a first step 51, the nutrunner 5 is started,
The first torque setter 6 above in the second step 52 follows to set the seating torque T 0.

上述のナットランナ5のスタート信号は信号ライン
(図示せず)を介して制御回路15に印加され、このナッ
トランナスタート信号を受けた制御回路15は次の第3ス
テップ53でサーボアンプ18を駆動すると共に、次の第4
ステップ54でDCモータ3を駆動する。
The start signal of the nut runner 5 is applied to the control circuit 15 via a signal line (not shown). The control circuit 15 receiving the nut runner start signal drives the servo amplifier 18 in the next third step 53 and , The next fourth
In step 54, the DC motor 3 is driven.

上述のDCモータ3の駆動により減速歯車装置2を介し
てボルトは締付けられる。
The bolt is tightened via the reduction gear device 2 by the driving of the DC motor 3 described above.

次に第5ステップ55で、第1コンパレータ9はトルク
トランスジューサ1からの現行締付トルクと、第1トル
ク設定器6で予め設定した着座トルクT0との一致、不一
致を判定し、現行締付トルクが着座トルクT0に達した
時、上述の第1コンパレータ9の一致出力により次の第
6ステップ56で第1アナログスイッチ12をONにする。
Next, in fifth step 55, the first comparator 9 is consistent with the current and the tightening torque, seating torque T 0 to a preset first torque setter 6 from the torque transducer 1, to determine the discrepancies, with current tightening When the torque reaches the seating torque T 0 , the first analog switch 12 is turned on in the next sixth step 56 according to the coincidence output of the first comparator 9 described above.

このアナログスイッチON信号を制御回路15を介してサ
ーボアンプ18に印加することで、このサーボアンプ18は
次の第7ステップ57でナットランナ5を停止する。
By applying the analog switch ON signal to the servo amplifier 18 via the control circuit 15, the servo amplifier 18 stops the nut runner 5 in the next seventh step 57.

次に第8ステップ58でナットランナ5を再び回転さ
せ、次の第9ステップ59で第2トルク設定器7によりト
ルクレート検出開始トルクT1(第3図参照)を設定す
る。
Next, in the eighth step 58, the nut runner 5 is rotated again, and in the next ninth step 59, the second torque setting device 7 sets the torque rate detection start torque T 1 (see FIG. 3).

上述のナットランナ5の再駆動によりトルトクランス
ジューサ1からの現行締付トルクが第2コンパレータ10
に出力されるので、次の第10ステップ60で、この第2コ
ンパレータ10は現行締付トルクと、第2トルク設定器7
で予め設定したトルクレート検出開始トルクT1との一
致、不一致を判定し、現行締付トルクがトルクレート検
出開始トルクT1に達した時、上述の第2コンパレータ10
の一致出力により次の第11ステップ61で第2アナログス
イッチ13をONにする。
By re-driving the nut runner 5 described above, the current tightening torque from the torch clamp juicer 1 is reduced by the second comparator 10.
In the next tenth step 60, the second comparator 10 compares the current tightening torque with the second torque setting device 7
In agreement with the torque rate detection start torque T 1 which is set in advance, it determines a mismatch, when with the current tightening torque has reached the torque rate detection start torque T 1, the second comparator 10 described above
The second analog switch 13 is turned on in the next eleventh step 61 by the coincidence output of.

このアナログスイッチON信号が制御回路15に印加さ
れ、該制御回路15は次の第12ステップ62で第4アナログ
スイッチ17をONにし、次段の増加トルク出力回路26に増
加トルク信号を取込む。
This analog switch ON signal is applied to the control circuit 15, and the control circuit 15 turns on the fourth analog switch 17 in the next twelfth step 62, and takes the increased torque signal into the increased torque output circuit 26 at the next stage.

また、次の第13ステップ63で制御回路15は第1角度ゲ
ート20を開き、角度エンコーダ4からの増加角度信号を
第1カウンタ22を介して増加角度出力回路23に取込む。
In the next thirteenth step 63, the control circuit 15 opens the first angle gate 20 and takes in the increased angle signal from the angle encoder 4 into the increased angle output circuit 23 via the first counter 22.

次に第14ステップ64で第3トルク設定器8によりトル
クレート検出終了トルクT2を設定する。
Then sets the torque rate detection completion torque T 2 by the third torque setter 8 at the 14th step 64.

