RU2597630C2 - Pneumatic control-diagnostic bench - Google Patents

Pneumatic control-diagnostic bench Download PDF

Info

Publication number
RU2597630C2
RU2597630C2 RU2014125245/28A RU2014125245A RU2597630C2 RU 2597630 C2 RU2597630 C2 RU 2597630C2 RU 2014125245/28 A RU2014125245/28 A RU 2014125245/28A RU 2014125245 A RU2014125245 A RU 2014125245A RU 2597630 C2 RU2597630 C2 RU 2597630C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bushing
pneumatic
bushings
bolt
brackets
Prior art date
Application number
RU2014125245/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014125245A (en
Inventor
Александр Васильевич Ланщиков
Михаил Владимирович Черкунов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет"
Priority to RU2014125245/28A priority Critical patent/RU2597630C2/en
Publication of RU2014125245A publication Critical patent/RU2014125245A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597630C2 publication Critical patent/RU2597630C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: tools.
SUBSTANCE: invention relates to devices for testing of threaded joints and adjusting nut runners. Device comprises mounting plate 1, mounted thereon support 2, brackets 3 and 4, as well as crown bushing 5 installed on support 2, auxiliary bushings 6 and 7, replaceable bushings 8 and 9. In crown bushing 5 is pressed a central part of thrust bearing 10 on which on both sides rest bushings 6 and 7, with which by screws 11 are connected replaceable bushings 8 and 9. Test bolt 12 rests by head on replaceable bushing 8, and nut 13 rests on replaceable bushing 9. Crown bushing 5 is connected with brackets 3 and 4 by means of elastic elements 14 and 15 bolts 16. On crown bushing 5 there are also brackets 17-20, connecting it with auxiliary bushes 6 and 7 by means of elastic elements 21-24. Elastic element 21 is moved from bushing 9 by means of welding two rigid angles 33. On box 25 there are bushings 26 and 27, in which are retained pneumatic nozzles 29 and 30. Bushing 28 with nozzle 31 is attached to plate 1 by means of angle 32. Vibration simulation unit comprises motor 38 with eccentric disc 37 for reproduction of impact pulses at head of test bolt 12.
EFFECT: technical result consists in broader technological capabilities and simplification of design.
3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для испытаний PC и настройки гайковертов, и может быть использовано в любой его отрасли при сборке PC.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for testing PCs and tuning wrenches, and can be used in any of its industries for assembling PCs.

Известно устройство [1], содержащее основание с двумя прикрепленными к нему стойками, жестко удерживающими пластину-диск, с запрессованным шарикоподшипником, во внутреннем кольце которого с возможностью поворота размещен ступенчатый валик. К верхней ступени валика прикладывается контролируемый крутящий момент. На торце нижней ступени валика жестко установлен Г-образный рычаг, к которому прикреплены правые части основной и дополнительной упругих пластин, левые части которых прикреплены к стойке, жестко установленной на основании. Устройство также содержит сильфон, индикатор, штуцера и воздуховоды и т.д.A device [1] is known, comprising a base with two struts attached to it, rigidly holding the disk plate, with a pressed ball bearing, in the inner ring of which a stepped roller is rotatably placed. A controlled torque is applied to the upper stage of the roller. An L-shaped lever is rigidly mounted at the end of the lower stage of the roller, to which the right parts of the main and additional elastic plates are attached, the left parts of which are attached to the rack, rigidly mounted on the base. The device also contains a bellows, indicator, fittings and ducts, etc.

Недостатками этого устройства являются весьма ограниченные технологические возможности, так как оно позволяет измерять только развиваемый гайковертом крутящий момент (всего один параметр, как и было заявлено).The disadvantages of this device are very limited technological capabilities, as it allows you to measure only the torque developed by the wrench (only one parameter, as stated).

Известна конструкция для измерения и контроля усилия затяжки PC [2], содержащая крепежный элемент с осевым отверстием, полый корпус с размещенным внутри него подпружиненным штоком, кинематически связанным одним концом со стержнем индикатора, закрепленного на корпусе, в котором имеется втулка, закрепленная на корпусе, при этом один конец корпуса выполнен в виде цанги, размещенной внутри втулки, во внутренней полости которой закреплены упорная шайба и кольцо, контактирующее с цангой, а между внутренним отверстием упорной шайбы и поверхностью цанги выполнен зазор, другой конец корпуса выполнен в виде резьбового хвостовика, установленного в осевом отверстии крепежного элемента, свободный конец подпружиненного штока выполнен сферическим и установлен в контакте с дном осевого отверстия крепежного элемента, причем на штоке выполнен буртик со сферической опорной поверхностью, а пружина установлена на штоке внутри корпуса. Выполнение конца корпуса в виде цанги и размещение его внутри втулки, закрепленной на корпусе, обеспечивает возможность осевого крепления присоединительной гильзы индикатора для плавного, без заеданий прямого хода его измерительного стержня. Также резьбовой хвостовик корпуса снабжен упорной гильзой, выполненной с высотой, превышающей недорез его резьбы.A known design for measuring and monitoring the tightening force of the PC [2], comprising a fastener with an axial hole, a hollow body with a spring-loaded rod placed inside it, kinematically connected at one end with an indicator rod mounted on the body, in which there is a sleeve mounted on the body, however, one end of the housing is made in the form of a collet placed inside the sleeve, in the inner cavity of which a thrust washer and a ring in contact with the collet are fixed, and between the inner hole of the thrust washer and the surface of the collet, a clearance is made, the other end of the body is made in the form of a threaded shank installed in the axial hole of the fastener, the free end of the spring-loaded rod is made spherical and installed in contact with the bottom of the axial hole of the fastener, moreover, the collar has a spherical bearing surface on the rod, and the spring mounted on the stem inside the housing. The execution of the end of the housing in the form of a collet and its placement inside the sleeve, mounted on the housing, provides the possibility of axial fastening of the connecting sleeve of the indicator for a smooth, without jamming the forward stroke of its measuring rod. Also, the threaded shank of the housing is equipped with a thrust sleeve made with a height exceeding the undercut of its thread.

