JPH06509753A - Joining body parts - Google Patents

Joining body parts

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JPH06509753A
JPH06509753A JP6501214A JP50121494A JPH06509753A JP H06509753 A JPH06509753 A JP H06509753A JP 6501214 A JP6501214 A JP 6501214A JP 50121494 A JP50121494 A JP 50121494A JP H06509753 A JPH06509753 A JP H06509753A
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bolt
hydraulic
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joint
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JP6501214A
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パーシバル−スミス,ハリー,デビッド
ミカレフ,ジョン
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ハイドラ ― タイト リミテッド
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    • B25B29/00Accessories
    • B25B29/02Bolt tensioners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/04Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for maintaining a tensile load
    • F16B31/043Prestressed connections tensioned by means of liquid, grease, rubber, explosive charge, or the like

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ボディ部分の接合 本発明は、ボディ部分を貫通ずる複数の各結合ボルトにより得られる圧縮力を  −通じて対面部分を保持することによって、ボディ部分を互いに接合する接合具 、それも残留引張応力が、フランジに接するボルト頭とナツトとにより維持され る形式の接合に関するものである。[Detailed description of the invention] Joining body parts The present invention utilizes the compressive force obtained by each of the plurality of connecting bolts passing through the body portion. - a joint for joining body parts together by holding the facing parts through; , the residual tensile stress is maintained by the bolt head and nut in contact with the flange. This relates to a type of joining.

本発明は、特に、但し限定的ではなく、圧縮力により対面保持されるフランジ、 それもポル斗による接合前に必しも相互接触状態にないフランジを存するボディ 部分に関するものであり、かつまた、タービンケーシング等のボディ、それも多 数のホルi・か細かなピッチで要求され、適宜かつ均等なフランジ圧縮力を生し させるのに必要な力のため、相応に大きい引張応力を受ける最大20cT11直 径のボルトの使用が要求される形式のボディに関するものである。In particular, but not exclusively, the present invention provides flanges that are held facing each other by compressive force; It is also a body that has flanges that are not necessarily in mutual contact before being joined by Porto. It also relates to bodies such as turbine casings, and many other parts. A large number of holes and fine pitches are required to produce appropriate and uniform flange compression force. Due to the force required to This relates to a type of body that requires the use of bolts of a certain diameter.

重工業分野では、ボルトにねじ込まれるナツトを通常回動することによっては所 定引張応力を得ることが難しいことは、よ(知られている。その理由は、摩擦と 接近容易性の問題かあるためてあり、かつまた、異なるボルト毎に得られる残留 引張LL;力の相違により、個々の過剰応力のボルトが破損したり、フランジの 許容限度を超えた歪みが生したりし、ボルトの応力が過少な個所には漏れ経路が 生しることがあるためである。In heavy industry, turning a nut that is screwed into a bolt usually does not It is well known that it is difficult to obtain a constant tensile stress.The reason is that friction and There are often accessibility issues and also the residuals obtained for different bolts. Tension LL: Differences in forces can cause individual overstressed bolts to fail or flange Leakage paths may occur where bolt stress is too low or distortion exceeds allowable limits. This is because there are things that can happen.

こうした事情から、フランジ接合ボルトに残留応力を与えるため、ボルト長手方 向に沿ってボルト両端間に大きい引張応力を生しさせてボルトを伸長させ、ナノ 1−ボルトのねし山部に沿ってねし込み、ナツトが一方のフランジに接し、ポル 1へ頭が他方のフランジに接するようにし、次いて応力源を除去することによっ て、ボルトか収縮し、ボルト頭とナツトとによって残留応力が維持され、この残 留応力か圧縮力としてフランジ内へ伝えられるようにすることか公知である。Due to these circumstances, in order to give residual stress to the flange connection bolt, the longitudinal direction of the bolt should be By creating a large tensile stress between both ends of the bolt along the 1- Screw in the bolt along the threaded part so that the nut touches one flange and the port 1 by bringing the head into contact with the other flange and then removing the stress source. As a result, the bolt contracts, and the residual stress is maintained by the bolt head and nut. It is known to transmit residual or compressive forces into the flange.

ポAl−の伸長と引張応力との関係を通じて、ナツトか結果的に所定残留応力を 生しる位置を占めるように、初引張応力を選択することができる。Through the relationship between the elongation of PoAl- and the tensile stress, the nut will eventually produce a certain residual stress. The initial tensile stress can be selected to occupy the position where the stress occurs.

この目的のために、複雑なボルト締め具を用いるには狭い空間しか残ってぃない タービンケーシングなとのボディを接合する場合、次のようにすることが公知で ある。すなわち、ボルト両端間に延びる軸方向空所を有するボルトを用い、この 空所を介してヒータでボルトを加熱し、縦方向に所定寸法だけ膨張させた後にナ ツトを位置決めし、その後で冷却して、冷却に伴う収縮により所定残留応力を生 じさせるのである。For this purpose, only a small space remains for the use of complex bolting devices. When joining a body such as a turbine casing, it is known to do the following: be. That is, using a bolt with an axial cavity extending between both ends of the bolt, Heat the bolt with a heater through the cavity, expand it by a predetermined length in the vertical direction, and then tighten the bolt. The tube is positioned and then cooled to produce a predetermined residual stress due to contraction as it cools. It makes you feel the same.

このような軸方向空所を有し、2つの前記のようなボディ部分の結合に適したボ ルトは、別の用途にも用いることができるが、本明細書では接合ボルトと呼ぶの が便利であろう。A bolt having such an axial cavity and suitable for joining two such body parts Although bolts can be used for other purposes, they are referred to herein as joint bolts. would be convenient.

この種の接合ボルトを軸方向に伸長させる場合、熱膨張による代りに、もしくは 熱膨張に加えて“機械的な”力を用いることができる。この力は、液圧ラム又は 、液圧応力発生装置として構成するのが好ましいロードセルによって加えられる ようにするのが最も実際的である。When this type of joint bolt is extended axially, instead of due to thermal expansion or In addition to thermal expansion, "mechanical" forces can be used. This force can be applied to a hydraulic ram or , applied by a load cell, preferably configured as a hydraulic stress generator. It is most practical to do so.

ボルト両端間に直接にそのような伸長力を与える液圧応力発生装置を備えたボル トは、自己応力発生接合ボルトと考えられる。Bolts equipped with hydraulic stress generators that provide such stretching forces directly between the ends of the bolt. This is considered a self-stress-generating joint bolt.

この種の自己応力発生ボルトの一例は、US−A−4884934に開示されて いる。このボルトの場合、ボルト縦方向の中心盲穴に沿って延びる作動ロッドを 有する液圧応力発生装置によりボルト両端間に大きな引張応力が加えられる。An example of a self-stressing bolt of this type is disclosed in US-A-4884934. There is. For this bolt, the actuating rod runs along the longitudinal center blind hole of the bolt. A large tensile stress is applied between both ends of the bolt by a hydraulic stress generator having the bolt.

前記作動ロッドの一端は内部の頭部区域に支えられ、他端は、穴の他端に形成さ れたシリンダのピストンとして動作する。シリンダには液圧が加えられる。液圧 により生ぜしめられる縦方向に作用する力は、ボルト両端を介して引張応力を加 えるように作用かつ反作用する。他方、ナツトは、小さなトルクでボルト軸部に 沿って下降せしめられ、所定位置に達してボディに接触する。その後で液圧が解 除され、ボルト頭とナツトとにより残留応力が維持される。この構成の場合にも 、熱が液圧応力発生装置と組合わされて用いられている。One end of the actuating rod is supported in the internal head area, and the other end is formed at the other end of the hole. The piston acts as a piston in a cylinder. Hydraulic pressure is applied to the cylinder. hydraulic pressure The longitudinal force exerted by the bolt exerts a tensile stress through both ends of the bolt. act and react in such a way that On the other hand, the nut can be attached to the bolt shaft with a small torque. It is lowered along the same line until it reaches a predetermined position and comes into contact with the body. Then the hydraulic pressure is released. The residual stress is maintained by the bolt head and nut. Even in this configuration , heat has been used in combination with hydraulic stress generators.

自己応力発生接合ボルトの別の例は、CB+382191の特許明細書に記載さ れており、この特許は、いわゆるラジアルフィツトボルトに関するものである。Another example of a self-stressing joint bolt is described in patent specification CB+382191. This patent relates to a so-called radial fit bolt.

その説明によれば、このボルトは、細長い軸部の一端に一体の頭部を存し、軸部 の少なくとも他端にナツトをねじ込むねし山か切られている。このボルトは、ま た、軸方向に延びる盲穴を有している。この盲穴は、頭部端部に開口し、軸部の 他端近くまで延びている。盲穴内には作動ロットが配置され、頭部端部には液圧 ラムを取付は可能である。これによって、液圧がボルト両端間に引張応力を生じ させ、この引張応力によりボルト軸部の伸長と半径方向収縮とが生じ、より径の 小さい穴内へのそう人が可能になり、液圧が解除されるとボルトのしまりばめが 生じる。According to the description, this bolt has an integral head at one end of an elongated shaft; At least the other end of the nut has a thread cut into it into which the nut is screwed. This bolt is It also has a blind hole extending in the axial direction. This blind hole opens at the end of the head and It extends near the other end. The operating rod is placed inside the blind hole, and the hydraulic pressure is applied to the head end. It is possible to install a ram. This causes the hydraulic pressure to create a tensile stress between the ends of the bolt. This tensile stress causes the bolt shaft to elongate and contract in the radial direction, resulting in a smaller diameter. Allows entry into the small hole and releases the hydraulic pressure to ensure an interference fit for the bolt. arise.

本明細書では、“接合ボルト”という用語は、以上に略説した類の自己応力発生 接合ボルトのみを指し、ボルトを突出させているボディ内への引張力の反作用に よって応力を生しさせるボルトを指すものではない。また、“液圧応力発生装置 ”という用語は、接合ボルトの中心の空所に沿って延び、ボルト両端間に応力を 生しさせる前記液圧装置と作動ロッドとを指すのに用いる。In this specification, the term "joint bolt" refers to self-stressing bolts of the type outlined above. Refers only to the joint bolt, and is due to the reaction of the tensile force into the body that causes the bolt to protrude. Therefore, it does not refer to bolts that generate stress. In addition, “hydraulic stress generator” ” extends along the center cavity of a joining bolt and applies stress between the ends of the bolt. Used to refer to the hydraulic device and the actuating rod that cause the operation to occur.

自己応力発生接合ボルトの軸部の両端間に直接に引張応力を加えるためには、一 般に、軸部のとちらの端部から液圧による応力を発生させるかは、どうでもよい ことである。In order to directly apply tensile stress between both ends of the shaft of a self-stress-generating joint bolt, In general, it does not matter whether the hydraulic stress is generated from either end of the shaft. That's true.