次に第15ステップ65で第3コンパーレータ11はトルク
トランスジューサ1からの現行締付トルクと、上述の第
3トルク設定器8で予め設定したトルクレート検出終了
トルクT2との一致、不一致を判定し、現行締付トルクが
トルクレート検出終了トルクT2に達した時、上述の第3
コンパーレータ11の一致出力により次の第16ステップ66
で第3アナログスイッチ14をONにする。
Third Konpareta 11 at the 15 step 65 then the determination torque with current tightening, consistent with the torque rate detection end torque T 2 set in advance by the third torque setter 8 described above, the discrepancy from the torque transducer 1 and, when the torque for the current tightening has reached the torque rate detection end torque T 2, the third described above
The next 16th step 66 according to the match output of the comparator 11
To turn on the third analog switch 14.

このアナログスイッチON信号が制御回路15に印加さ
れ、該制御回路15は次の第17ステップ67で第4アナログ
スイッチ17および第1角度ゲート20を共にOFFにする。
The analog switch ON signal is applied to the control circuit 15, and the control circuit 15 turns off both the fourth analog switch 17 and the first angle gate 20 in the next seventeenth step 67.

次に第18ステップ68で、演算器29は増加トルク出力回
路26からの増加トルク信号T2−T1と、増加角度出力回路
23からの増加角度信号、例えば、第3図のAボルトの場
合にはθ−θとの両者に基づいてトルクレートdT/d
θ=(T2−T1)/(θ−θ)と、理論着座点θ
と、理論増締角度(第3図のAボルトの場合には角度
θA)とをそれぞれ演算する(第1、第2および第3の
工程)。
Then, in the 18th step 68, the increasing torque signal T 2 -T 1 from calculator 29 increases the torque output circuit 26, increasing angle output circuit
The torque rate dT / d is based on both the increasing angle signal from 23, for example, θ 21 in the case of A volt in FIG.
θ = (T 2 −T 1 ) / (θ 2 −θ 1 ) and the theoretical seating point θ
0 and a theoretical tightening angle (the angle θA in the case of the bolt A in FIG. 3) are calculated (first, second and third steps).

次に第19ステップ69で、上述の演算結果としての理論
増締角度θAを理論増締角度出力回路30の設定値として
取込むと共に、第20ステップ70で制御回路15は第2角度
ゲート21をONにする。
Next, in a nineteenth step 69, the theoretical tightening angle θA as a result of the above calculation is taken in as a set value of the theoretical tightening angle output circuit 30, and in a twentieth step 70, the control circuit 15 sets the second angle gate 21 to Turn ON.

この第2角度ゲート21がONになると、角度エンコーダ
4からの現行増締角度信号が第2カウンタ24を介して増
締角度出力回路25に取込まれる。
When the second angle gate 21 is turned on, the current tightening angle signal from the angle encoder 4 is taken into the tightening angle output circuit 25 via the second counter 24.

次に第21ステップ71で比較器33は理論増締角度出力回
路30からの設定値としての理論増締角度θAと、増締角
度出力回路25からの現行増締角度との一致、不一致を判
定し、現行増締角度が上述の理論増締角度θAに達した
時、換言すれば弾性限度点P1に達した時、上述の比較器
33の一致出力を制御回路15にフィードバックさせ、次の
第22ステップ72で、この制御回路15はDCモータ3および
ナットランナ5を停止してボルトの締付けを終了すると
共に、第2角度ゲート21をOFFにして一連の処理を終了
する(第4の工程)。
Next, in a 21st step 71, the comparator 33 determines whether the theoretical tightening angle θA as the set value from the theoretical tightening angle output circuit 30 matches the current tightening angle from the tightening angle output circuit 25. and, when the current additional-turning angle reaches a theoretical additional-turning angle θA above, upon reaching the elastic limit point P 1 in other words, the above-mentioned comparator
The coincidence output of 33 is fed back to the control circuit 15, and in the next 22nd step 72, the control circuit 15 stops the DC motor 3 and the nut runner 5, ends the bolt tightening, and turns off the second angle gate 21. To end the series of processing (fourth step).