Причем сам корпус установлен на торце крепежного элемента и фиксируется в резьбе последнего, расположенной в осевом отверстии.Moreover, the case itself is mounted on the end of the fastener and is fixed in the thread of the latter, located in the axial hole.

Недостатком конструкции является ограниченные технологические возможности, так как для практического использования устройства необходим свободный доступ к PC.The design drawback is limited technological capabilities, since for practical use of the device, free access to the PC is required.

Известно устройство [3] для определения параметров затяжки резьбовых соединений, содержащее исследуемое резьбовое соединение, сменный фиксатор, проставку и толкатель для передачи усилия затяжки на опоры силоизмерительного устройства, в качестве которого применяют разрывную машину, сменный фиксатор имеет паз для закрепления одной из деталей резьбовой пары, а затяжку резьбового соединения производят другой деталью резьбовой пары посредством динамометрического ключа.A device [3] is known for determining the parameters of the tightening of threaded connections, containing the studied threaded connection, interchangeable latch, spacer and pusher for transmitting the tightening force to the supports of the force measuring device, which is used as a tensile testing machine, the interchangeable latch has a groove for fixing one of the parts of the threaded pair and the tightening of the threaded connection is performed with another part of the threaded pair by means of a torque wrench.

Недостатком конструкции является необходимость перестановить сменный фиксатор устройства для определения либо момента трения в резьбе, либо на торце болта, что в итоге увеличивает трудоемкость измерений.The design drawback is the need to rearrange the interchangeable device lock to determine either the friction moment in the thread or at the end of the bolt, which ultimately increases the complexity of the measurements.

Наиболее близким техническим решением, в сравнении с предлагаемым, является стенд [4], содержащий основание, соосно расположенные два кронштейна и стойку, установленную на основании с возможностью продольного фиксированного перемещения, размещенные с возможностью поворота в соответствующих кронштейнах и подпружиненные относительно последних в тангенциальном направлении упругими пластинами втулки, предназначенные для размещения в них испытуемого болта с гайкой, установленный в стойке с возможностью вращения приводной вал, предназначенный для взаимодействия с динамометрическим ключом или гайковертом, датчик угла поворота, связанный с приводным валом, накидной ключ, предназначенный для взаимодействия с головкой испытуемого болта, закрепленный на основании датчик перемещений, предназначенный для взаимодействия с торцом резьбового конца испытуемого болта, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, узел, воспроизводящий эксплуатационные колебания, выполнен в форме пневмомолотка и размещен относительно одного из торцов имитатора резьбового соединения на стойке, жестко прикрепленной к основанию устройства, а измеритель угла отворота гайки выполнен в виде съемной стрелки, которая размещена на гайке, а круговая шкала с ценой деления 1 градус закреплена на втулке, в которой размещен один из имитаторов резьбового соединения.The closest technical solution, in comparison with the proposed one, is a stand [4], containing a base, two brackets coaxially located and a stand mounted on the base with the possibility of longitudinal fixed movement, rotatably placed in the respective brackets and spring loaded relative to the latter in a tangential direction by elastic sleeve plates designed to accommodate a test bolt with a nut in them, mounted in a rack with the possibility of rotation of the drive shaft, designed is designed to interact with a torque wrench or wrench, a rotation angle sensor associated with the drive shaft, a cap wrench designed to interact with the head of the test bolt, mounted on the base of the displacement sensor, designed to interact with the end of the threaded end of the tested bolt, characterized in that, in order to expand technological capabilities, the unit that reproduces operational fluctuations is made in the form of a pneumatic hammer and is placed relative to one of the ends of the simulator threaded of the connection on the stand, rigidly attached to the base of the device, and the nut angle meter is made in the form of a removable arrow, which is placed on the nut, and a dial with a division value of 1 degree is mounted on the sleeve, in which one of the simulators of the threaded connection is placed.

Данный стенд позволяет регистрировать крутящий момент на торце и в резьбовой части, угол поворота, усилие затяжки и фиксировать величину ослабления резьбового стыка через заданное время его эксплуатации.This stand allows you to register the torque at the end and in the threaded part, the rotation angle, the tightening force and to fix the attenuation of the threaded joint after a specified time of its operation.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

1) ограниченные технологические возможности, так как стенд допускает возможность работы только с динамометрическими (или предельными) ключами и гайковертами неударного (статического) действия, по причине того, что тензодатчики (использованные в схеме измерений да и сам принцип их действия) при ударных нагрузках дают недостоверные результаты; кроме того, само использование тензодатчиков в принципе (т.е. по умолчанию) означают - необходимость усилителя сигналов и стабилизированного источника питания, что усложняет процесс измерений;1) limited technological capabilities, since the stand allows the ability to work only with torque (or limit) wrenches and impact wrenches (static), due to the fact that strain gauges (used in the measurement scheme and the principle of their action) under shock loads give unreliable results; in addition, the very use of strain gauges in principle (i.e., by default) means - the need for a signal amplifier and a stabilized power source, which complicates the measurement process;

2) невозможность регистрации значения прикладываемого крутящего момента, часто необходимого для настройки гайковертов и выполнения предварительных расчетов по конкретному резьбовому узлу;2) the impossibility of registering the value of the applied torque, often necessary to adjust the wrenches and perform preliminary calculations for a specific threaded assembly;

3) сложность конструкции узла приложения вибрационных колебаний, так как пневмомолоток (в принципе) имеет беззолотниковое управление своим рабочим циклом, что в итоге усложняет конструкцию.3) the complexity of the design of the site of application of vibrational vibrations, since the pneumatic hammer (in principle) has zero-beam control of its duty cycle, which ultimately complicates the design.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и упрощение конструкции за счет:The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities and simplification of the design due to:

а) применения пневматических датчиков типа сопло-заслонка [5] (вместо тензодатчиков), позволяющих достоверно регистрировать (например, ударные нагрузки) через «промежуточное тело» (т.е. воздушный зазор через который в атмосферу истекает сжатый воздух) [5];a) the use of pneumatic sensors of the nozzle-damper type [5] (instead of strain gauges), which can reliably record (for example, shock loads) through the "intermediate body" (ie, the air gap through which compressed air flows into the atmosphere) [5];

б) добавления узла регистрации прикладываемого крутящего момента;b) adding an applied torque registration unit;

в) изменения формы и расположения элементов узла приложения вибрационных колебаний (вместо пневмомолотка - кулачок (эксцентриковый диск), закрепленный на выходном валу электродвигателя которым и передают колебания на только что затянутое PC, имитируя, таким образом, начальный период эксплуатации.c) changes in the shape and arrangement of the elements of the application site of vibrational vibrations (instead of a pneumatic hammer, a cam (eccentric disk) mounted on the output shaft of the electric motor to which vibrations are transmitted to the newly tightened PC, thus simulating the initial period of operation.