更に、本明細書で用いられる“ボルト”という語は、接合ボルトに対して用いら れるか、又はそうでない場合には、半径方向に延びるフランジ、もしくは、軸部 に対し回動することな(ボディに接触する位置を占める延長部を有する“頭部” を備えた細長い軸部を意味するボルトに対して用いられる。後者の場合、機能的 なボルト頭が、軸部と一体であるか、もしくは軸部に沿った1個所に一体の頭部 の代りに、又は一体の頭部に加えてねじ山付ナツトを有し、かつ細長い軸部のフ ィジカルエンドとは異なるところに配置されている。Furthermore, as used herein, the term "bolt" is used to refer to a joining bolt. or, if not, a radially extending flange or shank. (a “head” with an extension that occupies a position in contact with the body) Used for bolts meaning an elongated shaft with a In the latter case, functional The bolt head is integral with the shank or has a single head at one location along the shank. instead of, or in addition to, having a threaded nut with an integral head and a flange on an elongated shank. It is located at a different location from the physical end.

2つのボディ部分をそれらのフランジのところで接合する場合、互いに接触し支 え合うフランジに対する抵抗が生じる状態となる。この理由は、フランジ付ボデ ィ部分の一方又は双方の運動に対するインピーダンスか、フランジの固有歪み又 は凹凸か、フランジ間のガスケット又はシール部材のいずれかにある。しかしな がら、この種の公知ボルト取付は手順の特徴は次の点にある。すなわち、ボルト の直接的な応力発生を制御することにより、最小限のトルクによってナツトが所 定位置へねじ込まれるが、そのさい、プリストレスを与えられた接合ボルトに沿 って低トルクでナツトがねじ込まれ、実際にはフランジによる抵抗が生しるまで ねじ込まれるのだが、正しい位置を占めたものと誤認される状況が生じる。ポル l一応力発生器の液圧が解除された場合に、ボディ部分のフランジが正しく互い に接合されていない場合、ボルト内に期待される残留応力は、フランジを圧縮す るより、むしろフランジのその後の運動により消失する。When two body parts are joined at their flanges, they touch and support each other. This creates a state of resistance against the flanges that meet each other. The reason for this is that the flanged body impedance to movement of one or both of the parts, or the inherent strain or strain of the flange. is either in the irregularities or in the gasket or seal member between the flanges. However However, this type of known bolt installation procedure is characterized by the following points. i.e. bolt By controlling direct stress generation, the nut is held in place with minimal torque. It is screwed into place, but as it does so, it slides along the prestressed joint bolt. The nut is screwed in with low torque, until there is actually resistance from the flange. Although it is screwed in, a situation arises where it is mistakenly thought to have occupied the correct position. Pol l - When the hydraulic pressure of the stress generator is released, the flanges of the body part should be properly connected to each other. The expected residual stresses in the bolts will compress the flanges if they are not joined to rather than disappearing due to subsequent movement of the flange.

こうした状況は、かなりの水準のトルクをナツトに加えて必要なフランジの変位 を生じさせるか、もしくは液圧ホルト締付装置を用いるかして解消できよう。These situations require significant levels of torque to be applied to the nut and the required flange displacement. This could be solved either by creating a problem or by using a hydraulic bolt tightening device.

この液圧ボルト締付装置の場合、引張応力がフランジの反作用により惹起される 。In the case of this hydraulic bolt tightening device, the tensile stress is induced by the reaction of the flange. .

ナンドの締付にかなり高い値のトルクを用いることで、従来式のナツト締付の不 確実な点が再び生じるように思われる。他方、ボディに対して反作用を生じさせ る前記ボルト締付装置は、ナツトへの接近容易性を妨害するという問題、及び/ 又は密に配置されるボルト間の利用可能な空隙以上の空隙を要求するという問題 、及び/又は引張力に対する反作用が生じるボディに局所的な損傷が生じる恐れ があるという問題を抱えている。By using a fairly high torque value for tightening the nut, the drawbacks of conventional nut tightening are avoided. Certainty points seem to arise again. On the other hand, it causes a reaction to the body. The said bolt tightening device has the problem of obstructing the accessibility of the nut and/or or the problem of requiring more air space than is available between closely spaced bolts. , and/or the risk of localized damage to the body that reacts to the tensile forces. I have a problem that there is.

更に、以上に略述した手順及び可能な手順のいずれの場合にも、多数の密に配置 された接合ボルトを有するタービンケーシング等の2つのフランジ付ボディの接 合を高速化及び/又は自動化する余地は、はとんど存在しない。Furthermore, in both the procedures outlined above and the possible procedures, a large number of closely spaced Connection of two flanged bodies such as turbine casings with joint bolts There is little scope for speeding up and/or automating the process.

本発明の目的は、穴を有する2つのボディ部分を対面状態で圧縮接合する方法と 、公知装置の欠点が緩和され、大幅な自動化の可能な接合装置とを得ることにあ る。The object of the present invention is to provide a method for compression joining two body parts having holes in a face-to-face state. The present invention aims to provide a welding device in which the drawbacks of known devices are alleviated and which can be automated to a large extent. Ru.

本発明の第1の側面によれば、複数の接合ボルト(本明細書で定義したもの)に より穴を有する2つのボディ部分を対面させ圧縮接合させる方法は、次の各処置 を有している。すなわち、(1)複数の穴を互いに間隔をおいた穴対として互い に整列させてボディ部分を互いに対面させ、(2)少なくとも2個のボルト、こ のうちの少なくとも1個は接合ボルト、を隣接へ対に貫通させ、それにより各ボ ルトの頭部端部が一方のボディ部分に相接し、ねじが切られた軸部が他方のボデ ィ部分から突出するようにし、(3)接合ボルト上にナンドと液圧応力発生装置 (既述の類の)とを組立て、(4)隣接配置されたボルトの少なくとも一方のボ ルトの前記突出軸部端部上に液圧ナツトを組立て、このナツトの一部が前記突出 軸部端部と噛合わされ、別の部分がボルトの突出しているボディ部分に支えられ るようにし、(5)液圧ナツトと、前記ボルトの液圧応力発生装置とに液圧を加 え、それによる液圧ナツトの伸長によってボディ部分が互いに強制的に当て付け られ合い、かつまた液圧応力発生装置の伸長によって接合ボ/U)内に所定の取 付は引張応力を生ぜしめ、(6)応力が加えられた軸部に対して所望の位置を占 めるまでナツトを回動させ、(7)液圧ナツトと液圧応力発生装置とから液圧を 解除する。According to a first aspect of the invention, a plurality of connection bolts (as defined herein) The method of facing two body parts having twisted holes and compressingly joining them is as follows. have. In other words, (1) a plurality of holes are connected to each other as pairs of holes spaced apart from each other; (2) at least two bolts, with the body parts facing each other; At least one of the connecting bolts passes through the adjacent pair, thereby connecting each bolt. The head end of the bolt abuts one body part and the threaded shank rests against the other body part. (3) Place a nut and a hydraulic stress generator on the joint bolt. (4) At least one of the adjacent bolts Assemble a hydraulic nut onto the protruding shaft end of the bolt, with a portion of the nut protruding from the protruding shaft. One part is engaged with the shank end and another part is supported by the protruding body part of the bolt. (5) applying hydraulic pressure to the hydraulic nut and the hydraulic stress generator of the bolt; The resulting expansion of the hydraulic nut forces the body parts into contact with each other. and a predetermined installation in the joint hole/U) by extension of the hydraulic stress generator. (6) occupies a desired position relative to the stressed shaft; (7) Apply hydraulic pressure from the hydraulic nut and the hydraulic stress generator. unlock.

本発明の第2の側面によれば、互いに整列せしめられた穴対の形式の複数貫通穴 を存する2つのボディ部分を接合する接合装置は、次の装置を有している。すな わち、(1)液圧源。(2)液圧ナツト装置。この装置は、六対の一方の穴から 突出しているボルト軸部に引張応力を加えるように操作可能であり、この引張応 力が、穴を有するボディ部分に対し反作用し、それによって、他方のボディ部分 に接しているボルト頭を介して、双方のボディ部分が引張られ、互いに接触せし められる。(3)液圧応力発生装置(定義した形式のもの)。この装置は内部の 液圧に反応して、隣接六対から突出している接合ボルト(定義した形式のもの) の軸部にボルトの反対側の端部に反作用する引張応力を加える。(4)液圧応力 発生装置と組合わされたナツト回転装置。この装置は、接合ボルトが、互いに接 触せしめられているボディ部分に対して、一方のボディ部分と接触しているボル ト頭部を介して保持されるようにし、かつまたナツトが軸部上で他方のボディ部 分に対して位置決めされるように操作可能である。(5)制御装置。この制御装 置は、順に次の動作を生せしめるように操作可能である。(a)前記液圧ナツト 装置と液圧応力発生装置との双方を、その液圧により前記隣接のボルトに対して 作動させ、接合ボルト内に所定水準の引張応力を生ぜしめる。(blナツト回転 装置の作動。(C)前記液圧ナツト装置と液圧応力発生装置との作動停止により 、前記接合ボルト頭部とナツトとを介して接合ボルト内に所定水準の残留応力に 少なくとも近似する値が達成されるようにする。According to a second aspect of the invention, a plurality of through holes in the form of mutually aligned hole pairs A joining device for joining two body parts having the following features: sand (1) Hydraulic pressure source. (2) Hydraulic nut device. This device can be used from one of six pairs of holes. It can be operated to apply tensile stress to the protruding bolt shaft, and this tensile stress can be The force acts against the body part that has the hole, thereby causing the other body part to Both body parts are pulled into contact with each other through the bolt head that is in contact with the I can't stand it. (3) Hydraulic stress generator (of a defined type). This device has an internal Connection bolts (of a defined type) that protrude from six adjacent pairs in response to hydraulic pressure. Apply a tensile stress to the shank of the bolt that reacts to the opposite end of the bolt. (4) Hydraulic stress Nut rotating device combined with generator. This device allows the joining bolts to connect with each other. The bolt that is in contact with one body part is so that the nut is held through the head of the nut and the nut is held on the shaft of the other body part. It is operable to be positioned relative to the minute. (5) Control device. This control device The positions are operable to cause the next action in sequence. (a) Said hydraulic nut both the device and the hydraulic stress generating device by means of its hydraulic pressure against said adjacent bolt. actuated to create a predetermined level of tensile stress within the joint bolt. (bl nut rotation Operation of the device. (C) Due to the stoppage of operation of the hydraulic nut device and the hydraulic stress generating device. , a predetermined level of residual stress is created in the joint bolt through the joint bolt head and the nut. Ensure that at least similar values are achieved.

以下で本発明の複数実施例を添付図面につき説明する:第1図はフランジ付きボ ディの部分斜視図。ボディの2つの部分が、整列せしめられた六対を有する対応 フランジを接合ボルトにより対面圧縮させることによって互いに接合される。図 にはフランジの穴の分配状況と接合ボルトの近接度とが示されている。Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings: FIG. FIG. correspondence in which two parts of the body have six aligned pairs The flanges are joined together by compressing them facing each other with joining bolts. figure shows the distribution of holes in the flange and the proximity of the connecting bolts.

第2図は本発明による接合装置の略示図て、特に、隣接する2つのフランジ穴の ところでの接合作業を示したもの。FIG. 2 is a schematic illustration of the joining device according to the invention, in particular the joining of two adjacent flange holes. By the way, this shows the joining work.

第3図は第1図及び第2図の接合ボルトの初期取付けに関わる一連の作業と、そ れに続くモニタ一作業及び修正手順とを示した工程系統図。Figure 3 shows a series of operations related to the initial installation of the joint bolts in Figures 1 and 2, and FIG. 2 is a process flow chart showing subsequent monitor work and correction procedures.

第1図に示されたボディlO1たとえばタービンケーシングは、2つの対応ボデ ィ半部10..10.の周縁フランジ目+、112が、それぞれ互いに対面せし められ、圧縮保持されることによって形成される。この圧縮は、ボディの周縁で 行なわれ、かつ維持される。すなわち、フランジに沿って、各フランジに設けら れた穴に接合ボルト13が貫通せしめられ、これらのボルト13が、それぞれ反 対側のフランジを押圧しているボルト頭14とナツト15とにより引張応力を加 えられた状態で維持されている。The body lO1 shown in FIG. 1, for example a turbine casing, has two corresponding bodies. Part 10. .. 10. The peripheral flange eyes + and 112 face each other, respectively. It is formed by being compressed and held in compression. This compression occurs at the periphery of the body. carried out and maintained. That is, along the flanges, The joint bolts 13 are passed through the holes, and these bolts 13 are Tensile stress is applied by the bolt head 14 and nut 15 pressing the opposite flange. maintained in the condition it was acquired.

多くの他の場合同様のこのような適用の場合には、フランジは、ケーシングの歪 みが生じないように、ケーシング周囲の対称的に設けられた位置で圧縮されるの が好ましい。このことは、特に、何らかの理由でフランジが自然的な対面位置に 置かれない場合、言いかえると、一様な予備圧縮に対する抵抗が存在し、それに よって1つ以上の離れた個所でのみ接合されたケーシング歪みが助長されるよう な場合に当てはまる。In many other cases similar to this application, the flange is The compressor is compressed at symmetrically located locations around the casing to prevent damage. is preferred. This is especially true if the flanges are not in their natural facing position for some reason. If not, in other words, there is a resistance to uniform precompression, and Therefore, casing distortion that is joined only at one or more distant points is promoted. This applies in such cases.

このようにフランジの圧縮を均一に分配するよう考慮しても、隣接する穴の数や 近接度により、接合ボルトの型式が実際には制限される。Even if this consideration is given to evenly distributing flange compression, the number of adjacent holes and Proximity actually limits the type of joining bolt.

また、上述の問題、つまりフランジの自然的な相互接触がなされないところで所 定限界内で一定のポルト残留応力を得ることに関わる問題は、何らかの形式の多 数個所での接合とは切離して、各接合ボルト毎に考えることができる。Also, the problem mentioned above, i.e. where there is no natural mutual contact of the flanges, The problem involved in obtaining a constant Porto residual stress within fixed limits is that some form of polymorphism It is possible to consider each joint bolt separately from the joints at several locations.

第2図には、ボディのフランジIll、+12のそれぞれの小部分が示されてい る。フランジは、対面関係で示されているが、僅かな隙間で分離されている。Figure 2 shows small parts of the flanges Ill and +12 of the body. Ru. Although the flanges are shown in face-to-face relationship, they are separated by a slight gap.

図は分かり易くするため、主要部分のみを示している。この隙間は、フランジの 固有リラクタンスのため、もしくはすへての個所では接触が不可能なためである 。For clarity, only the main parts are shown in the figure. This gap is for the flange This is due to the inherent reluctance or because contact is not possible at all locations. .

あるいは又、シール材料もしくはガスケット材料が配置されているためである。Alternatively, this may be due to the placement of sealing or gasketing material.

この材料は、変形もしくは圧縮するには、ある程度の力を加える必要があるが、 接合ボルトにより最終的に加わえられる力の大きさと等しい程度のものではない 。This material requires a certain amount of force to be deformed or compressed, but It is not of the same magnitude as the magnitude of the force ultimately applied by the joining bolt. .

フランジは、それぞれ、貫通穴17.18を有し、これらの穴は、ボディの形状 によって軸方向に整列せしめられており、この穴対のそれぞれを以下では°穴対 ” 191.+92と呼ぶことにする。The flanges each have through holes 17, 18, these holes are shaped like the body. , and each of these hole pairs will be referred to below as a hole pair. ” I will call it 191.+92.

接合ボルト13(定義済みのもの)は、六対191を貫通して延び、別のポル1 −21、これも好ましくは接合ボルトが、直ぐ近くの穴対+9tとして示された 隣接六対を貫通して延びている。The connecting bolt 13 (predefined) extends through the six pairs 191 and connects another pole 191. −21, also preferably with the joining bolt shown as the immediate hole pair +9t It extends through six adjacent pairs.

接合ボ/叶13は外ねし山を有する軸部22を有し、この軸部の一端221にナ ツト23を有している。ナツト23が軸部の端部でボ/L)頭14を形成するよ うにするのが効果的である。軸部も一方の端部22+と他端22.との間に縦軸 線に沿って空所25を存している。便宜上、軸部には、空所25が両端間に延び る貫通穴として形成され、この貫通穴がプラグ26で閉じられるようにしておく 。The joint bolt/leaf 13 has a shaft portion 22 with an external thread, and a nut is attached to one end 221 of the shaft portion. It has a hole 23. The nut 23 forms a head 14 at the end of the shaft. It is effective to do so. The shaft also has one end 22+ and the other end 22. vertical axis between A void 25 exists along the line. For convenience, the shaft has a cavity 25 extending between both ends. The plug 26 is formed as a through hole, and the through hole is closed with a plug 26. .

軸部22の外表面には少なくとも端部22□に向って従来形式でねじ山が設けら れ、ナツト15と噛合わせることができ、ナラ目5は軸部に沿ってねし込まれる ことができる。接合ボルト13は、したがって、フランジ11+、+14との間 に、フランジに接するナツトとヘット′とを介して圧縮力を与え、軸部内に引張 応力を維持する。The outer surface of the shaft portion 22 is provided with a conventional thread at least toward the end portion 22□. can be engaged with the nut 15, and the cross-section 5 is screwed in along the shaft part. be able to. Therefore, the connecting bolt 13 is connected between the flanges 11+ and +14. A compressive force is applied to the flange through the nut and the head, which creates a tensile force inside the shaft. Maintain stress.

接合ボルト13とボルト21とは、ボディの一部と見なし、このボディの一部上 で本発明による接合装置が作動せしめられる。The connecting bolt 13 and the bolt 21 are considered to be part of the body, and are Then the joining device according to the invention is activated.

全体を符号29で示されている接合装置は、5つの主な構成要素を存している。The joining device, generally designated 29, has five main components.

すなわち、液圧源30、液圧ナツト装置40、液圧応力発生装置50、ナ・ソト 回転装置60、制御装置70である。以下でこれらの装置について述べる。That is, the hydraulic pressure source 30, the hydraulic nut device 40, the hydraulic stress generator 50, the They are a rotating device 60 and a control device 70. These devices are described below.

液圧源30は、空気制御弁32を介して空気源(図示せず)からの圧縮空気によ り駆動される液圧ポンプ31を有している。空気制御弁32は、ポンプ31の操 作時期を決定し、この調時は制御装置70により制御される。液圧回路は、液体 給送ライン34内の圧力を決定する戻し制御弁33を有している。このライン3 4の圧力は、圧力ドランスジューサ35によりモニターされる。このトランスジ ューサ35の出力信号は制御装置70へ送られ、制御装置70が、戻し制御弁3 3の状態や空気制御弁の状態を変化させ、一定の流量又は圧力の造出又は維持さ せる。制御装置と組合された圧力源は、高流量に設定されて低圧の液体を吐出て き、また、等しい低流量で吐出を続けながら制御圧を高めることができる。The hydraulic source 30 is powered by compressed air from an air source (not shown) via an air control valve 32. It has a hydraulic pump 31 which is driven by the hydraulic pump 31. The air control valve 32 controls the operation of the pump 31. The cropping time is determined, and this timing is controlled by a control device 70. Hydraulic circuit is a liquid It has a return control valve 33 which determines the pressure in the feed line 34. this line 3 4 is monitored by a pressure drainer 35. This transition The output signal of the regulator 35 is sent to the control device 70, and the control device 70 controls the return control valve 3. 3 or the state of the air control valve to create or maintain a constant flow rate or pressure. let A pressure source combined with a controller is set at a high flow rate to deliver low pressure fluid. Furthermore, the control pressure can be increased while continuing discharge at the same low flow rate.

液圧ナツト装置40は従来型式の液圧ナツト41を存している。ナツト41は、 第1環状部又はナツト体42を有している。ナツト体42は、ボルト21のねじ 切りされた軸部と噛合う内ねし山を有し、かつまた液圧源30から液圧液を受容 するシリンダを形成する環状凹所43を有している。ナツト41は、更に、第2 環状部又は負荷リング44を有し、このリング44が、凹所43内の液圧に反応 して軸部に対して凹所内を往復動可能なピストン形成し、フランジlitを押圧 する。2つのナツト部分の間に分かれる力は、ボルト頭をナツトのほうへ、それ と同時に他方のフランジ11.に相接するように移動させる圧力から結果し、2 つのフランジが密接に接触せしめられる。供給液体圧力と第2部分44により形 成されるピストンの横断面積との間の関係は、フランジに加わる締付力がフラン ジを互いに接触させるには十分だが、損傷又は歪みを生じされるには不十分であ り、更にボルト内に生じる引張応力はボルトの永久変形を生じさせるのに十分と なるような関係である。Hydraulic nut arrangement 40 includes a hydraulic nut 41 of conventional type. Natsu 41 is It has a first annular portion or nut body 42 . The nut body 42 is a screw of the bolt 21. It has an internal thread that engages with the cut shaft, and also receives hydraulic fluid from the hydraulic pressure source 30. It has an annular recess 43 forming a cylinder. The nut 41 further includes a second It has an annulus or load ring 44 which responds to the hydraulic pressure within the recess 43. to form a piston that can reciprocate within the recess relative to the shaft and press the flange lit. do. The force splitting between the two nut parts pushes the bolt head towards the nut, and At the same time, the other flange 11. results from the pressure that moves it adjacent to 2 The two flanges are brought into close contact. shaped by the supply liquid pressure and the second portion 44. The relationship between the cross-sectional area of the piston and the cross-sectional area of the piston is as follows: sufficient to cause the screws to contact each other, but not enough to cause damage or distortion. Furthermore, the tensile stress generated within the bolt is sufficient to cause permanent deformation of the bolt. The relationship is as follows.