このように、第1の工程で、ボルトの締付途中におい
てネジの摩擦係数と対応関係にあるトルクレート、つま
り第3図のAボルトの場合には(T2−T1)/(θ−θ
)、Bボルトの場合には(T2−T1)/(θ2′−θ
1′)を求め、第2の工程で、このトルクレートから理
論着座点θを演算すると共に、第3の工程で、こ締付
係数を基にしての理論着座点θから弾性限界点P1,P2
までの理論増締角度θA,θBを算出し、第4の工程でこ
の演算結果に基づいて角度締めを行なう方法であるか
ら、ボルトの摩擦係数が変動しても常に第4図に示す降
伏域に沿い、かつ、この降伏域に近い値での締付けを行
なうことができ、締付軸力を高い値で安定させることが
できる効果がある。つまり各ボルトの弾性限界を充分に
活用して、ボルト軸力を高くすることができ、換言すれ
ば、ボルト能力を充分に活用することができる効果があ
る。なお、第4図は横軸にボルトの締付ボルトをとり、
縦軸の締付軸力をとって本実施例の方法によりM10ピッ
チ1のボルトを着座点から弾性限界付近に締結制御した
締付状態特性図である。
As described above, in the first step, the torque rate corresponding to the friction coefficient of the screw during the tightening of the bolt, that is, (T 2 −T 1 ) / (θ 2 ) in the case of the A bolt in FIG. −θ
1 ) In the case of B volts, (T 2 −T 1 ) / (θ 2 ′ −θ
1 ') is obtained, in a second step, as well as calculating the theoretical seating point theta 0 from the torque rate, the three step, the elastic limit point from the theoretical seating point theta 0 of based on with this tightening factor P 1 , P 2
Since the theoretical tightening angles θA and θB up to the above are calculated and the angle tightening is performed in the fourth step based on the result of this calculation, the yield range shown in FIG. And a value close to the yield range can be tightened, and there is an effect that the tightening axial force can be stabilized at a high value. In other words, there is an effect that the axial limit force of the bolt can be increased by making full use of the elastic limit of each bolt, in other words, the bolt capacity can be fully utilized. Fig. 4 shows the horizontal axis with bolts
FIG. 10 is a tightening state characteristic diagram in which a bolt having an M10 pitch of 1 is controlled to be fastened from a seating point to near an elastic limit by a method of the present embodiment by taking a tightening axial force on a vertical axis.

また、この締付方法によりボルトの降伏点以上の締付
けを行なう塑性域締付も可能であり、塑性締付時の塑性
伸び量δ1(第3図参照)を一定に制御することが
できる。
The tightening method also enables plastic area tightening in which the bolt is tightened beyond the yield point, and the plastic elongation δ 1 , δ 2 during plastic tightening (see FIG. 3) should be controlled to be constant. Can be.

すなわち、第1の工程で、ボルトの締付途中において
ネジの摩擦係数と対応関係にあるトルクレートを求め、
第2の工程で上述のトルクレートから理論着座点を演算
し、次の工程で塑性域締付時の塑性伸び量に対応した理
論増締角度を算出して弾性限界を超えた塑性域締付けを
行なうと、降伏点を超えた塑性域締付が可能となり、こ
の際、塑性伸び量を一定に管理することができる。
That is, in the first step, a torque rate corresponding to the friction coefficient of the screw is determined during the tightening of the bolt,
In the second step, the theoretical seating point is calculated from the above-described torque rate, and in the next step, the theoretical tightening angle corresponding to the amount of plastic elongation at the time of the plastic area tightening is calculated, and the plastic area tightening exceeding the elastic limit is performed. By doing so, it is possible to tighten the plastic region beyond the yield point, and at this time, the amount of plastic elongation can be controlled to be constant.

この結果、量産時の塑性伸び量の検査が容易となると
共に、再使用性の向上や所定の軸力を容易に確保でき
る。
As a result, the inspection of the plastic elongation during mass production becomes easy, and the reusability can be improved and a predetermined axial force can be easily secured.

