RU2658103C1 - Method for controling the of tension of high-strength bolts - Google Patents
Method for controling the of tension of high-strength bolts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658103C1 RU2658103C1 RU2017118712A RU2017118712A RU2658103C1 RU 2658103 C1 RU2658103 C1 RU 2658103C1 RU 2017118712 A RU2017118712 A RU 2017118712A RU 2017118712 A RU2017118712 A RU 2017118712A RU 2658103 C1 RU2658103 C1 RU 2658103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tension
- nut
- control
- bolt
- key element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам контроля натяжения высокопрочных болтов. Способ может использоваться для сборки фрикционных соединений при заводском изготовлении и монтаже пролетных строений и опор мостовых сооружений, несущих конструкций высотных зданий, стыков трубопроводов и деталей тяжелого машиностроения.The invention relates to methods for controlling the tension of high strength bolts. The method can be used to assemble friction joints in the manufacture and installation of spans and supports of bridge structures, load-bearing structures of high-rise buildings, pipe joints and parts of heavy engineering.
Известен способ контроля натяжения болтов на проектное усилие, в котором крутящий момент для закручивания гайки создают ручной тягой за рукоятку динамометрического ключа статического действия (СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов / Корпорация «Трансстрой», Москва, 1998 г., с. 18, 51-52). Контроль натяжения высокопрочного болта осуществляют визуально по показанию индикатора часового типа, установленного на ключе и регистрирующего предельную величину деформации тела ключа, определенную при тарировке и соответствующую требуемому моменту закручивания.There is a method of controlling the tension of bolts on the design effort, in which the torque for tightening the nut is created by manual traction for the handle of the dynamically operated torque wrench (STP 006-97 Connection of high-strength bolts in steel structures of bridges / Transstroy Corporation, Moscow, 1998 , p. 18, 51-52). The tension control of a high-strength bolt is carried out visually by the indication of a dial type indicator mounted on the key and recording the limit value of the deformation of the key body, determined during calibration and corresponding to the required torque.
Недостатками данного способа являются: трудоемкость применения, связанная с необходимостью приложения силы до 600 Н к рукоятке ключа при создании требуемой величины крутящего момента; низкая точность контроля, связанная с удаленностью измерительного прибора от работника и невозможностью достоверного визуального контроля переменных показаний стрелочного индикатора; малая производительность в связи с необходимостью, каждые 4 часа беспрерывной работы и не менее двух раз за смену, тарировать ручные динамометрические ключи способом подвески контрольного груза, что увеличивает трудозатраты и продолжительность сборочных работ.The disadvantages of this method are: the complexity of the application associated with the need to apply a force of up to 600 N to the handle of the wrench when creating the required amount of torque; low accuracy of control associated with the remoteness of the measuring device from the employee and the impossibility of reliable visual control of variable readings of a dial indicator; low productivity due to the need, every 4 hours of continuous operation and at least two times per shift, to calibrate manual torque wrenches by means of suspension of control load, which increases labor costs and the duration of assembly work.
Известен способ контроля натяжения болтов на проектное усилие, в котором крутящий момент для закручивания гайки создают гидравлическим динамометрическим ключом, соединенным с пневмогидравлическим насосом (СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов / Корпорация «Трансстрой», Москва, 1998 г., с. 18, 42-51). Контроль натяжения высокопрочного болта осуществляют автоматически в результате срабатывания отсекателя момента затяжки или вручную поворачивают ручку пневмораспределителя при визуальном наблюдении предельного показания манометра насоса, предварительно определяемого при тарировке.There is a method of controlling the tension of bolts on the design effort, in which the torque for tightening the nut is created with a hydraulic torque wrench connected to a pneumatic hydraulic pump (STP 006-97 High-strength bolt connections in steel bridge structures / Transstroy Corporation, Moscow, 1998 , p. 18, 42-51). The tension control of a high-strength bolt is carried out automatically as a result of the actuation of the cutoff torque or manually rotate the valve of the air distributor when visually observing the limit reading of the pump pressure gauge, previously determined during calibration.
Недостатками данного способа являются: низкая производительность, в связи с необходимостью тарировки гидравлических динамометрических ключей, непосредственно перед их первым применением, после натяжения 1000 и 2000 болтов и затем каждый раз после натяжения 5000 болтов, либо в случае замены таких составных элементов ключа как гидроцилиндр или цепной барабан; сложность конструкции пневмогидравлического насоса, необходимость обеспечения и постоянного контроля герметичности и исправности элементов пневмогидравлической системы.The disadvantages of this method are: low productivity, due to the need to calibrate hydraulic torque wrenches, immediately before their first use, after tensioning 1000 and 2000 bolts and then each time after tensioning 5000 bolts, or in the case of replacing such key components as a hydraulic cylinder or chain drum; the complexity of the design of the pneumohydraulic pump, the need to ensure and constant monitoring of the tightness and serviceability of the elements of the pneumohydraulic system.
Известен способ, при котором крутящий момент, необходимый для натяжения болта, создают динамометрическим ключом с встроенным тензорезисторным мостом (ФРГ, №3804043, G01L 3/00, В25В 23/14, 1989). Ключ устанавливают на завинчиваемое резьбовое соединение и к рукоятке прикладывают усилие. Требуемое усилие натяжения высокопрочного болта контролируют тензорезисторным мостом, с измерительной диагонали которого сигнал, пропорциональный величине деформации упругого участка рукоятки ключа, поступает на вход контрольно-измерительного устройства, которое осуществляет процесс измерения и выдает информацию о величине крутящего момента на цифровой индикатор. При достижении требуемого значения крутящего момента затяжку прекращают и снимают ключ с затянутого резьбового соединения.There is a method in which the torque required to tighten the bolt is created with a torque wrench with a built-in strain gauge bridge (Germany, No. 3804043,
Недостаток данного способа заключается в трудоемкости создания требуемого крутящего момента, малой производительности в связи с необходимостью тарировки контрольно-измерительного устройства и ненадежностью способа при монтаже конструкции в условиях строительной площадки.The disadvantage of this method is the complexity of creating the required torque, low productivity due to the need to calibrate the control and measuring device and the unreliability of the method during installation of the structure in a building site.