Поставленная цель достигается тем, что:The goal is achieved by the fact that:

1) предложен другой принцип регистрации сигналов рассогласования с упругих пластин, реагирующих на каждый контролируемый параметр (вместо тензометрических датчиков - пневматические датчики, в которых чувствительными элементами являются сильфоны);1) a different principle has been proposed for recording the mismatch signals from elastic plates that respond to each controlled parameter (instead of strain gauges, pneumatic sensors in which bellows are sensitive elements);

2) добавлены детали и элементы, создающие возможность измерений еще и прикладываемого крутящего момента;2) added details and elements, creating the possibility of measuring also applied torque;

3) упрощен узел приложения вибраций (вместо пневмомолотка - эксцентриковый диск на валу электродвигателя, которым и воспроизводят колебания, имитирующие начальный период эксплуатации PC.3) the vibration application unit is simplified (instead of a pneumatic hammer, an eccentric disk on the motor shaft, which reproduces vibrations that mimic the initial period of PC operation.

На фиг. 1 представлен пневматический контрольно-диагностический стенд, 3-D аксонометрия;In FIG. 1 shows a pneumatic control and diagnostic stand, 3-D axonometry;

на фиг. 2 - то же, схема измерений манометрического типа для каждого из пневмоканалов;in FIG. 2 is the same, gauge type measurement scheme for each of the pneumatic channels;

фиг. 3 - то же, 3-D аксонометрия измерительного блока устройства;FIG. 3 - the same, 3-D perspective view of the measuring unit of the device;

фиг. 4 - то же, вид с торца на силовой блок устройства;FIG. 4 - the same, end view of the power unit of the device;

на фиг. 5 - то же, продольный разрез по силовому блоку;in FIG. 5 - the same, a longitudinal section along the power block;

на фиг. 6 - то же, вид с торца на узел измерения удлинения болта;in FIG. 6 is the same end view of the bolt elongation measurement assembly;

на фиг. 7 - то же, вид сбоку на узел измерения удлинения;in FIG. 7 is the same side view of the extension measurement unit;

на фиг. 8 - то же, вид сверху на узел измерения удлинения;in FIG. 8 is the same, a top view of the node measuring elongation;

на фиг. 9 - то же, узел приложения вибраций;in FIG. 9 - same, vibration application unit;

на фиг. 10 - то же, схема элементов узла измерения угла поворота;in FIG. 10 is the same diagram of elements of the rotation angle measuring unit;

на фиг. 11 - то же, вид с торца на узел измерения угла поворота.in FIG. 11 is the same, end view of the node measuring the angle of rotation.

Устройство содержит следующие основные узлы (фиг. 1): силовой и измерительный блоки, пневматически связанные воздуховодами (фиг. 2) с измерительным блоком (фиг. 3), датчики типа сопло-заслонка [5], а также ряд других вспомогательных элементов, закрепленные на одном основании и, таким образом, образующие изделие (фиг. 1).The device contains the following main nodes (Fig. 1): power and measuring units, pneumatically connected by air ducts (Fig. 2) with a measuring unit (Fig. 3), sensors of the nozzle-damper type [5], as well as a number of other auxiliary elements, fixed on one base and, thus, forming the product (Fig. 1).

Измерительный блок (фиг. 2 и 3), который использован для регистрации каждого из четырех контролируемых пневматически параметров, содержит: элементы подготовки воздуха - пневмовыключатель ПВ, фильтр-влагоотделитель с маслораспылителем ФВ и редукционный клапан со стабилизатором давления РК; элементы тонкой регулировки воздушного потока - пневмодроссели ДР1 и Др2; манометр М; пневматический датчик, включающий чувствительный элемент - сильфон СФ, контактирующий своим закрытым торцом с блоком индикации БИ (подвижной ножкой индикатора часового типа) механически объединенные в единый узел (фиг. 3); эталонную поверхность ЭП, образующую с одним из сопел эталонный зазор S1, там выходное отверстие сопла расположено перпендикулярно центру симметрии поверхности пластины, отверстие сопла расположено на расстоянии 50% длины от каждого края пластин; упругую пластину УП, которая совместно со вторым соплом (размещенным в силовом блоке устройства напротив упругих пластин) образует измерительный зазор S2.The measuring unit (Fig. 2 and 3), which is used to record each of the four pneumatically controlled parameters, contains: air preparation elements - a PV pneumatic switch, a filter-moisture separator with a PV oil spray and a pressure reducing valve with a pressure regulator of the Republic of Kazakhstan; elements of fine adjustment of the air flow - pneumatic throttle ДР1 and Др2; manometer M; a pneumatic sensor including a sensing element — an SF bellows in contact with its closed end with a BI indication unit (a movable leg of a dial type indicator) mechanically combined into a single unit (Fig. 3); the reference surface of the EI, which forms a reference gap S1 with one of the nozzles, where the nozzle exit hole is perpendicular to the center of symmetry of the plate surface, the nozzle hole is 50% of the length from each edge of the plates; the elastic plate UP, which together with the second nozzle (located in the power unit of the device opposite the elastic plates) forms a measuring gap S2.