また上述の締付方法はナット回転角度法における一定
トルク+角度法締付にも適用でき、一定トルクからの締
付角度をトルクレートにより制御することで、着座点角
度法と同様の効果を得ることができる。
The above-mentioned tightening method can also be applied to the fixed torque + angle method tightening in the nut rotation angle method. By controlling the tightening angle from the constant torque by the torque rate, the same effect as the seating angle method can be obtained. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面はこの発明の一実施例を示し、 第1図はボルトの締付方法に用いる制御装置のブロック
図、 第2図はボルトの締付方法を示すフローチャート、 第3図は締付角度に対するトルクの変化を示す特性図、 第4図は着座点理論締付角度制御法によるボルトの締付
状態を示す特性図、 第5図は従来のトルク法および一定トルク+角度法によ
るボルトの締付状態を示す特性図、 第6図は従来の着座点角度締付法によるボルトの締付状
態を示す特性図である。 29……演算器
The drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a control device used for a bolt tightening method. FIG. 2 is a flowchart showing a bolt tightening method. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a bolt tightening state by a seating point theoretical tightening angle control method, and FIG. 5 is a bolt tightening state by a conventional torque method and a constant torque + angle method. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a bolt tightened state by the conventional seating point angle tightening method. 29 …… Calculator

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ボルトの締付途中においてネジの摩擦係数
と対応関係にあるトルクレートを求める第1の工程と、 上記トルクレートから理論着座点を演算する第2の工程
と、 締付係数を基にして上記理論着座点から弾性限界点まで
の理論増締角度を算出する第3の工程と、 上記演算結果に基づいて角度締めを行なう第4の工程と
を備えた ボルトの締付方法。
A first step of obtaining a torque rate corresponding to a friction coefficient of a screw during tightening of a bolt; a second step of calculating a theoretical seating point from the torque rate; A bolt tightening method, comprising: a third step of calculating a theoretical tightening angle from the theoretical seating point to the elastic limit point based on the above; and a fourth step of performing angle tightening based on the calculation result.
JP61197736A 1986-08-23 1986-08-23 Bolt tightening method Expired - Fee Related JP2619628B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61197736A JP2619628B2 (en) 1986-08-23 1986-08-23 Bolt tightening method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61197736A JP2619628B2 (en) 1986-08-23 1986-08-23 Bolt tightening method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6352976A JPS6352976A (en) 1988-03-07
JP2619628B2 true JP2619628B2 (en) 1997-06-11

Family

ID=16379484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61197736A Expired - Fee Related JP2619628B2 (en) 1986-08-23 1986-08-23 Bolt tightening method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2619628B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2728490B2 (en) * 1989-02-21 1998-03-18 マツダ株式会社 Screw tightening method in the plastic region
SE518436C2 (en) * 1998-05-14 2002-10-08 Atlas Copco Tools Ab Method for determining the axial force of a threaded fastener when tightening over the tension limit
JP5760663B2 (en) * 2011-05-10 2015-08-12 マツダ株式会社 Bolt tightening method and apparatus
JP5703947B2 (en) * 2011-05-10 2015-04-22 マツダ株式会社 Bolt tightening method and apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5912427A (en) * 1982-07-13 1984-01-23 Minolta Camera Co Ltd Electrophotographic copying machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6352976A (en) 1988-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3975954A (en) Method and apparatus for evaluating torquing operations
US5105519A (en) Tension control method for nutrunner
CA1091329A (en) Simplified apparatus for and method of tightening fasteners
US4305471A (en) Simplified fastening technique using the logarithmic rate method
GB1526946A (en) Tightening method and system
EP2936098B1 (en) Method and apparatus for evaluating clamp force in a bolt by means of ultra-sonic measurements
GB1526948A (en) Apparatus for and method of determining rotational or linear stiffness
JPS6036907B2 (en) tightening device
US4413396A (en) Microprocessor control yield point tightening system
JPS6036908B2 (en) tightening device
JPS6161944B2 (en)
JPH0369667B2 (en)
JP2647480B2 (en) Screw tightening method
JP2619628B2 (en) Bolt tightening method
JP3086084B2 (en) Retightening torque measuring device
US6314817B1 (en) Method for tightening a threaded fastener above its yield point
GB2102152A (en) Apparatus for tightening a threaded fastener
EP0967053B1 (en) Method for determining the axial load in a threaded fastener when tightened above its yield point
RU2103156C1 (en) Method for assembly of threaded joint
JP3835023B2 (en) Screw tightening axial force measuring method, screw tightening method using the measuring method, and apparatus thereof
JP2950923B2 (en) Screw member tightening method
EP3025823A1 (en) Torque and rotation angle tool
JP2728490B2 (en) Screw tightening method in the plastic region
JP2658487B2 (en) Screw tightening method
JPS6056871A (en) Method of clamping bolt and nut

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees