JPS61230873A - ボルトの締付工具 - Google Patents
ボルトの締付工具Info
- Publication number
- JPS61230873A JPS61230873A JP7096685A JP7096685A JPS61230873A JP S61230873 A JPS61230873 A JP S61230873A JP 7096685 A JP7096685 A JP 7096685A JP 7096685 A JP7096685 A JP 7096685A JP S61230873 A JPS61230873 A JP S61230873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bolt
- ultrasonic
- tightening
- elongation
- length
- 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.)
- Pending
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は原子力発電プラント、火力発電プラント、化学
プラント等で用いられる圧力容器等のフランジの締結ボ
ルトを締め付ける際に有効に活用するボルトの締付工具
に関する。
プラント等で用いられる圧力容器等のフランジの締結ボ
ルトを締め付ける際に有効に活用するボルトの締付工具
に関する。
従来例として、弾性締付用工具が開発されているが１本
締付工具は、ボルトを、降伏点まで締付けることにより
、ボルトが多数ある場の締付力のばらつきを防止するも
のである。
締付工具は、ボルトを、降伏点まで締付けることにより
、ボルトが多数ある場の締付力のばらつきを防止するも
のである。
原理としては、ボルトを締付ける際の締付トルクと、ナ
ツトの回転角を測定し、両者の間に線形つまり比例関係
にある時はボルト応力が弾性内である。
ツトの回転角を測定し、両者の間に線形つまり比例関係
にある時はボルト応力が弾性内である。
さらにボルトを締付けてゆくと、締付トルクと、ナツト
の回転角の関係が線形でなくなるポイントが発生する。
の回転角の関係が線形でなくなるポイントが発生する。
このポイントに至ると、ボルトは弾性領域をはずれ降伏
領域に入る。このポイントで締付を止める様にボルト締
付工具を設計しておけば、ちょう゛。
領域に入る。このポイントで締付を止める様にボルト締
付工具を設計しておけば、ちょう゛。
と降伏点までボルトを締付けることが可能である。
こうすることにより、成分及び熱処理を、管理し、同一
条件でボルトを作れば、降伏点はほぼ一定である為、均
一な締付力で多数のボルトを締付けることが可能である
。
条件でボルトを作れば、降伏点はほぼ一定である為、均
一な締付力で多数のボルトを締付けることが可能である
。
一方原子力プラント、火力プラント、化学プラント等に
用いられる圧力容器では、規格及び法律等により、・耐
圧部に用いる部材の許容応力は、概略、引張強さの１／
４又は１／３とする様に定められている。
用いられる圧力容器では、規格及び法律等により、・耐
圧部に用いる部材の許容応力は、概略、引張強さの１／
４又は１／３とする様に定められている。
耐圧部のボルトについても上記にほぼ従っておリ、ボル
ト材は弾性範囲内で用いることが定められている。
ト材は弾性範囲内で用いることが定められている。
従って弾性限界締付を行なえばボルト材の応力は、降伏
点に至ってしまう為、規格、法律の定める許容値を越え
てボルトを締付けることになってしまう。
点に至ってしまう為、規格、法律の定める許容値を越え
てボルトを締付けることになってしまう。
この為、原子カプラント、火力プラント、化学プラント
等の圧力容器に於いては１弾性限界締付＼用いることは
できない。
等の圧力容器に於いては１弾性限界締付＼用いることは
できない。
従ってボルト応力を何らかの方法で弾性内、即ち許容応
力内に管理してボルトを締付ける必要がある。
力内に管理してボルトを締付ける必要がある。
ボルト応力を管理する方法としてはボルトの歪。
即ちボルトの伸び量を測定する方法がある。
ボルトの伸び量は、長いボルトでも通常極くわずかの値
であり、精度良くボルトの伸び量を測定するのは、困難
な作業である。
であり、精度良くボルトの伸び量を測定するのは、困難
な作業である。
通常行なわれているボルト伸び量測定法としては、マイ
クロメータによりボルト全長を、ボルト締付時、随時測
定し、初期ボルト長さ、即ち荷重がかかっていない時の
ボルト長さを測定しておきその差によりボルト伸びを求
めているのが通常行なわれている方法である。
クロメータによりボルト全長を、ボルト締付時、随時測
定し、初期ボルト長さ、即ち荷重がかかっていない時の
ボルト長さを測定しておきその差によりボルト伸びを求
めているのが通常行なわれている方法である。
この方法では、一本一本のボルトの長さをマイクロメー
タで測定する必要があり、まず第一に、測定に多大の時
間を要する欠点がある。
タで測定する必要があり、まず第一に、測定に多大の時
間を要する欠点がある。
又マイクロメータによるボルト長さ測定は普通である。