Силовой блок устройства (фиг. 4 и 5) содержит: установочную плиту 1, которая жестко закреплена на плоскости стола сборщика. К ней присоединены: опора 2 с сегментом подшипника (для исключения возможного прогиба пластин под действием веса центральной части силового блока устройства), а также кронштейны 3 и 4 (для жесткой фиксации положения элементов центральной части).The power unit of the device (Fig. 4 and 5) contains: mounting plate 1, which is rigidly fixed to the plane of the table collector. Attached to it are: a support 2 with a bearing segment (to exclude possible deflection of the plates due to the weight of the central part of the power unit of the device), as well as brackets 3 and 4 (for rigidly fixing the position of the elements of the central part).

Корончатая втулка 5 установлена на опоре 2. В ней размещены вспомогательные втулки 6 и 7 для закрепления в них сменных втулок 8 и 9 (имитаторов PC).The castellated sleeve 5 is mounted on the support 2. Auxiliary bushings 6 and 7 are placed therein for fixing the replaceable bushings 8 and 9 (PC simulators) therein.

Упорный шарикоподшипник 10 запрессован в корончатой втулку 5, а через его наружные кольца с обеих сторон установлены вспомогательные втулки 6 и 7, винтами 11 связывающие их со сменными втулками 8 и 9.The thrust ball bearing 10 is pressed into the castellated sleeve 5, and through its outer rings, auxiliary bushings 6 and 7 are installed on both sides, with screws 11 connecting them to the replaceable bushings 8 and 9.

Испытываемые - болт 12 опирается головкой на одну из сменных втулок, а гайка 13 - на другую. Корончатая втулка 5 соединена с кронштейнами 3 и 4 с помощью упругих элементов 14 и 15 (пластин) болтами 16.Test subjects - the bolt 12 rests with the head on one of the replaceable bushings, and the nut 13 on the other. The castellated sleeve 5 is connected to the brackets 3 and 4 by means of elastic elements 14 and 15 (plates) by bolts 16.

На корончатой втулке 5 закреплены кронштейны 17, 18, 19 и 20, посредством упругих элементов 21, 22 (предназначенных для регистрации момента в резьбовом сопряжении болт 12 - гайка 13), и 23, 24 (предназначенных для регистрации момента под головкой болта 12), таким образом, чтобы вспомогательные втулки 6 и 7 допускали возможность поворота вместе с наружными кольцами подшипника 10.Brackets 17, 18, 19 and 20 are fixed to the castellated sleeve 5 by means of elastic elements 21, 22 (designed to record the moment in the threaded joint bolt 12 - nut 13), and 23, 24 (designed to record the moment under the head of the bolt 12), so that the auxiliary bushings 6 and 7 are allowed to rotate together with the outer rings of the bearing 10.

Для обеспечения однородности вычислений (в случае измерений) целесообразно, чтобы все пластины были способны изгибаться только в направлении удаления от сопел, а упругий элемент 21 (фиг. 4) был отодвинут от втулки 9 при помощи приваривания (приварки) двух жестких угольников 33 (именно этим втулка 9 конструктивно и отличается от втулки 8).To ensure uniformity of calculations (in the case of measurements), it is advisable that all plates were able to bend only in the direction away from the nozzles, and the elastic element 21 (Fig. 4) was moved away from the sleeve 9 by welding (welding) two rigid squares 33 (namely this sleeve 9 is structurally and different from sleeve 8).

Коробка 25 (фиг. 5) закрывает всю конструкцию (для упрощения восприятия на фиг. 1 - не показана), а также служит для крепления втулок 26 и 27, в которых установлены пневматические сопла 29 (для регистрации изменений зазора S2) и 30 (также для регистрации зазора S2). Втулка 28 с соплом 31 (для регистрации изменений зазора S2) крепится к плите 1 при помощи уголка 32.Box 25 (Fig. 5) closes the entire structure (to simplify the perception of Fig. 1 - not shown), and also serves to attach bushings 26 and 27, in which pneumatic nozzles 29 are installed (for recording changes in clearance S2) and 30 (also to register clearance S2). The sleeve 28 with the nozzle 31 (for recording changes in the gap S2) is attached to the plate 1 using the angle 32.

Таким образом, в случае изгиба упругих элементов УП (фиг. 2) это будет соответствовать пневматической дифференциальной схеме измерений манометрического типа, аналогичной изложенной в работе [1].Thus, in the case of bending of the elastic elements of the UE (Fig. 2), this will correspond to the pneumatic differential measurement scheme of the gauge type, similar to that described in [1].

Узел измерения угла поворота (фиг. 4) содержит рейку 34, закрепленную с возможностью перемещений по направляющим втулкам 36 и зубчатое колесо 35. На рейке 34 нанесена шкала для простоты визуальной фиксации значений (фиг. 11), а само крепление зубчатого колеса 35 к затягиваемой гайке возможно за счет небольшой толщины, его центрального отверстия и радиальных надрезов.The rotation angle measuring unit (Fig. 4) contains a rail 34, which is movably mounted along the guide sleeves 36 and a gear 35. A scale is applied to the rail 34 for ease of visual fixation of the values (Fig. 11), and the gear itself 35 is fastened to a tightened one the nut is possible due to the small thickness, its central hole and radial cuts.

Узел измерения удлинения (фиг. 6, 7 и 8) болта содержит сопло 45, регулировочный болт 46, два жестких уголка 40 (второй не показан) способные подводиться и отводиться (т.е. могут скользить) по направляющим 41 и 42 так, как представлено на фиг. 4, 5, 6.The node for measuring the elongation (Fig. 6, 7 and 8) of the bolt contains a nozzle 45, an adjusting bolt 46, two rigid corners 40 (the second is not shown) capable of being brought in and taken away (that is, they can slide) along the guides 41 and 42 as shown in FIG. 4, 5, 6.

Для обеспечения точности измерений, пары скольжения 40-41 и 40-42 подводятся и отводятся параллельно друг другу. Места контакта закалены и отшлифованы.To ensure the accuracy of measurements, slip pairs 40-41 and 40-42 are fed and discharged parallel to each other. Contact points are hardened and ground.