液圧応力発生装置50は、接合ボルト13と組合わされだ液圧応力発生器を有し ている。この応力発生器は作動ロッド51を有している。作動ロッド51は、ボ ルト頭の端部221のプラグ26と、他端22.を超えたところの操作ヘッド5 2との間の空所25に沿って延びている。操作ヘッド52には、シリンダ体54 内を往復動可能のピストン53が備えられている。シリンダ体54の壁部は、ピ ストンを超えて延び、符号55のところにねし山を有しており、軸部のねじ端部 222と取外し可能に噛合い、それによって保持されている。ピストンとシリン ダ体とは液体室5Gを形成し、図示のように、操作ヘッドが軸部上に組立てられ ると、作動ロッド5Iがシリンダ体内へピストンへ向って延びることにより、供 給管路57及びカップリング58を介して液体室56へ液圧源30から液圧液が 送られる。2つの液圧によりピストンとシリンダ体とが反対方向に強制的に押し 離され、接合ボルトのそれぞれ前記反対の端部21+、222に加わる力によっ て接合ボルトに引張応力が加えられる。The hydraulic stress generator 50 has a hydraulic stress generator combined with the connecting bolt 13. ing. This stress generator has an actuating rod 51. The actuating rod 51 is The plug 26 at the end 221 of the bolt head and the other end 22 . Operation head 5 beyond It extends along the space 25 between 2 and 2. The operation head 52 includes a cylinder body 54. A piston 53 is provided that can reciprocate within. The wall of the cylinder body 54 is extending beyond the shaft and having a thread at 55, the threaded end of the shank 222 and is retained thereby. piston and cylinder The body forms a liquid chamber 5G, and the operating head is assembled on the shaft as shown in the figure. Then, the actuating rod 5I extends into the cylinder body toward the piston, thereby providing Hydraulic fluid is supplied from the hydraulic pressure source 30 to the liquid chamber 56 via the supply line 57 and the coupling 58. Sent. Two hydraulic pressures force the piston and cylinder body in opposite directions. separated by the force applied to said opposite ends 21+, 222 of the connecting bolts, respectively. tensile stress is applied to the joint bolt.

液圧供給管路57は、符号34のところで液圧源30に接続されているので、操 作ヘッドに加わる操作は隣接の液圧ナツト41に加わる液圧に等しい。しかし、 液圧の作用するピストン面積は液圧ナツト41の面積より大であるので、接合ボ ルト13に加えられる引張応力はボルト21に加えられる引張応力より大である 。The hydraulic pressure supply line 57 is connected to the hydraulic pressure source 30 at 34, so that the operation The actuation applied to the operating head is equal to the hydraulic pressure applied to the adjacent hydraulic nut 41. but, Since the piston area on which hydraulic pressure acts is larger than the area of the hydraulic nut 41, the joint bolt The tensile stress applied to the bolt 13 is greater than the tensile stress applied to the bolt 21. .

ナツト回転装置60は、接合ボルトI3用のナツト回転モータ61を有している 。このモータ61は操作ヘッドにより保持されるようにするのが好ましい。駆動 歯車62はモータ軸に保持されるか、又は少なくともモータ軸と共に回転するよ うにしておく。また、対応する被駆動ギヤリング63は、ナツトI5と一体に形 成しておくか、又は取外し可能に付加取付けしておく。ナツト回転装置は、更に 、予圧ラム64を有している。このラム64は、隣接ボルト21のポル1頭に取 外し可能に取付けておくのが好ましく、また接合ボルト13の頭部23に予圧を 与え、フランジII+ と接触するように操作される。ナツト回転モータは、制 御装置70により位置変化を生せしめることに関して制御可能である。モータ6 Iは好ましくはステッパモータであり、所望のナツト回転に応した多数のステ・ ソビングパルスを用いるだけでナツト位置を変化させることができるが、あるい は又、位置センサを備え、サーボ制御ループの一部を形成する従来型式の連続回 転可能のモータを用いてもよい。そのモータの型式及び位置変化の生じさせ方に も拘らず、モータ61は、比較的低いl・ルクしか生じないように構成されてい る。The nut rotation device 60 has a nut rotation motor 61 for the joint bolt I3. . Preferably, this motor 61 is held by the operating head. drive The gear 62 is held on the motor shaft or at least rotates with the motor shaft. I'll keep it that way. In addition, the corresponding driven gear ring 63 is integrally formed with the nut I5. Either make it the same or attach it in a removable manner. The nut rotating device is further , has a preload ram 64. This ram 64 is attached to one pole of the adjacent bolt 21. It is preferable to attach it removably, and also apply a preload to the head 23 of the joint bolt 13. and is operated so as to come into contact with flange II+. The nut rotating motor is Control device 70 provides control over the effecting of the position change. motor 6 I is preferably a stepper motor with a number of steps depending on the desired nut rotation. It is possible to change the nut position simply by using a sobbing pulse, or Alternatively, a conventional continuous circuit with a position sensor and forming part of a servo control loop may also be used. A rotatable motor may also be used. The model of the motor and how the position changes. Nevertheless, the motor 61 is configured to produce only a relatively low l-lux. Ru.

この低いトルクは、別の仕方で抑制されることがなければ、ナツトを十分に回転 できるが、ナラl−がフランジ11.に接触すると、接合ボルト内にかなりの程 度の軸方向力を生せしめることばてきない。これは、モータに対する給電又はモ ータ自体の側の固有の出力限界の結果てあり、こうした出力限界はモータの失速 を生しさせる。あるいは又それは、モータに対する負荷を検知して、所定値に従 って出力を制限することから結果する。This low torque, unless otherwise suppressed, is sufficient to rotate the nut. It is possible, but the oak l- is flange 11. If it comes into contact with the There are no words that can generate a degree of axial force. This is the power supply to the motor or These power limits are the result of inherent power limits on the motor itself, and these power limits can prevent the motor from stalling. make it come alive. Alternatively, it can sense the load on the motor and follow a predetermined value. This results from limiting the output.

制御装置70は中央制御ユニット71を有している。ユニツト71は、液圧源3 0とナツト回転装置60とを制御する。この制御は、フランジに残留応力を生し させる接合ボルト取付ける所定の作業手順(sequence)と、万一、接合 ボルト内の残留応力の実際値が、この所定の一連の作業により表向き得られた値 と異なる場合に、その実際値を測定するトランスジューサ72からの信号により 決定される別の所定手順との双方に応して行なわれる。The control device 70 has a central control unit 71 . The unit 71 is the hydraulic pressure source 3 0 and the nut rotating device 60. This control creates residual stress in the flange. The predetermined work sequence for attaching the joining bolts, and the The actual value of the residual stress in the bolt is the value ostensibly obtained by this given sequence of operations. A signal from transducer 72 measures the actual value if it differs from and another predetermined procedure to be determined.

制御ユニット71はマイクロプロセッサにより構成するのが好ましい。このマイ クロプロセッサは、本発明の第2の側面に従って実施することか望まれる作業に 応じて、何らかの従来形式を適宜にプログラミングしておく。Control unit 71 is preferably implemented by a microprocessor. This my The processor is configured to perform tasks that are desired to be performed according to the second aspect of the invention. Accordingly, some conventional format is programmed accordingly.

先ず、フランジ11+、IIsを隣接穴対191,192の近くて接合ボルト1 3とボルト21を用いて接合する作業を検討する。ボルト21も、既述のように 接合ボルトであるのが好ましい。First, connect the flanges 11+ and IIs near the adjacent hole pair 191 and 192 with the connecting bolt 1. 3 and bolt 21 will be considered. As mentioned above, Bolt 21 Preferably it is a joint bolt.

フランジI1..ILは、貫通穴に関して整列せしめられるが、ギャップ16が 示すように間隔が開けられている。ボルト13.21は、それぞれ隣接穴対19 + 、l 9tに差込まれる。液圧ナツト41はボルト21の軸部上に組立てら れており、この結果、ボルト頭はフランジ11+に接触し、液圧ナツト41はフ ランジILに接触する。Flange I1. .. The IL is aligned with respect to the through hole, but the gap 16 is They are spaced as shown. Bolts 13.21 each have an adjacent hole pair 19 +, l is inserted into 9t. The hydraulic nut 41 is assembled on the shaft of the bolt 21. As a result, the bolt head contacts the flange 11+, and the hydraulic nut 41 contacts the flange 11+. Contact lunge IL.

ナツト15はボルト13の軸部22にねし込まれ、その後て液圧応力発生装置が 組立てられる。作動ロッド51はボルトの空所25内に配置され、操作ヘッド5 2か軸部端にねじ込まれる。次いで、ナツト回転装置60が組立てられ、モータ 61が、歯車62.63を介してナツトと駆動接続され、かつまた接合ボルト2 1頭部に付加された予圧ラム64と駆動接続され、ボルト13の頭部がフランジ 11+に対して押付けられる。The nut 15 is screwed onto the shaft 22 of the bolt 13, and then the hydraulic stress generator is Can be assembled. The actuating rod 51 is arranged in the bolt cavity 25 and is connected to the operating head 5 2 screwed into the end of the shaft. Next, the nut rotating device 60 is assembled and the motor 61 is in driving connection with the nut via gears 62, 63 and also with the connecting bolt 2. The head of the bolt 13 is connected to the preload ram 64 attached to one head, and the head of the bolt 13 is connected to the flange. Pressed against 11+.

モータ61は制御ユニット71に接続され、制御ユニット71から適宜な駆動信 号をライン73を介して受信する。操作ヘッド52と液圧ナツト41とは、液圧 ポンプ31の共通の出力ライン34に液圧接続されている。The motor 61 is connected to a control unit 71 and receives an appropriate drive signal from the control unit 71. The signal is received via line 73. The operating head 52 and the hydraulic nut 41 are It is hydraulically connected to a common output line 34 of the pumps 31.

制御ユニット71が存しているデータは、接合ボルトの残留応力目標値である。The data stored in the control unit 71 is the residual stress target value of the joint bolt.