よって、マイクロメータによりボルト伸びの正確な値を
測定するのは、非常に困難である。
測定するのは、非常に困難である。
これに対し、ボルト伸びを、短かい時間で正確に測定す
る方法が必要である。
る方法が必要である。
この方法として超音波によりボルト長さを測定する方法
が挙げられる。
が挙げられる。
超音波によりボルト長さを測定する方法は色々な方法が
考案されているが、装着の操作性が良く。
考案されているが、装着の操作性が良く。
短時間でボルト長さを測定できる方法としては次の方法
が挙げられる。
が挙げられる。
ボルト端面より超音波を入射し、もう一方の端面から反
射して戻ってくる時間を測定することによりボルト長さ
を測定する。
射して戻ってくる時間を測定することによりボルト長さ
を測定する。
このようにして初期のボルト長さを測定する。
次にボルトを締付けた後のボルト長さを、上記と同様な
方法で測定する。このボルト長さと、初期のボルト長さ
、即ち荷重のかかっていない時のボルト長さを、差し引
きして、ボルト伸び値を求める。
方法で測定する。このボルト長さと、初期のボルト長さ
、即ち荷重のかかっていない時のボルト長さを、差し引
きして、ボルト伸び値を求める。
この方法によれば、マイクロメータでボルト伸びを測定
する時よりも短かい時間でより正確にボルト伸びを測定
することが可能である。
する時よりも短かい時間でより正確にボルト伸びを測定
することが可能である。
超音波ボルト伸び計で荷重のかかった状態のボルトの長
さを測定する際、ボルトに生じている応力により、ボル
ト材の結晶格子が歪む為、ボルト材内の超音波の伝播速
度が、応力がかかっていない時に比べ変化するので、そ
の分の補正が必要である。
さを測定する際、ボルトに生じている応力により、ボル
ト材の結晶格子が歪む為、ボルト材内の超音波の伝播速
度が、応力がかかっていない時に比べ変化するので、そ
の分の補正が必要である。
超音波伸び計によるボルト伸び測定を行なう際は、超音
波発信端子を、ボルト端面にあたると瞬時にしてボルト
長さが測定でき、その精度は１／１００ｍｍ以上である
ので、マイクロメータによるボルト伸び測定よりはるか
に、効率的であり、精度も高いものが得られる。
波発信端子を、ボルト端面にあたると瞬時にしてボルト
長さが測定でき、その精度は１／１００ｍｍ以上である
ので、マイクロメータによるボルト伸び測定よりはるか
に、効率的であり、精度も高いものが得られる。
本発明の目的は、油圧式トルクレンチ等のボルト締付工
具に超音波伸び計を装着し、フィードバック制御により
設定したボルト伸びに対して、効率的に正確にボルト締
付けが行なえる装置を提供することにある。
具に超音波伸び計を装着し、フィードバック制御により
設定したボルト伸びに対して、効率的に正確にボルト締
付けが行なえる装置を提供することにある。
原子カプラント、火力プラント、化学プラントの圧力機
器フランジ部のボルトは法規上弾性範囲内のかなり低い
応力で締めっけなければならない。
器フランジ部のボルトは法規上弾性範囲内のかなり低い
応力で締めっけなければならない。
従って弾性限界まで締付ける従来の方法は使えない。
そこで、ボルト応力を間接的に測定しそれをフィードバ
ックすることによりある指定したボルト応力でボルトを
締め付ける装置を発明した０弾性範囲内では、ボルト伸
びとボルト応力は比例するので、最適なボルト応力より
、ボルト伸び値を算出しこの値によりボルト締付力を管
理すればよい。
ックすることによりある指定したボルト応力でボルトを
締め付ける装置を発明した０弾性範囲内では、ボルト伸
びとボルト応力は比例するので、最適なボルト応力より
、ボルト伸び値を算出しこの値によりボルト締付力を管
理すればよい。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。
本実施例によるボルト締付装置は以下の部品より構成さ
れている。
れている。
油圧式トルクレンチ６は、油圧源１８からの油圧が、油
圧配管１６を伝わって作動し、ボルト１０の締付作業を
行なう。
圧配管１６を伝わって作動し、ボルト１０の締付作業を
行なう。
超音波ボルト伸び計２２は、超音波発信端子１２により
超音波を発信させる為に動作する。
超音波を発信させる為に動作する。
又、超音波発信端子１２により、ボルト１０内に超音波
を通過させ、ボルト１０の上端面より、反射した超音波
を、超音波発信端子１２で受信し、超音波伝播ケーブル
１４を伝わって受信された超音波は、超音波ボルト伸び
計２２に伝わる。超音波ボルト伸び計２２では、超音波
が、ボルト１０内を、超音波発信端子１２から発信され
、ボルト１０上端面から反射してもどって来て、再び、
超音波発信端子１２に受信されるまでの時間を測定し、
ボルトの長さを測定する。
を通過させ、ボルト１０の上端面より、反射した超音波
を、超音波発信端子１２で受信し、超音波伝播ケーブル
１４を伝わって受信された超音波は、超音波ボルト伸び
計２２に伝わる。超音波ボルト伸び計２２では、超音波
が、ボルト１０内を、超音波発信端子１２から発信され
、ボルト１０上端面から反射してもどって来て、再び、
超音波発信端子１２に受信されるまでの時間を測定し、