Две опоры 43 (вторая для упрощения не показана) закреплены на шарнирах 44 (для обеспечения удобства работ со стендом). В случае измерений, между торцом сопла 45 и торцом регулировочного болта 46 до затяжки должен быть выставлен максимально возможный зазор, на изменения которого впоследствии и будет реагировать чувствительный элемент (сильфон СФ - фиг. 2 и 3) (при диаметре отверстия сопла 2 мм этот зазор равен 0,5 мм).Two supports 43 (the second for simplicity is not shown) are fixed on hinges 44 (to ensure the convenience of work with the stand). In the case of measurements, the maximum possible gap must be set between the end face of the nozzle 45 and the end face of the adjusting bolt 46, to the changes of which the sensitive element will subsequently react (SF bellows - Figs. 2 and 3) (with a nozzle hole diameter of 2 mm, this gap equal to 0.5 mm).

В случае измерений данный узел должен отводиться по направляющим 41 и 42, далее должны быть подведены уголки 40.In the case of measurements, this unit should be retracted along the rails 41 and 42, then the corners 40 should be summed up.

Для удобства измерительный блок устройства (фиг. 3) состоит из четырех взаимно изолированных пневмокамер с индикаторами часового типа.For convenience, the measuring unit of the device (Fig. 3) consists of four mutually isolated pneumatic chambers with dial indicators.

Блок имитации вибраций содержит (фиг. 9): эксцентриковый диск 37, жестко закрепленный на выходном валу электродвигателя 38 который (при необходимости) устанавливают на основании 1 устройства.The vibration simulation unit contains (Fig. 9): an eccentric disk 37, rigidly mounted on the output shaft of the electric motor 38 which (if necessary) is installed on the basis of 1 device.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

В исходном положении измерительный и эталонный зазоры пневматической схемы (см. фиг. 2) должны быть равны между собой, то есть S1=S2 (т.е. должно быть обеспечено состояние равновесия пневматической схемы манометрического типа).In the initial position, the measuring and reference gaps of the pneumatic circuit (see Fig. 2) must be equal to each other, that is, S1 = S2 (i.e., the equilibrium state of the pneumatic circuit of the gauge type must be ensured).

Предварительно щупом выставляют эталонный S1 и измерительный S2 зазоры, соответственно между эталонной поверхностью ЭП (фиг. 2 и 3) и упругой пластиной УП (в пределах 0,1-0,2 мм).The probe S1 and the measuring S2 have preliminary gaps set the gaps, respectively, between the ET reference surface (Figs. 2 and 3) and the elastic plate UE (in the range 0.1–0.2 mm).

Открывают запорный вентиль (пневмовыключатель) ПВ и сжатый воздух под давлением 0,4-0,6 МПа от компрессора или промышленной пневмосети (фиг. 2) поступает в фильтр-влагоотделитель ФВ, где очищается и затем попадает в редукционный клапан со стабилизатором давления РК, настройкой которого устанавливают давление на выходе из него в пределах 0,15-0,2 МПа, что контролируется манометром М. Затем движущийся поток сжатого воздуха разделяется на две «ветви»: эталонную - через дроссель ДР1 и и измерительную - через дроссель Др2.Open the shut-off valve (pneumatic switch) of the air supply and compressed air at a pressure of 0.4-0.6 MPa from the compressor or industrial pneumatic network (Fig. 2) enters the filter-moisture separator PV, where it is cleaned and then enters the pressure reducing valve with pressure regulator RK, the setting of which sets the pressure at the outlet of it within 0.15-0.2 MPa, which is controlled by the pressure gauge M. Then the moving stream of compressed air is divided into two “branches”: the reference one through the throttle ДР1 and the measuring one through the throttle Др2.

Проходя по этим «ветвям», два потока сжатого воздуха одновременно: попадают в пневмокамеры К1 и К2 (фиг. 2), воздействуют на наружную и внутреннюю поверхности сильфона и в то же время стравливаются в атмосферу через эталонный S1 и измерительный S2 зазоры, образованные соплами с эталонной поверхностью ЭП и упругой пластиной УП.Passing through these “branches”, two streams of compressed air simultaneously: get into the pneumatic chambers K1 and K2 (Fig. 2), act on the outer and inner surfaces of the bellows and, at the same time, are released into the atmosphere through the reference S1 and measurement S2 gaps formed by nozzles with the reference surface of the electromagnet and the elastic plate UP.

В случае равенства зазоров S1=S2 сильфон СФ будет находиться в состоянии равновесия (покоя), так как давление сжатого воздуха внутри и снаружи сильфона будет одинаковым (взаимно уравновешен).In the case of equal gaps S1 = S2, the SF bellows will be in a state of equilibrium (rest), since the pressure of the compressed air inside and outside the bellows will be the same (mutually balanced).

Блок индикации БИ (индикаторы часового типа), контактирующий с незакрепленным торцом сильфона СФ следует установить на нулевую отметку. Таким образом, схема (фиг. 2 и 3) с четырьмя пневмоканалами находится в состоянии равновесия и готова к реализации измерений.The BI indication unit (dial gauges) in contact with the loose end of the SF bellows should be set to zero. Thus, the circuit (Fig. 2 and 3) with four pneumatic channels is in equilibrium and is ready to implement measurements.

При измерениях - упругая пластина УП деформируется и изменяет величину измерительного зазора S2 между измерительным соплом ИС и первой (то есть упругой пластиной УП), что приводит к выходу пневматической схемы из состояния равновесия (происходит ее разбаланс, так как S1≠S2).During measurements, the elastic plate of the UE is deformed and changes the size of the measuring gap S2 between the measuring nozzle of the IC and the first (i.e., the elastic plate of the UE), which leads to the pneumatic circuit leaving the equilibrium state (its imbalance occurs, since S1 ≠ S2).

Отверстия сопел расположены перпендикулярно относительно центров симметрии поверхностей пластин, последние расположены на расстоянии 50% длины от каждого края пластин.The nozzle openings are perpendicular to the centers of symmetry of the surfaces of the plates, the latter are located at a distance of 50% of the length from each edge of the plates.