この目標値はナツト15との相互噛合いの場合の目標値である。こうした点を顧 慮して、制御ユニット71は、所定残留応力が達成される位置をナツトが占めら れるように、接合ボルトに加える必要のある初引張応力又は取付引張応力を記載 する、もしくは計算することができる。この取付残留応力は、もちろん、操作ヘ ット52と作動ロッド51との間に及ぼされる力によって加えられ、直接に液体 室56内の液圧に関係している。したがって、制御ユニット71は、実際にはこ の液圧値を記憶し、この液圧値が、初引張応力及び/又は残留応力の値の代りに 、もしくはその値に加えて、特定ボルトに対する取付引張応力を与えるのである 。This target value is a target value in the case of mutual meshing with the nut 15. Considering these points In view of this, the control unit 71 determines whether the nut occupies a position where a predetermined residual stress is achieved. Indicate the initial tensile stress or installation tensile stress that must be applied to the joint bolt so that the or can be calculated. This mounting residual stress, of course, The force exerted between the rod 52 and the actuating rod 51 directly causes the liquid to It is related to the hydraulic pressure within chamber 56. Therefore, the control unit 71 actually The hydraulic pressure value is memorized and this hydraulic pressure value is used instead of the initial tensile stress and/or residual stress value. , or in addition to that value, gives the installation tensile stress for a specific bolt. .

第3図には制御ユニット71の制御により、もしくはその制御下で実施される接 合方法の各処置がまとめられている。FIG. 3 shows connections carried out by or under the control of control unit 71. Each treatment method is summarized.

制御ユニット71は、液圧源3oを作動させ、ライン34を介し適宜な圧力で流 を吐出させ、ヘッド52と液圧ナツト41を操作する。The control unit 71 operates the hydraulic pressure source 3o and causes the fluid to flow through the line 34 at an appropriate pressure. is discharged, and the head 52 and hydraulic nut 41 are operated.

流体圧力は、液圧ナツト41内で2つの部分42と44とを分離するよう作用し 、ボルト頭をフランジII+ と接触させ、ナツトの部分44をフランジILと 強制的に接触させる。同時に、流体圧力は、操作ヘッド52内で作用し、接合ボ ルト13の両端間に所定設置引張応力を生ぜしめ、ナツト回転装置のラム64内 には、接合ボルトの頭部をフランジ11+に接触させる予圧を与える。数秒後に 液圧ナツト41により双方のフランジが引張り合わせられ、接合ボルト13に対 しては引張応力を与えて伸長させ、維持された圧力により、制御ユニットが更に ナツト回転装置60を励起し、モータ61がナツト15を軸部に沿って回転させ 、フランジIlzと接触させる。モータにかかる負荷は検知され、モータへの給 電が停止されるか、又は、適当な間隔をおいた後、失速モータの給電が簡単に止 められる。これに続いて、液圧が液圧ナツト41がら除かれ、ヘッド52が操作 される。接合ボルトに加わる引張応力が、ナツト15により設置応力値より出来 るかぎり僅かだけ低い残留応力水準て維持される。Fluid pressure acts within the hydraulic nut 41 to separate the two portions 42 and 44. , the bolt head is in contact with flange II+, and the nut part 44 is in contact with flange IL. Force contact. At the same time, fluid pressure acts within the operating head 52 to A predetermined tensile stress is created between both ends of the nut 13, and the ram 64 of the nut rotating device is A preload is applied to bring the head of the joining bolt into contact with the flange 11+. after a few seconds Both flanges are pulled together by the hydraulic nut 41 and attached to the joint bolt 13. The control unit then stretches by applying a tensile stress, and the maintained pressure causes the control unit to further The nut rotating device 60 is excited, and the motor 61 rotates the nut 15 along the shaft. , in contact with the flange Ilz. The load on the motor is detected and the supply to the motor is The stalled motor may easily be de-energized after the power is removed or after a suitable interval. I can't stand it. Following this, hydraulic pressure is removed from the hydraulic nut 41 and the head 52 is operated. be done. The tensile stress applied to the joint bolt can be calculated from the installation stress value by the nut 15. Only slightly lower residual stress levels are maintained as long as possible.

フランジは、少なくともこの時点では、したがって、おそらく所定のカであるは ずの力によって圧縮状態で保持される。次いで、ナツト回転装置、操作ヘッド、 液圧ナラ)・が、除去される。所望とあれば、操作ヘッドとナツト回転装置は、 ボルト21上に、ナツト】5に対応するナツト(図示せず)の次に組立ててもよ い。The flange is therefore probably in place, at least at this point. held in compression by the force of Next, the nut rotating device, the operating head, Hydraulic Nara) is removed. If desired, the operating head and nut rotating device can be It may be assembled on the bolt 21 next to the nut (not shown) corresponding to nut 5. stomach.

そのボルトは同しような形式で固定されるが、液圧ナツトなしでか、もしくは隣 接六対(図示せず)を貫通して延びるボルトまで移動せしめられだ液圧ナツトに より固定される。The bolt is secured in a similar manner, but without or adjacent to the hydraulic nut. A hydraulic nut is moved up to a bolt that extends through a connecting socket (not shown). More fixed.

所定残留応力が十分な精度でボルト13に生していないと仮定される場合には、 好ましくは液圧応力発生装置、ナツト回転装置、液圧ナツトを除去する前に、作 業の別の制御シーケンスを、制御装置を介して、トランスジューサ72がらの信 号による接合ポル[3の残留応力実際値測定に応答して行なうようにする。If it is assumed that the predetermined residual stress is not generated in the bolt 13 with sufficient accuracy, Preferably, the hydraulic stress generating device, nut rotating device, and hydraulic nut should be operated before removal. Another control sequence for the operation is transmitted via the controller to the transducer 72. This is done in response to the measurement of the actual value of the residual stress of the joint pole [3] according to No.

制御装置は、前述のような関連初期引張応力に関係する単に類似しているだけの 流体圧よりも、むしろ残留応力の所定値又は目標値を記憶することが要求され、 トランスジューサ72の信号から直接的又は間接的に残留引張応力の実際値を決 定し、この値を目標値と比較し、誤差の値を確認する。誤差が許容公差を示す小 さい域値を超えていれば、制御装置が、ボルト内の残留応力を変更するナツト回 転量を計算するか、又は表から調べて、測定誤差を除去する。残留応力を増大さ せねばならない場合は、ボルトには付加的な引張応力を加え十分に伸長させ、ナ ツトを更にボルト頭方向へ動かさねばならないことが明瞭に要求される。他方、 残留応力を低減せねばならない場合は、ナツトをボルト頭から離れる方向へ動が し、ナツトから残留荷重を減じる必要が明瞭に要求される。したがって、要求さ れるナツト回転の標識(sign)と大きさとは、直接に、又はこの修正引張応 力/必要とされるボルトの伸長度、操作ヘッドが必要とする最低液圧を介して計 算に、又は調へに利用される。The control device is simply analogous to the associated initial tensile stress as described above. It is required to memorize a predetermined or target value of residual stress rather than fluid pressure; Determine the actual value of the residual tensile stress directly or indirectly from the signal of the transducer 72. and compare this value with the target value to check the error value. Small error indicates acceptable tolerance If the threshold value is exceeded, the control will activate the nut rotation to change the residual stress in the bolt. Calculate the displacement or look it up from a table to eliminate measurement errors. increase residual stress If necessary, the bolt should be stretched sufficiently by applying additional tensile stress to the bolt. It is clearly required that the bolt must be moved further towards the bolt head. On the other hand, If residual stress must be reduced, move the nut away from the bolt head. However, there is a clear need to reduce the residual load from the nut. Therefore, the required The sign and magnitude of the nut rotation caused can be determined directly or by this modified tensile response. Force/required bolt extension, measured via the minimum hydraulic pressure required by the operating head. Used for calculation or key.

これらの値がすべて確認されると、制御装置が液圧源を操作することにより、ポ ンプ31が流体を液圧ナツト41と操作ヘッド51へ給送し、決定圧力が達成さ れ、それによって決定修正引張応力が達成される。接合ボ/U)がこの修正引張 応力により伸長されたと見なされると、制御装置がナツト回転装置を操作し、ラ ム64を介して接合ボルト頭23がフランジ11.に予圧を与えるようにし、が つモータ61を操作してナツト15が決定量だけ再位置決めされるようにする。Once all these values have been verified, the control unit operates the hydraulic pressure source to The pump 31 delivers fluid to the hydraulic nut 41 and the operating head 51 until the determined pressure is achieved. , thereby achieving the determined modified tensile stress. The joint bo/U) is under this modified tension. Once the stress is considered to be elongating, the controller operates the nut rotating device to tighten the nut. The joint bolt head 23 is connected to the flange 11. so that a preload is applied to the motor 61 is operated so that nut 15 is repositioned by a determined amount.

次いで、制御装置71は液圧ナツトと液圧応力発生器から圧力が逃がされるよう にする。The controller 71 then causes pressure to be relieved from the hydraulic nut and the hydraulic stress generator. Make it.

この段階で、この1回の修正が適当と見なされた場合、あるいは又、残留応力を 再測定して、除去すべき誤差が見られな(なるまで、前記手続きを反復したのち 、ナツト回転装置及び液圧ナツト41をボルト13.21から除去し、別のボル トについて以上の全作業を反復する。At this stage, if this one-time modification is deemed appropriate, or alternatively Re-measure and repeat the above procedure until no errors are found that should be removed. , the nut rotation device and the hydraulic nut 41 are removed from the bolt 13.21 and replaced with another bolt. Repeat all the above steps for each target.

以上に述べた最初の取付は手順ないしシーケンスと、所定条件より実際条件に応 答する別の手順ないしシーケンスとによって示されるフランジ付ボディ接合方法 の場合、フランジを互いに密接させるために要するカは、引張応力が所定限界内 に維持されねばならない接合ボルト、及び/又は反復可能の精度をもってボルト 上に位置決めされる必要のあるナツトに加えられるカとは分離されている。ボル ト上でのナツトの位置決め時には、ナツトとボルト軸部との間に作用するカとは 別の力を克服する必要はない。この位置決めに用いられる装置は、いちと組立て られれば、所定値での最初の取付は作業と、もし必要であれば、自動的に一連の 反復修正を行なって所定値を達成するフォローアツプ作業との双方を実施するこ とができる。The initial installation described above is based on the procedure or sequence and the actual conditions rather than the predetermined conditions. a flanged body joining method indicated by an alternative procedure or sequence that In the case of joint bolts that must be maintained at It is separate from the force applied to the nut which needs to be positioned above. Bol When positioning the nut on the bolt, what is the force that acts between the nut and the bolt shaft? There is no need to overcome another force. The device used for this positioning is assembled once. If the Follow-up work to achieve predetermined values through iterative corrections should be carried out. I can do it.