ボルトの長さを測定する。
又、超音波ボルト伸び計２２では、ボルト１０の初期長
さ、即ち荷重のかかっていない時の長さを記憶させてお
き、締付けた場合のボルトの長さから初期ボルト長さを
差し引いて、ボルト伸びを溝山する。
さ、即ち荷重のかかっていない時の長さを記憶させてお
き、締付けた場合のボルトの長さから初期ボルト長さを
差し引いて、ボルト伸びを溝山する。
最初にボルト伸び長さの指定値を、超音波ボルト伸び計
２２に入力しておき、超音波ボルト伸び計２２では、常
に、測定したボルト伸び長さと、入力した指定ボルト伸
び値の大小関係を比較する様にしておく。
２２に入力しておき、超音波ボルト伸び計２２では、常
に、測定したボルト伸び長さと、入力した指定ボルト伸
び値の大小関係を比較する様にしておく。
測定したボルト伸び値が、入力した指定ボルト伸び値よ
り小さい場合は、油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケー
ブル２０を介して油圧源１８を作動させ、油圧式トルク
レンチ６が作動する様にする。
り小さい場合は、油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケー
ブル２０を介して油圧源１８を作動させ、油圧式トルク
レンチ６が作動する様にする。
又、測定したボルト伸び値が、入力した指定ボルト伸び
値と等しくなれば、油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケ
ーブル２０を介して、油圧源１８を停止させ、油圧式ト
ルクレンチ６も停止させる様にする。
値と等しくなれば、油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケ
ーブル２０を介して、油圧源１８を停止させ、油圧式ト
ルクレンチ６も停止させる様にする。
この様に、油圧源１８及び油圧式トルクレンチ６を、超
音波ボルト伸び計２２によりフィードバック制御するこ
とにより、ボルト伸び指定値を超音波ボルト伸び計にイ
ンプットするだけで後は、指定ボルト伸び値まで自動的
に、油圧式トルクレンチ６によりボルト締付けを行なえ
るので、本装置の特徴である。
音波ボルト伸び計２２によりフィードバック制御するこ
とにより、ボルト伸び指定値を超音波ボルト伸び計にイ
ンプットするだけで後は、指定ボルト伸び値まで自動的
に、油圧式トルクレンチ６によりボルト締付けを行なえ
るので、本装置の特徴である。
本発明の第二の実施例を第２図により説明する。
本実施例によるボルト締付装置は以下の部品より構成さ
れている。
れている。
油圧式トルクレンチ６は油圧源１８からの油圧が、油圧
配管１６を伝わって作動し、ボルト１０の締付作業を行
なう。
配管１６を伝わって作動し、ボルト１０の締付作業を行
なう。
超音波ボルト伸び計２２は、超音波発信端子１２により
超音波をボルト内に通過させ、ボルト上端面より反射し
てきた超音波を、超音波発信端子１２で挙げ、ボルト内
を往復するのに要した時間を測定する。これにより、ボ
ルト長さを測定する。
超音波をボルト内に通過させ、ボルト上端面より反射し
てきた超音波を、超音波発信端子１２で挙げ、ボルト内
を往復するのに要した時間を測定する。これにより、ボ
ルト長さを測定する。
微分器２４では、超音波ボルト伸び計２２によるボルト
伸び量と、油圧式トルクレンチ６の締付トルクの間の関
係が比例関係にあるが否がを判定する。油圧式トルクレ
ンチ６によりボルトｌｏを締め付けて行き、締付トルク
と伸びの間の関係が比例関係でなくなった地点で、油圧
式トルクレンチ６による締付を終了する。この地点で締
付を終了することによりボルトをちょうど降伏点に敗っ
た地点で締付終了することができる。
伸び量と、油圧式トルクレンチ６の締付トルクの間の関
係が比例関係にあるが否がを判定する。油圧式トルクレ
ンチ６によりボルトｌｏを締め付けて行き、締付トルク
と伸びの間の関係が比例関係でなくなった地点で、油圧
式トルクレンチ６による締付を終了する。この地点で締
付を終了することによりボルトをちょうど降伏点に敗っ
た地点で締付終了することができる。
制御器２６は、微分器２４にてボルト伸びと。
締付トルクが比例関係にあるうちは、油圧式トルクレン
チ６を作動させ締け、比例関係になくなった地点で、油
圧式トルクレンチ６を停止させる機能を有する。
チ６を作動させ締け、比例関係になくなった地点で、油
圧式トルクレンチ６を停止させる機能を有する。
本装置によれば、ボルト１ｏを降伏点に至るまで締め付
けることが可能である。
けることが可能である。
すなわち、ボルト伸びと締付トルクの関係より。
ボルトの弾性限界締付が可能である。
本発明によれば、超音波ボルト伸び計の計測値を、油圧
式トルクレンチにフィードバックし、油圧式トルクレン
チの動作を制御するため、効率よく正確に圧力容器のフ
ランジボルト等の締め付けを行なうことが可能である。
式トルクレンチにフィードバックし、油圧式トルクレン
チの動作を制御するため、効率よく正確に圧力容器のフ
ランジボルト等の締め付けを行なうことが可能である。
また、従来のマイクロメータを用いたボルト締付・作業