При этом изменяется расход воздуха через измерительное ИС и эталонное ЭС сопла (фиг. 2), а также давление воздуха внутри и снаружи сильфона СФ и гофры последнего (то есть сильфона СФ) начинают деформироваться (фиг. 3 и 2) и, по степени их перемещений, посредством визуального отсчета сигнала с блока индикации БИ - становится возможным оценивать величину рассогласования (фиг. 3) по каждому из четырех пневмоканалов. Таков принцип работы пневмосхемы, приведенной на фиг. 3.In this case, the air flow through the measuring IC and the reference ES of the nozzle changes (Fig. 2), as well as the air pressure inside and outside the SF bellows and the corrugations of the latter (i.e., the SF bellows) begin to deform (Figs. 3 and 2) and, according to their degree movements, by visual counting of the signal from the display unit BI - it becomes possible to estimate the value of the mismatch (Fig. 3) for each of the four pneumatic channels. This is the principle of operation of the pneumatic circuit shown in FIG. 3.

Установочную плиту 1 закрепляют на фундаменте в горизонтальном положении. Испытываемый болт 12 пропускают через отверстия сменных втулок 8 и 9, а на его резьбовой участок навинчивают до упора гайку 13. Подводят опору 1 до соприкосновения сопла 6 и торца болта 7. Выставляют зазоры между упругими элементами и пневматическими соплами (кроме сопла 6). Устанавливают динамометрический ключ или рабочую головку гайковерта в зависимости от режима работы стенда.The mounting plate 1 is fixed on the foundation in a horizontal position. The test bolt 12 is passed through the holes of the replaceable sleeves 8 and 9, and the nut 13 is screwed onto its threaded section until the stop. The support 1 is brought into contact between the nozzle 6 and the end face of the bolt 7. Set the gaps between the elastic elements and the pneumatic nozzles (except for the nozzle 6). Install a torque wrench or wrench working head, depending on the mode of operation of the stand.

Режим испытаний резьбовых соединений (статический).Test mode of threaded connections (static).

От динамометрического ключа (либо гайковерта) момент передается на испытываемый болт 12 и расходуется на преодоление моментов в резьбовом сопряжении болт - гайка и на торце болта 12.From the torque wrench (or wrench), the moment is transmitted to the tested bolt 12 and is spent on overcoming the moments in the threaded coupling bolt - nut and on the end of the bolt 12.

Момент на торце MТ испытываемого болта 12 при затяжке возникает от взаимодействия его опорной головки и сменной втулки 8, передается через вспомогательную втулку 6, кронштейны 17 и 18 на упругие элементы 21 и 22, которые изгибаются, изменяют зазор между пластиной и пневматическим соплом 31, таким образом формируя сигнал рассогласования, который фиксируют одним из индикаторов часового типа (далее ИЧ) измерительного блока (фиг. 3).The moment at the end M T of the test bolt 12 during tightening occurs from the interaction of its support head and replaceable sleeve 8, is transmitted through an auxiliary sleeve 6, brackets 17 and 18 to the elastic elements 21 and 22, which are bent, change the gap between the plate and the pneumatic nozzle 31, thus forming a mismatch signal, which is fixed by one of the indicators of the clock type (hereinafter, the IF) of the measuring unit (Fig. 3).

Момент в резьбовом сопряжении Mр болт - гайка при затяжке возникает от взаимодействия резьбовых поверхностей испытываемого болта 12 и гайки 13, передается через вспомогательную втулку 7, кронштейны 19 и 20 на упругие элементы 23 и 24, которые изгибаются, изменяют зазор между пластиной и пневматическим соплом 29, формируя сигнал рассогласования, который фиксируют вторым ИЧ измерительного блока (фиг. 3).The moment in the threaded joint M p bolt – nut during tightening arises from the interaction of the threaded surfaces of the test bolt 12 and nut 13, is transmitted through an auxiliary sleeve 7, brackets 19 and 20 to the elastic elements 23 and 24, which bend, change the gap between the plate and the pneumatic nozzle 29, generating a mismatch signal, which is recorded by the second IF of the measuring unit (Fig. 3).

Общий крутящий момент Mобщ при затяжке передается через корончатую втулку 5 на упругие элементы 14 и 15, которые изгибаются, изменяют зазор между пластиной и пневматическим соплом 30, формируя сигнал рассогласования, который фиксируется третьим ИЧ измерительного блока (фиг. 3).The total torque M total when tightening is transmitted through the castellated sleeve 5 to the elastic elements 14 and 15, which are bent, change the gap between the plate and the pneumatic nozzle 30, forming an error signal, which is fixed by the third IF of the measuring unit (Fig. 3).

Удлинение Δl испытываемого болта 12 происходит за счет уменьшения зазора между соплом 6 и болтом 7, и затем фиксируется четвертым ИЧ (фиг. 3).The elongation Δl of the test bolt 12 occurs by reducing the gap between the nozzle 6 and the bolt 7, and then is fixed by the fourth IF (Fig. 3).

Угол поворота φ регистрируют (фиг. 11) как разность конечного и начального положения рейки 34 относительно зубчатого колеса 35 (зацепление рейка - зубчатое колесо). Таким образом: передача зубчатое колесо 35 - рейка 34 (движущаяся по направляющим 36) позволяет судить об угле поворота гайки.The angle of rotation φ is recorded (Fig. 11) as the difference between the final and initial position of the rack 34 relative to the gear wheel 35 (gear engagement - the gear). Thus: the transmission gear wheel 35 - rack 34 (moving along the rails 36) allows you to judge the angle of rotation of the nut.

Полученные значения моментов в резьбе и под головкой болта, значение прикладываемого крутящего момента, удлинения болта и угла поворота φ гайки дают полную силовую характеристику испытываемого резьбового соединения в статике.The obtained values of the moments in the thread and under the head of the bolt, the value of the applied torque, the elongation of the bolt and the angle of rotation φ of the nut give the full power characteristic of the tested threaded connection in statics.

Режим настройки гайковерта (динамический).Wrench setting mode (dynamic).