第」図と関連して以上述へたように、タービンケーシングなとのフランジ付ボデ ィ10は、複数の穴対を有し、かつまた、実際にはボディ上のいくつかの別々の 個所で同時的に、しかも好ましくは最短の組立時間でフランジを接合し、前記の 各個所に複数接合ボルトを同時的に取付けなければならない。As mentioned above in connection with Figure 1, flanged bodies such as turbine casings The body 10 has multiple hole pairs and also actually has several separate holes on the body. joining the flanges simultaneously in place and preferably with the shortest possible assembly time; Multiple joint bolts must be installed simultaneously at each location.

本発明による接合装置は、そのような作業に好適である。再び第2図を見ると、 液圧源30は、ポンプの吐出管路34の途中に液体分配マニホールド36を有し ている。このマニホールド36は、複数の(図示の場合は6つ)の液圧ナツト及 び操作ヘッド対に等しい液圧を供給する。つまり、液圧ナラ1−装置40は符号 41に対応する6個の液圧ナツトを有し、液圧応力発生装置50は、それぞれ操 作ヘット52と作動ロット51とを有する6つの液圧応力発生器を備えている。The joining device according to the present invention is suitable for such work. Looking at Figure 2 again, The hydraulic source 30 includes a liquid distribution manifold 36 in the pump discharge line 34. ing. This manifold 36 has a plurality (six in the illustrated case) of hydraulic nuts and and the operating head pair. In other words, the hydraulic Nara 1-device 40 has the symbol 41, each hydraulic stress generating device 50 has six hydraulic nuts corresponding to Six hydraulic stress generators having working heads 52 and working lots 51 are provided.

したがって、ナツト回転装置60は6つのモータ61と予圧ラム64を有してい る。Therefore, the nut rotating device 60 has six motors 61 and a preload ram 64. Ru.

同しように、制御装置70はトランスジューサ・マルチプレックス装置74を存 している。この装置74は、同時取付けされている接合ボルトのそれぞれにより 保持されている複数トランスジューサ72からの信号を受信できる。これによっ て、トランスジューサの信号が制御ユニット71により受取られるか、あるいは 又、各ボルトからサンプリングされ、再び各ボルトへ作用せしめられるかする。Similarly, the controller 70 includes a transducer multiplexer 74. are doing. This device 74 is operated by each of the joint bolts installed at the same time. Signals from multiple transducers 72 held can be received. By this the transducer signal is received by the control unit 71, or It is also sampled from each bolt and applied to each bolt again.

また、ナツト回転デマルチブレックス装置75は、各ボルトのナツトの再位置決 め時に発せられるナツト回転信号を、回転度を決定した残留応力信号を発したト ランスジューサと組合わされている各ボルトへ分配することができる。The nut rotation demultiplexing device 75 also repositions the nut of each bolt. The nut rotation signal that is emitted when the rotation is It can be distributed to each bolt associated with the transducer.

作業中、1グル一プ6個の接合ホルト取付けの場合、制御ユニットは、各応カド ランスジューサをポーリングし、必要であれば、6個の各ボルトに必要とされる ナンド位置修正値を決定し、必要な修正引張応力値の最大値を達成する。制御装 置は液圧源を操作して、その圧力をマニホールド36を介してすべての操作ヘッ トと隣接液圧ナツトへ分配し、次いて順次に6個のボルトと組合わされているす yトの、決定された再位置決めを開始する。During work, when installing 6 joint bolts in 1 group, the control unit will Poll the transducer and, if necessary, the required amount for each of the six bolts. Determine the Nando position correction value to achieve the maximum required correction tensile stress value. control equipment The system operates a hydraulic pressure source and distributes that pressure through manifold 36 to all operating heads. and adjacent hydraulic nuts, and then sequentially associated with six bolts. y start the determined repositioning.

1つのグループの正確な接合ボルト数、又はボディフランジへのボルトの配置は 種々選択可能である。しかしながら、その場合、取付けの初期段階に極めて大き い圧縮力を各ボルトが維持せねばならないようなときには、複数の接合ボルトを 一個所に一緒に一連の穴対1つおきに取付け、かつまた間に来る穴対には液圧ナ ツトを保持するボルトが当たるようにする。実現可能であれば、ボディ全体に設 けられたへ対が単一グループと見なされるようにすることにより、六対のすべて が、接合ボルト応力発生装置か液圧ナツトかを保持するボルトを有することにな り、すべてのボルトに同時に応力が加えられることになる。The exact number of joint bolts in one group or the placement of bolts on the body flange is Various selections are possible. However, in that case, a very large Multiple joint bolts may be used when each bolt must maintain a high compressive force. Install every other hole pair in a series together in one location, and also have hydraulic Make sure that the bolt that holds the bolt touches it. If possible, install it throughout the body. All six pairs are treated as a single group. shall have a bolt holding either a joint bolt stress generator or a hydraulic nut. This results in stress being applied to all bolts simultaneously.

穴の数や近接度、フランジ圧縮力の大きさと分配、フランジの挙動などに応じて 、異なる取付は形式を採用することができる。特に、1個所に一連の接合ボルト を取付ける場合、ボルトは穴1つおきよりも広い間隔をおくが、不均等の間隔を おいて取付けるようにする。たとえば、各接合ボルトは液圧ナツト41を保持す るボルトに隣接する穴に取付けると考えてよいが、このことは、1対の接合ボル トの間に液圧ナツト4Iを存するボルトが配置され、2対の隣接する六対は接合 ボルトが分は合うと、あるいはその逆と理解するようにする。Depending on the number and proximity of holes, the magnitude and distribution of flange compression force, flange behavior, etc. , different installation formats can be adopted. In particular, a series of joint bolts in one place When installing bolts, space the bolts wider than every other hole, but avoid uneven spacing. Make sure to install it with the For example, each joint bolt holds a hydraulic nut 41. This means that a pair of mating bolts A bolt with a hydraulic nut 4I is placed between the bolts, and the two adjacent pairs are joined together. Make sure you understand that bolts match and vice versa.

事情によっては、フランジの構成と、フランジを互いに接触させるのに要する力 とによって、ボルトの取付けが、同時的に応力を加えられる接合ボルト13と液 圧ナツトを保持するボ)I叶21と力慣通される穴対で行なうことが可能、もし くは望ましくさえある。この六対は近接しているが隣接はしていない。言いがえ ると互いに最も近くに位置し、十分に密接しており、前記フランジの構造及び挙 動に関しては、隣接六対の場合同様に効果的に液圧ナツトによるフランジ締付け が可能である。Depending on the circumstances, the configuration of the flanges and the force required to bring them into contact with each other The installation of the bolt is performed by simultaneously applying stress to the joint bolt 13 and the liquid. It is possible to do this with a pair of holes that hold the pressure nut and the I leaf 21 and force are passed through, if or even desirable. These six pairs are close together but not adjacent. Paraphrase are located closest to each other, sufficiently close together, and the structure and behavior of said flanges Regarding movement, the flange can be tightened using hydraulic nuts as effectively as in the case of six adjacent pairs. is possible.

フランジ付きボディ部分が特に間隔が開いている(ギャップ16により)場合、 及び/又は、少数の十分に間隔の開いた複数個所での取付は初期段階で互いに締 付けられて変形が生じ易い場合には、取付けられる各接合ボルトの近接域に生じ る力に加えて、フランジ締付力がより一層均等に分散されるようにするのが望ま しい。すなわち、ホルト21のような、液圧ナツトを保持する複数の追加ボルト を用いて、接合ボルトの隣接域より大きいフランジ区域にわたってフランジを締 付けるようにする。If the flanged body parts are particularly spaced apart (due to gaps 16), and/or installations in a small number of well-spaced locations may be initially tightened together. If deformation is likely to occur in the vicinity of each joint bolt to be installed, It is desirable that the flange clamping force be distributed more evenly Yes. i.e. several additional bolts holding hydraulic nuts, such as bolts 21. Tighten the flange over a flange area that is larger than the adjacent area of the connection bolt using Try to attach it.

制御装置70は、取付けに関係する装置を有し、この装置は中央処理装置がら制 御するのが最も便利である。たとえば、残留引張応力の測定値や、修正時の圧力 等の決定修正値及び中間値は、各ボルト毎に記録され、表示ユニット76及び/ 又はプリンタ77により見ることができ、キーボード78ではデータの入力が可 能である。更に、制御装置は、ボルト群の最初の取付に用いられる記憶された所 定値を、決定された誤差に応じて、後続ボルト群に利用される取付は値に収斂さ せるようにする。これらの取付は値は、更に二、三の修正手続をもって、もしく は修正手続なしで、許容公差を満足させる値である。The control device 70 includes devices related to installation, which are controlled by the central processing unit. It is most convenient to control. For example, residual tensile stress measurements or correction pressures. The determined correction values and intermediate values are recorded for each volt and displayed on the display unit 76 and/or Alternatively, the data can be viewed using the printer 77, and data can be entered using the keyboard 78. It is Noh. In addition, the control device stores a memorized location used for the initial installation of the bolt group. Depending on the determined error, the attachments used for subsequent bolt groups converge to the value. make it possible to do so. These installation values may be modified with a few further correction procedures or is the value that satisfies the tolerance without any correction procedure.

トランスジューサ72は超音波装置を有している。この装置からは、ボルト両端 間の長さに関係する接合ボルト引張応力、つまりボルト両端間に生しる延伸度を 示す信号を発する。このトランスジューサには適当な音響カップリングを音響反 射が正しく受取れる位置に付加しておく必要がある。このトランスジューサは、 また、市販の引張応力測定装置80と一緒に、又はこの装置80の一部として用 いてもよい。この装置80は、トランスジューサに代って補助するオシロスコー プと結合されている。この装置80は、多重通信方式に従って各トランスジュー サの位置決め(locating)に関して制御ユニy h 71に接続される ようにし、また、取付は中にリアルタイムで各測定引張応力を図示できるように し、がっ又/もしくはトランスジューサからの各応力値の計算の若干を行ない得 るようにするのが好ましい。Transducer 72 includes an ultrasound device. From this device, both ends of the bolt The tensile stress of the joint bolt, which is related to the length between emits a signal indicating the This transducer is fitted with a suitable acoustic coupling and acoustic reaction. It is necessary to add it to a position where the radiation can be received correctly. This transducer is Also, it can be used together with a commercially available tensile stress measurement device 80 or as a part of this device 80. You can stay there. This device 80 is an oscilloscope that assists in place of a transducer. is combined with the This device 80 has each transducer according to the multiplex communication method. connected to control unit y h 71 for locating the It also allows you to visualize each measured tensile stress in real time during the installation. and/or perform some of the calculations for each stress value from the transducer. It is preferable that the

個々の事項又は品目の多くは、以上の記述と正確に等しい形式をとらなくともよ い。また、以上の記述の適切な個所や従来技術の範囲内で述べたことと、いずれ も正確に等しい形式をとらなくともよい。圧力源や液圧ナツト装置の形式、また 成る程度までは液圧応力発生装置の形式も、既述の機能上の効果が達せられれば 、別の変更形式であってもよい。Many individual items or items need not take a form exactly equivalent to the above description. stomach. In addition, what has been said in appropriate parts of the above description and within the scope of the prior art, do not have to take exactly the same form. The type of pressure source or hydraulic nut device, or The type of hydraulic stress generator can also be used to the extent that the above-mentioned functional effects can be achieved. , may be in another modified format.