に対し約１７４程度の時間で作業を完了することが可能
であるとともに、ボルト締付力の精度も良くなる長所、
がある。
に対し約１７４程度の時間で作業を完了することが可能
であるとともに、ボルト締付力の精度も良くなる長所、
がある。
第１図は本発明の一実施例を示す超音波ボルト伸び計を
用いたボルト締付工具、第２図は本発明の他の実施例を
示すボルト締付工具である。 ２・・・被締付物（圧力容器のフランジ等）、６・・・
油圧式トルクレンチ、８・・・ナツト、１０・・・ボル
ト。 １２・・・超音波発信端子、１４・・・超音波伝播ケー
ブル、１６・・・油圧配管、１８・・・油圧源、２０・
・・油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケーブル、′２２
・・・超音波ボルト伸び計、２４・・・微分器、２６・
・・制御器。
用いたボルト締付工具、第２図は本発明の他の実施例を
示すボルト締付工具である。 ２・・・被締付物（圧力容器のフランジ等）、６・・・
油圧式トルクレンチ、８・・・ナツト、１０・・・ボル
ト。 １２・・・超音波発信端子、１４・・・超音波伝播ケー
ブル、１６・・・油圧配管、１８・・・油圧源、２０・
・・油圧式トルクレンチ制御信号伝播ケーブル、′２２
・・・超音波ボルト伸び計、２４・・・微分器、２６・
・・制御器。
Claims (1)
- １、油圧加圧源とアクチュエータ部より成る。油圧トル
クレンチ又は、トルクレンチに超音波伸び計を装着し、
指定した伸び迄締付が行なわれると、自動的に締付が停
止する機構を備えたことを特徴とするボルトの締付工具
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096685A JPS61230873A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ボルトの締付工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096685A JPS61230873A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ボルトの締付工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61230873A true JPS61230873A (ja) | 1986-10-15 |
Family
ID=13446769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7096685A Pending JPS61230873A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | ボルトの締付工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61230873A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088682A (ja) * | 1998-05-14 | 2000-03-31 | Atlas Copco Tools Ab | ねじ部品をその降伏点以上に締め付けた際のねじ部品における軸方向負荷を測定する方法 |
| JP2011230225A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
| JP2011230223A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
| JP2011230224A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7096685A patent/JPS61230873A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088682A (ja) * | 1998-05-14 | 2000-03-31 | Atlas Copco Tools Ab | ねじ部品をその降伏点以上に締め付けた際のねじ部品における軸方向負荷を測定する方法 |
| JP4666698B2 (ja) * | 1998-05-14 | 2011-04-06 | アトラス・コプコ・ツールス・アクチボラグ | ねじ部品をその降伏点以上に締め付けた際のねじ部品における軸方向負荷を測定する方法 |
| JP2011230225A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
| JP2011230223A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
| JP2011230224A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Hino Motors Ltd | 油圧式トルクレンチの締付力の制御装置 |
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