Производится замена испытываемого болта 12, сменных втулок 8 и 9, а также гайки 13. Устанавливается гайковерт и нажимается общий включатель. При этом одновременно срабатывают: клапан подвода энергии к гайковерту, приводя в движение накидной ключ, пневмодатчики 6, 29, 30 и 31 (фиг. 4), регистрирующие общий крутящий момент, моменты в резьбовом сопряжении болт - гайка и на торце болта 12, а также удлинение болта 12.The test bolt 12, replaceable sleeves 8 and 9, as well as the nut 13 are replaced. A nutrunner is installed and the general switch is pressed. At the same time, they act simultaneously: the valve for supplying energy to the wrench, actuating the ring wrench, pneumatic sensors 6, 29, 30 and 31 (Fig. 4) that record the total torque, the moments in the threaded coupling bolt - nut and at the end of the bolt 12, and also the extension of the bolt 12.

Далее производится регулировка мощности привода гайковерта на требуемое значение затяжки по задаваемым значениям контролируемых параметров.Next, the wrench drive power is adjusted to the required tightening value according to the set values of the controlled parameters.

Режим имитации эксплуатационных колебаний.Mode of simulation of operational fluctuations.

Испытываемый болт 12 (фиг. 9) опирается головкой на сменную втулку 8, а гайка 13 на сменную втулку 9, выполненную из того же материала и той же шероховатости, что и реальное резьбовое соединение.The test bolt 12 (Fig. 9) is supported by the head on the replaceable sleeve 8, and the nut 13 on the replaceable sleeve 9, made of the same material and the same roughness as the actual threaded connection.

После окончания процесса затяжки болта 12 и гайки 13 включают электродвигатель 38 (фиг. 9), в результате воздействия эксцентрика 37 на резьбовое соединение происходит имитация эксплуатационных колебаний (на фиг. 1 силовой блок 39 показан схематично). В результате может происходить самоотвинчивание гайки 13 о величине которого можно судить по углу поворота зубчатого колеса 35 относительно шкалы рейки 34, проградуированной в градусах.After completing the tightening process of the bolt 12 and the nut 13, the electric motor 38 is turned on (Fig. 9), as a result of the action of the eccentric 37 on the threaded connection, operational vibrations are simulated (in Fig. 1, the power unit 39 is shown schematically). As a result, the nut 13 can self-unscrew, the value of which can be judged by the angle of rotation of the gear 35 relative to the rack scale 34, graduated in degrees.

Практическое использование стенда позволяет повысить достоверность измерений контролируемых параметров и учесть фактические условия реализации процесса затяжки PC в том числе и ударными гайковертами.Practical use of the bench allows to increase the reliability of measurements of controlled parameters and to take into account the actual conditions for the implementation of the PC tightening process, including impact wrenches.

Область применения стенда распространяется на гайковерты всех типов, так как в конструкцию устройства «заложены» все известные способы контроля затяжки для диапазона метрических резьб М4 - М24.The scope of the stand extends to all types of wrenches, since the device’s design includes all known methods of tightening control for the range of metric threads M4 - M24.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2199099, МПК-7 G01L 3/14, G01L 5/24 Способ контроля крутящего момента и пневматическое устройство для его реализации //Ланщиков А.В., Моисеев В.Б., Трилисский В.О., Федин С.В. Опубл. - 20.02.03 г., Бюл. - 5.1. RF patent No. 2199099, MPK-7 G01L 3/14, G01L 5/24 Method of torque control and pneumatic device for its implementation // Lanshchikov A.V., Moiseev V.B., Trilissky V.O., Fedin S.V. Publ. - 02.20.03, Bull. - 5.

2. Патент РФ №2142616. Устройство для измерения и контроля усилия затяжки резьбовых соединений, МПК-7 G01L 5/24, //Толмачев С.М., Карпов А.П., Жданов О.Н., от 25.05.1998.2. RF patent No. 2142616. A device for measuring and monitoring the tightening force of threaded joints, MPK-7 G01L 5/24, // Tolmachev S.M., Karpov A.P., Zhdanov O.N., dated 05.25.1998.

3. Патент РФ №2265810. Устройство для определения параметров затяжки резьбовых соединений, МПК-7 G01L 5/24, //Воробей В.Н., Изволенский Е.В., Юрченко Ю.В., Поддерегин А.В., от 02.12.2002.3. RF patent No. 2265810. A device for determining the tightening parameters of threaded joints, MPK-7 G01L 5/24, // Vorobei V.N., Izvolensky E.V., Yurchenko Yu.V., Podderegin A.V., dated 02.12.2002.

4. Патент РФ №2337336. Контрольно-диагностический стенд, МПК G01L 5/24, //Ланщиков А.В., Моисеев В.Б., Волков В, В., Селиверстов А.А., от 07.11.2006.4. RF patent No. 2337336. Control and diagnostic stand, IPC G01L 5/24, // Lanshchikov A.V., Moiseev V.B., Volkov V, V., Seliverstov A.A., dated 07.11.2006.

5. Высоцкий А.В., Курочкин А.П. Пневматические средства измерений линейных величин в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1979. - 206 с.5. Vysotsky A.V., Kurochkin A.P. Pneumatic means of measuring linear quantities in mechanical engineering. - M.: Mechanical Engineering, 1979. - 206 p.