ナツト回転装置60は、接合ボルトの頭をフランジに隣接配置するためのラム装 置64を有している。このラム装置64は、隣接ボルトの頭板外のもの、たとえ ばフランジ付きボディの他の部分、又は適当なフロア上にでも、ボルトの性質と は関わりなく支持される。The nut rotating device 60 is a ram device for arranging the head of the joining bolt adjacent to the flange. It has a position 64. This ram device 64 can be used to remove objects outside the headboard of adjacent bolts, e.g. Depending on the nature of the bolts, other parts of the flanged body or even on a suitable floor is supported regardless.

更に、制御装置と組合わされたナツト回転装置も、既述の形式を変更できる。Furthermore, the nut rotating device associated with the control device can also be modified from the type described.

既述の形式では、ナツト位置は接合ボルトの最初の取付けて決定される。In the type described, the nut position is determined upon initial installation of the connection bolt.

ボルト取付は時の引張応力の所定水準がボルト軸部にある場合、最初の取付は時 にフランジと接触するようにナツト位置を決めることが好ましく、また、この位 置は、最初のナンド位置とは関わりなく、単にナツトを回転させてフランジに接 触させることにより、容易に達成可能である。とはいえ、各接合ボルトのナツト が、周知の位置に、つまり操作ヘッド又は軸部の何らかのマーカーに接触するよ うに配置される場合、ナツトは、既述のように、軸部の所定引張応力又は測定引 張応力に従って一定距離だけ変位せしめられ、ナツト位置が修正される。If a given level of tensile stress is present in the bolt shank, the initial installation will be It is preferable to position the nut so that it makes contact with the flange at this point. The position is independent of the initial Nand position, simply rotate the nut to make contact with the flange. This can be easily achieved by touching the However, the nut of each joint bolt is in a known position, i.e. in contact with some marker on the operating head or shank. If the nut is placed in the The nut position is corrected by displacing the nut by a certain distance according to the tension stress.

液圧応力発生装置の形式も接合ボルトの設計に応して変更されてよい。たとえば 操作ヘッドは、中心の空所がヘッド端に向って開いている場合は、接合ボルトの 頭部又は有効頭部(effective head)に取付けるか、頭部の外側 に取付けるようにする。そのような場合には、液圧応力発生器を穴対に差込まれ ているボルトに先行するボルト上に組立てるのが望ましいか、又は適切であり、 かつまた、六対にボルトを差込む前に取付引張応力をボルトに加えることができ 、このため、より小さい穴を用いることができ、残留応力により半径方向の干渉 ばめが可能になる。The type of hydraulic stress generator may also vary depending on the design of the connecting bolt. for example If the operating head has a central cavity that opens towards the end of the head, the connecting bolt Attached to the head or effective head, or attached to the outside of the head so that it is installed on the In such cases, a hydraulic stress generator may be inserted into the hole pair. It is desirable or appropriate to assemble on the bolt that precedes the bolt that is Additionally, installation tensile stress can be applied to the bolts before inserting them into the six pairs. , this allows smaller holes to be used and reduces radial interference due to residual stresses. Fit is possible.

以上に説明したような、ボディ部分を互いに接合する方法と装置は、タービンケ ーシングなどの閉鎖ボディに利用できるのみてなく、フランジ付端部を有するバ イブなと、他のボディにも利用できる。その場合には、接合ボルト内への精密か つむらのない残留応力設定とは別個に、フランジ相互の接触を容易化する措置が 開発される。更に、本発明の方法と装置とは、ボディのフランジの接合に限定さ れるものではなく、整列せしめられた六対を有し、同様の接合ボルトにより圧縮 状態で接合される合わせボディ部分に適用することができる。The method and apparatus for joining body parts together, as described above, is It can be used for closed bodies such as It can also be used on other bodies. In that case, the precision inside the joint bolt In addition to uniform residual stress settings, measures are taken to facilitate contact between flanges. will be developed. Further, the method and apparatus of the present invention are not limited to joining flanges of bodies. It has six pairs aligned and compressed by similar connecting bolts. Can be applied to mating body parts that are joined in the situation.

国際調査報告 、、、□7.。。っ7゜+、、+、。International search report ,,,□7. . . 7゜+、、+、。

1+++++ll+j+++++ PCT/GB 93101010国際調査報 告1++++++ll+j++++++ PCT/GB 93101010 International Research Report notice