Claims (3)

1. Пневматический контрольно-диагностический стенд, содержащий основание, соосно расположенные два кронштейна и стойку, установленную на основании с возможностью продольного фиксированного перемещения, размещенные с возможностью поворота в соответствующих кронштейнах и подпружиненные относительно последних в тангенциальном направлении упругими пластинами втулки, предназначенные для размещения в них испытуемого болта с гайкой, установленный в стойке с возможностью вращения приводной вал, предназначенный для взаимодействия с динамометрическим ключом или гайковертом, датчик угла поворота, связанный с приводным валом, накидной ключ, предназначенный для взаимодействия с головкой испытуемого болта, закрепленный на основании датчик перемещений, предназначенный для взаимодействия с торцом резьбового конца испытуемого болта, отличающийся тем, что с целью расширения технологических возможностей и упрощения конструкции устройства датчики регистрации деформаций упругих пластин стенда выполнены пневматическими (типа сопло-заслонка) и установлены с зазором 0,1-0,2 мм относительно поверхностей пластин, расположены на расстоянии 50% длины от каждого края пластин, образуя измерительные ветви дифференциальной пневмосхемы манометрического типа, а эталонные ветви этой схемы выполнены в форме единого измерительного блока.1. Pneumatic control and diagnostic stand, comprising a base, two brackets coaxially located and a stand mounted on the base with the possibility of longitudinally fixed movement, rotatably mounted in the respective brackets and spring loaded relative to the latter in the tangential direction of the elastic plates of the sleeve, designed to be placed in them test bolt with nut, mounted in a rack with the possibility of rotation of the drive shaft, designed to interact with the dynamo with anometric wrench or wrench, a rotation angle sensor associated with the drive shaft, a spanner designed to interact with the head of the test bolt, mounted on the base of the displacement sensor, designed to interact with the end of the threaded end of the tested bolt, characterized in that in order to expand technological capabilities and simplifying the design of the device, the sensors for detecting deformations of the elastic plates of the stand are made pneumatic (such as a nozzle-damper) and installed with a gap of 0.1-0.2 mm relative to relative to the surfaces of the plates, are located at a distance of 50% of the length from each edge of the plates, forming measuring branches of a differential pneumatic circuit of a manometric type, and the reference branches of this circuit are made in the form of a single measuring unit. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что чувствительные элементы предложенной дифференциальной пневматической схемы манометрического типа выполнены в форме сильфонов и размещены в пневматически изолированных пневмокамерах, соответственно связанных с эталонными и измерительными ветвями.2. The stand according to claim 1, characterized in that the sensitive elements of the proposed differential pneumatic circuit of the manometric type are made in the form of bellows and placed in pneumatically isolated pneumatic chambers, respectively connected with the reference and measuring branches. 3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что узел регистрации общего (внешнего) момента выполнен в форме силового блока и размещен с возможностью вращательных движений вокруг своей оси во внутреннем кольце подшипника, а наружное кольцо последнего - неподвижно закреплено относительно основания устройства. 3. The stand according to claim 1, characterized in that the recording unit of the total (external) moment is made in the form of a power unit and is placed with the possibility of rotational movements around its axis in the inner ring of the bearing, and the outer ring of the latter is fixedly mounted relative to the base of the device.
RU2014125245/28A 2014-06-23 2014-06-23 Pneumatic control-diagnostic bench RU2597630C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125245/28A RU2597630C2 (en) 2014-06-23 2014-06-23 Pneumatic control-diagnostic bench

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125245/28A RU2597630C2 (en) 2014-06-23 2014-06-23 Pneumatic control-diagnostic bench

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014125245A RU2014125245A (en) 2015-12-27
RU2597630C2 true RU2597630C2 (en) 2016-09-10

Family

ID=55023302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014125245/28A RU2597630C2 (en) 2014-06-23 2014-06-23 Pneumatic control-diagnostic bench

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597630C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1493452A1 (en) * 1987-11-23 1989-07-15 Пензенский Политехнический Институт Calibration test bed
RU2265810C2 (en) * 2002-12-02 2005-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" Device for determining parameters of tightening thread joints
RU2337336C2 (en) * 2006-11-07 2008-10-27 ГОУ ВПО Пензенская государственная технологическая академия Test bench for control and diagnostics
WO2013053758A1 (en) * 2011-10-11 2013-04-18 Safetytrim Worldwide Holdings Limited Nut sensing devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1493452A1 (en) * 1987-11-23 1989-07-15 Пензенский Политехнический Институт Calibration test bed
RU2265810C2 (en) * 2002-12-02 2005-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" Device for determining parameters of tightening thread joints
RU2337336C2 (en) * 2006-11-07 2008-10-27 ГОУ ВПО Пензенская государственная технологическая академия Test bench for control and diagnostics
WO2013053758A1 (en) * 2011-10-11 2013-04-18 Safetytrim Worldwide Holdings Limited Nut sensing devices

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014125245A (en) 2015-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107238457B (en) A kind of low thrust measuring device
CN104132805B (en) A kind of Multifunctional pneumatic power reciprocation sealing performance test stand
CN105588718A (en) Machine tool spindle comprehensive property detection/monitoring test system and method
US10078026B2 (en) Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine
RU2478924C1 (en) Measuring device of impulse reactive thrust of low thrust liquid propellant engine
CN103217267A (en) Device and method for testing dynamic characteristics parameters of joint part of rolling-sliding combined guide rail
CN109029962B (en) Test system for determining fastening construction scheme
CN104792640B (en) A kind of ball screw assembly, wear measurement testing stand
US3638479A (en) Testing device for threaded assembling means or fasteners
CN108709683B (en) Flexible torque sensor dynamic test platform for modular joints
CN105300671A (en) Precision bolting torque-preload mapping relationship measuring device
CN112345245A (en) Bearing static stiffness test device and test method thereof
CN106092582A (en) Hub bearing unit torque rigidity test device and method
CN104019929A (en) Online rotating shaft torque measurement method based on relative displacement measurement of eddy current
RU2597630C2 (en) Pneumatic control-diagnostic bench
CN113970435A (en) Axial-stress pre-tightening bolt connection strength experiment table and experiment method thereof
CN115356195A (en) Loading device for small part static strength test and use method and application thereof
RU2199099C2 (en) Procedure testing torque and pneumatic gear for its realization
CN115577461A (en) Design and use method of mass block assembly for measuring dynamic stiffness retardation indirectly
CN110757509B (en) Device and method for measuring lateral rigidity of rotary joint of robot
CN114509339A (en) Double-shaft residual stress pressing-in calibration device
CN103419165A (en) High-precision torque wrench and checkout, installation and detection method thereof
CN110207797B (en) Mass measuring instrument in weightlessness state
CN208780465U (en) A kind of Time series analysis
Geva et al. Analysis of the measurement uncertainty of a new measurement flexure calibration set-up

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190624