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.穴を有する2つのボディ部分(111,112)を対面させて、少なくとも 1つの自己応力発生接合ボルト(13)により圧縮状態で接合する方法において 、 (i)ボディ部分を互いに対面配置して、その複数の穴(17,18)を、間隔 をおいた穴対(191,192)として整列させるようにし、(ii)少なくと も1個が接合ボルトである少なくとも2個のボルト(13,21)を隣接穴対( 191,192)に貫通させることにより、各ボルトのボルト頭各部(14)が 一方のボディ部分(111)に隣接し、ねじの切られた軸部(221)が、他方 のボディ部分(112)から突出し軸部各部(222)まで延びるようにし、 (iii)接合ボルト(13)上にナット(15)と液圧応力発生装置(50) を組立て、 (iv)少なくとも1個の隣接配置されたボルトの前記突出各部上に液圧ナット (41)を組立て、このナット(41)の一部が前記突出各部と噛合い、他方の 部分がボルトの突出しているボディ部分(112)に支えられるようにし、(v )前記液圧ナット(41)と、前記ボルトの液圧応力発生装置(50)との双方 に液圧源(30)からの液圧を加え、それによる液圧ナットの伸長によってボデ ィ部分が相互に強制的に接触せしめられ、また液圧応力発生装置の伸長により接 合ボルト(13)内に所定の取付引張応力が発生せしめられ、(vi)接合ボル ト上のナット(51)を回転させ、ナット(51)が、応力を加えられた軸部( 22)に対し所望位置を占めるようにし、(vii)液圧ナット(41)と液圧 応力発生装置(50)の双方から液圧を解除することを特徴とする、穴を有する 2つのボディ部分を接合する方法。 2.請求項1に記載の方法において、液圧ナット(41)を保持する各ボルト( 21)には、液圧応力発生装置(50)を保持する各ボルト(13)より少ない 程度に応力が加えられることを特徴とする方法。 3.請求項1又は2に記載の方法において、(i)引張応力が前記ナット(15 )により維持される少なくとも1個の接合ボルト(13)について、このボルト の残留引張応力の少なくとも代表的な値を決定し(72)、 (ii)前記決定値と目標値との間の誤差から、残留応力目標値を生じさせるに 相応わしい、ボルトに対するナット位置の変更量を決定し(71)、(iii) 前記各接合ボルト(13)上の液圧応力発生装置(50)と、前記隣接ボルト( 21)上の液圧ナット装置(40)との双方に液圧を加え(30)、それによっ て前記各接合ボルトを十分に伸長させ、そのナット(15)には前記決定値によ り再位置決めし、他方、ナットに隣接するボディ部分相互の接触力が維持される ようにし、 (iv)各ナット(15)を決定された変化量に従って再位置決めし、(v)液 圧ナットと液圧応力発生装置との双方から、液圧を解除することを特徴とする方 法。 4.請求項1から3のいずれか1項に記載の方法において、複数隣接穴対のうち の交互の穴を貫通して延びる複数接合ボルト(13)に対し、液圧応力発生装置 (50)により同時的に引張り応力を加えることを特徴とする方法。 5.請求項4に記載の方法において、請求項3に従属する場合には、液圧応力発 生装置を保持している複数接合ボルトのそれぞれについて、残留応力の前記代表 値を決定し、かつまた、前記複数接合ボルト(13)のすべてと、その隣接ボル ト(21)とに関係する液圧応力発生装置(50)と液圧ナット装置(40)と に対して液圧を加える(30)ことを特徴とする方法。 6.請求項1から5のいずれか1項に記載の方法において、各接合ボルト(13 )と関連するナット(15)の回転が、ナットに接続されたモータ(61)によ り行なわれることを特徴とする方法。 7.請求項6に記載の方法において、請求項3に従属する場合には、前記複数接 合ボルト(13)のナット(15)の再位置決めに関係するモータ(61)を、 共通の制御装置(70)により決定され、複数モータ間の時分割多重方式(ti memultiplexing)(74,75)により分配される変化量に従っ て順次に操作することを特徴とする方法。 8.複数貫通穴(17,18)が穴対(191,192)として互いに整列せし められている2個のボディ部分(111,112)を接合する装置において、( i)液圧源(30)が備えられ、 (ii)液圧ナット装置(40)が、穴対(192)の一方の穴(18)から延 びるボルト(21)の軸部(22)に対し、穴を有するボディ部分(112)に 対して反作用する引張応力を加えるように操作でき、それによって他方のボディ 部分(111)に隣接するボルト頭により2つのボディが引張り合わされて接触 せしめられ、 (iii)液圧応力発生装置(50)が、その内部の液圧に応動して、隣接穴対 (191)から突出している接合ボルト(13)の軸部(22)に対し、反対側 のボルト頭(14)に対して反作用する引張応力を加え、(iv)液圧応力発生 装置(50)と関連するナット回転装置(60)を、接合ボルト(13)が、一 方のボディ部分(111)と接触しているボルト頭(14)を介して、双方の接 触せしめられているボディ部分に対して保持されるように操作することができ、 更にまた、ナット回転装置(60)を、軸部上のナット(15)が他方のボディ 部分(112)に対して位置決めされるように操作することができ、 (v)制御装置(70)を、順次に次のように操作可能であること、すなわち、 (a)前記液圧ナット装置(40)と液圧応力発生装置とを、前記隣接ボルトに 対して接合ボルト内の引張応力を所定水準に到達させるような液圧にて作動させ 、(b)ナット回転装置(60)を作動させ、更に(c)前記液圧ナット装置( 40)と液圧応力発生装置(50)の作動を停止し、前記接合ボルト頭とナット とを介して、接合ボルト内の残留応力の所定水準に少なくとも近似する値を達成 するように操作可能であることを特徴とする、2つのボディ部分を接合する装置 。 9.請求項8に記載の接合装置において、制御装置(70)が、最初の取付時に 接合ボルト(13)に対する引張応力取付水準とそのための液圧値とを決定する ように、かつまた、ナット回転装置(60)が、前記ナット(15)を、軸部に 対して前記他方のボディ部分(112)と接触するまで変位させるように構成さ れていることを特徴とする接合装置。 10.請求項8又は9に記載の装置において、応力トランスジューサ(72)を 、接合ボルト(13)の残留引張応力の代表信号が得られるように操作可能であ り、更に制御装置(70)が(i)トランスジューサ(72)に対し応動して残 留引張応力の目標値と実際値との差を除去するのに要するナット(15)の変位 量を決定し、(ii)接合ボルトに対する修正引張応力を計算するよう操作可能 であり、この接合ボルトは前記変位を生じさせるために、自由にナットを移動さ せることができ、更に、(iii)順次に次の措置を生じさせるよう操作可能で あり、すなわち(a)液圧ナット装置(60)と液圧応力発生装置(50)とを 、前記接合ボルト(13)と隣接ボルト(21)とに対して、接合ボルトに前記 修正引張応力を与え得る液圧で作動させ、(b)ナット回転装置(60)を前記 計算値だけナットを変位させるよう作動させ、(c)前記液圧ナット装置と液圧 応力発生装置との作動を停止させるよう操作可能であることを特徴とする接合装 置。 11.請求項8から10のいずれか1項に記載の接合装置において、液圧源(3 0)が、制御装置(70)により決められた時間に、決められた圧力で液圧液を 吐出するよう構成されていることを特徴とする接合装置。 12.請求項8から11のいずれか1項に記載の接合装置において、ナット回転 装置(60)がナット(15)に接続されたモータ(61)を有し、ボルト軸部 (22)の周囲でナットを回転させるように操作でき、更にナットの位置変更を 決めるよう位置に対し制御可能であることを特徴とする接合装置。 13.請求項8から12のいずれか1項に記載の接合装置において、ナット回転 装置(60)がラム装置(64)を有し、このラム装置(64)を接合ボルト頭 (14)に予圧を与えてボディ部分と接触させるよう操作可能であることを特徴 とする接合装置。 14.請求項8から13のいずれか1項に記載の接合装置において、液圧応力発 生装置(80)が、複数穴対を貫通して延びる複数接合ばね(13)と個別に関 係するようにされた複数の液圧リンク式液圧応力発生器(52)を有しており、 更に、液圧ナット装置(40)が、複数穴対を貫通して延びる複数ボルト(21 )と個々に関連づけられるようにされた複数液圧リンク式液圧ナット(41)を 有しており、この結果、それぞれが前記応力発生器を保持する接合ナットの隣接 域内に位置することを特徴とする接合装置。 15.請求項14に記載の接合装置において、請求項10に従属する場合には、 制御装置(70)がマルチプレキシング装置(74)を有し、この装置(74) を、順次に各接合ボルトと関連する応力トランスジューサ装置(72)からの信 号を受けるよう操作可能であり、かつまた制御装置(70)がデマルチプレキシ ング装置(75)を有し、この装置(75)を、検出された残留引張応力値に対 応する接合ボルトに対しナット回転装置を作動させるよう操作可能であることを 特徴とする接合装置。[Claims] 1. The two body parts (111, 112) having holes face each other, and at least In a method of joining in a compressed state using one self-stress-generating joining bolt (13) , (i) The body parts are arranged facing each other, and the plurality of holes (17, 18) are spaced apart from each other. (ii) at least At least two bolts (13, 21), one of which is a joint bolt, are inserted into adjacent hole pairs ( 191, 192), each bolt head (14) of each bolt is Adjacent to one body portion (111), a threaded shank (221) is located on the other side. extending from the body portion (112) to each protruding shaft portion (222), (iii) nut (15) and hydraulic stress generator (50) on the joint bolt (13); Assemble the (iv) a hydraulic nut on each of said protrusions of at least one adjacently disposed bolt; (41) is assembled, a part of this nut (41) engages with each of the protruding parts, and the other part part rests on the protruding body part (112) of the bolt, (v ) both the hydraulic nut (41) and the bolt hydraulic stress generator (50); Applying hydraulic pressure from a hydraulic pressure source (30) to the hydraulic nut, the body is The two parts are forced into contact with each other and are brought into contact by extension of the hydraulic stress generator. A predetermined attachment tensile stress is generated in the joint bolt (13), and (vi) the joint bolt Rotate the nut (51) on the shaft so that the nut (51) (vii) Hydraulic nut (41) and hydraulic nut (41) having a hole, characterized in that it releases hydraulic pressure from both sides of the stress generator (50). A method of joining two body parts. 2. A method according to claim 1, in which each bolt (41) holding a hydraulic nut (41) 21) has less than each bolt (13) holding the hydraulic stress generator (50). A method characterized in that stress is applied to a certain degree. 3. 3. The method of claim 1 or 2, wherein (i) a tensile stress is applied to the nut (15). ) for at least one joint bolt (13) maintained by this bolt determining at least a representative value of the residual tensile stress of (72); (ii) To generate the residual stress target value from the error between the determined value and the target value. Determine an appropriate amount of change in the nut position relative to the bolt (71), (iii) A hydraulic stress generator (50) on each of the joint bolts (13) and the adjacent bolt (13) 21) Apply hydraulic pressure (30) to both the hydraulic nut device (40) above, thereby to fully extend each of the joint bolts, and the nuts (15) are set according to the determined values. while the contact force between the body parts adjacent to the nut is maintained. So, (iv) reposition each nut (15) according to the determined amount of change; (v) One characterized by releasing the hydraulic pressure from both the pressure nut and the hydraulic stress generator. Law. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein among the plurality of adjacent hole pairs, Hydraulic stress generator for multiple joint bolts (13) extending through alternate holes of (50) A method characterized by simultaneously applying tensile stress. 5. The method according to claim 4, when dependent on claim 3, For each of the multiple joint bolts holding the raw device, the representative of the residual stress and also all of the plurality of joint bolts (13) and their adjacent bolts. (21) and a hydraulic stress generator (50) and a hydraulic nut device (40). A method characterized in that applying (30) hydraulic pressure to. 6. A method according to any one of claims 1 to 5, in which each joint bolt (13 ) and the associated nut (15) are rotated by a motor (61) connected to the nut. A method characterized in that it is carried out by 7. A method as claimed in claim 6, when dependent on claim 3, in which the plurality of connections The motor (61) involved in repositioning the nut (15) of the mating bolt (13) is A common control device (70) determines the time division multiplexing (ti according to the amount of change distributed by memultiplexing (74, 75). A method characterized by sequential operations. 8. A plurality of through holes (17, 18) are aligned with each other as a hole pair (191, 192). In a device for joining two body parts (111, 112) that are i) a hydraulic pressure source (30) is provided; (ii) the hydraulic nut device (40) extends from one hole (18) of the hole pair (192); The body part (112) having a hole is attached to the shaft part (22) of the bolt (21) that extends. can be manipulated to apply a counteracting tensile stress to the other body, thereby The two bodies are pulled together and in contact by the bolt head adjacent to part (111). forced, (iii) The hydraulic stress generator (50) responds to the internal hydraulic pressure to The opposite side to the shaft (22) of the joint bolt (13) protruding from (191) (iv) generate hydraulic stress by applying a reactionary tensile stress to the bolt head (14) The connecting bolt (13) connects the nut rotating device (60) associated with the device (50). Both connections are made through the bolt head (14) which is in contact with the other body part (111). It can be operated so that it is held against the body part that is being touched, Furthermore, the nut rotating device (60) is arranged so that the nut (15) on the shaft part is connected to the other body. operable to be positioned relative to the portion (112); (v) The control device (70) can be operated sequentially as follows: (a) Attach the hydraulic nut device (40) and the hydraulic stress generator to the adjacent bolt. On the other hand, it is operated with a hydraulic pressure that causes the tensile stress in the joint bolt to reach a predetermined level. , (b) actuating the nut rotating device (60); and (c) operating the hydraulic nut device (60); 40) and the hydraulic stress generator (50) are stopped, and the connecting bolt head and nut are removed. Achieving a value that at least approximates the predetermined level of residual stress in the joint bolt through A device for joining two body parts, characterized in that it is operable to . 9. The joining device according to claim 8, wherein the control device (70) is configured to Determine the tensile stress installation level for the joint bolt (13) and the corresponding hydraulic pressure value. Also, the nut rotating device (60) rotates the nut (15) onto the shaft portion. and is configured to be displaced until it comes into contact with the other body portion (112). A joining device characterized by: 10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the stress transducer (72) , can be operated so as to obtain a representative signal of the residual tensile stress of the joint bolt (13). the controller (70) further responds to (i) the transducer (72) to Displacement of the nut (15) required to eliminate the difference between the target value and the actual value of the retention tensile stress (ii) operable to calculate the modified tensile stress for the connection bolt; and this joint bolt is free to move the nut in order to cause said displacement. and (iii) operable to cause the next action in sequence. Yes, that is, (a) the hydraulic nut device (60) and the hydraulic stress generator (50) , with respect to the joint bolt (13) and the adjacent bolt (21). (b) the nut rotating device (60) is actuated with hydraulic pressure capable of imparting a modified tensile stress; (c) said hydraulic nut device and hydraulic pressure; A joining device characterized in that it is operable to stop operation with a stress generating device. Place. 11. The joining device according to any one of claims 8 to 10, wherein the hydraulic pressure source (3 0) supplies hydraulic fluid at a predetermined pressure at a predetermined time by a control device (70). A bonding device configured to discharge. 12. The joining device according to any one of claims 8 to 11, wherein the nut rotation A device (60) has a motor (61) connected to a nut (15) and a bolt shaft. The nut can be rotated around (22), and the nut position can also be changed. A joining device characterized in that the position can be controlled to be determined. 13. The joining device according to any one of claims 8 to 12, wherein the nut rotation The device (60) has a ram device (64), which is connected to the joining bolt head. (14) is operable to apply preload to bring it into contact with the body part. A joining device for 14. The joining device according to any one of claims 8 to 13, The spring device (80) is individually connected to the plurality of joint springs (13) extending through the plurality of hole pairs. a plurality of hydraulic link type hydraulic stress generators (52) adapted to Further, the hydraulic nut device (40) includes a plurality of bolts (21) extending through the plurality of hole pairs. ) with multiple hydraulic link hydraulic nuts (41) adapted to be individually associated with each other. and, as a result, adjacent joint nuts each holding said stress generator A joining device characterized by being located within a region. 15. In the joining device according to claim 14, when dependent on claim 10, The control device (70) has a multiplexing device (74), which device (74) in turn from the stress transducer device (72) associated with each joint bolt. the controller (70) is operable to receive a demultiplex signal; The device (75) is adapted to respond to the detected residual tensile stress value. be operable to actuate the nut rotation device for the corresponding joining bolt. Characteristic joining device.
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