Известен способ, при котором контроль натяжения высокопрочного болта осуществляют, регистрируя факт замедленного распространения трещины после затяжки болта (RU, №2560255, G01L 5/24, В25В 23/14, 20.08.2015). При этом используют такое явление, как акустическая эмиссия, т.е. регистрируют акустические колебания, возникающие в области вершины трещины при ее продвижении. Для регистрации сигналов акустической эмиссии на болтовое соединение перед затяжкой устанавливают специальный датчик-преобразователь сигналов акустической эмиссии. Если в процессе затяжки будет инициирован процесс замедленного распространения трещины, то возникающие вследствие этого сигналы акустической эмиссии могут быть зарегистрированы и распознаны, а болтовое соединение своевременно отбраковано.A known method in which the tension control of a high-strength bolt is carried out by recording the fact of the slow propagation of the crack after tightening the bolt (RU, No. 2560255,
Недостатками данного способа являются: сложность оборудования для контроля натяжения болтов методом акустической эмиссии; низкая точность контроля, поскольку метод акустической эмиссии, реализуемый с помощью акустического датчика, не позволяет контролировать величину натяжения высокопрочного болта, а только фиксирует начало процесса разрушений в материале, из которого изготовлены болты и гайки; необходимость специального обучения рабочих использованию сложных электронных приборов контроля и диагностики акустического сигнала.The disadvantages of this method are: the complexity of the equipment for controlling the tension of the bolts by the method of acoustic emission; low control accuracy, since the acoustic emission method, implemented using an acoustic sensor, does not allow you to control the tension of a high-strength bolt, but only fixes the beginning of the destruction process in the material from which the bolts and nuts are made; the need for special training for workers on the use of complex electronic devices for monitoring and diagnosing an acoustic signal.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ, при котором крутящий момент создают автоматическим гайковертом с двухэлементным реверсивным шпинделем, наружная часть которого закручивает гайку, а внутренняя - болт (Л.И. Гладштейн, В.М. Бабушкин, Б.Ф. Какулия, Р.В. Гафуров Высокопрочные болты для строительных стальных конструкций с контролем натяжения по срезу торцевого элемента // Труды ЦНИИПСК им. Мельникова / Промышленное и гражданское строительство, 2008 г., №5, с. 11-13). Контроль натяжения высокопрочных болтов производят по срезу концевого элемента, расположенного на болте специальной конструкции, который используют для устройства фрикционного соединения.The closest technical solution to the claimed invention is a method in which the torque is generated by an automatic wrench with a two-element reversing spindle, the outer part of which tightens the nut and the inner bolt (L.I. Gladshtein, V.M. Babushkin, B.F. Kakulia , RV Gafurov High-strength bolts for building steel structures with tension control along the edge of the end element // Transactions of TsNIIPSK named after Melnikov / Industrial and civil engineering, 2008, No. 5, p. 11-13). The tension control of high-strength bolts is performed by cutting the end element located on the bolt of a special design, which is used for the friction joint device.
Недостатками данного способа являются: необходимость применения высокопрочных болтов нестандартной усложненной конструкции, требующих повышенного расхода высокопрочной стали для их изготовления; усложненная конструкция гайковерта с двухэлементным реверсивным шпинделем; низкая точность контроля усилия натяжения болта в силу неоднородности напряженного состояния в зоне среза концевого элемента на болте.The disadvantages of this method are: the need to use high strength bolts of non-standard complicated design, requiring increased consumption of high strength steel for their manufacture; complicated wrench design with a two-element reversible spindle; low accuracy of monitoring the tension of the bolt due to the heterogeneity of the stress state in the shear zone of the end element on the bolt.
Задача предлагаемого способа заключается в повышении точности и технологичности контроля натяжения высокопрочных болтов.The objective of the proposed method is to increase the accuracy and manufacturability of the tension control of high-strength bolts.
Технический результат достигается тем, что в способе контроля натяжения высокопрочных болтов, заключающемся в том, что собирают болтовое соединение в соответствии с действующей документацией, гайковертом создают крутящий момент, необходимый для закручивания гайки до создания в болте требуемого усилия натяжения, для передачи крутящего момента используют контрольную муфту со шпоночным элементом, на ось гайковерта устанавливают ведущую часть контрольной муфты, ведущую часть контрольной муфты через шпоночный элемент соединяют с ведомой частью контрольной муфты, которую соединяют с накидной гаечной головкой, закручивают гайку на болт до среза шпоночного элемента, по срезу шпоночного элемента, прерывающего закручивание гайки, контролируют предельный момент закручивания, необходимый для требуемого натяжения высокопрочного болта и сжатия пакета элементов конструкции.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the tension of high-strength bolts, which consists in assembling a bolt connection in accordance with the current documentation, a torque is created with a wrench to tighten the nut until the required tension force is created in the bolt, and a control torque is used to transmit torque coupling with a key element, the leading part of the control coupling is installed on the axis of the wrench, the leading part of the control coupling is connected to the follower through the key element part of the control sleeve, which is connected to the cap nut head, tightening the nut on the bolt to cut keyway element for shear keying element interrupting tightening nuts, tightening torque limit control required for the desired high tension bolts and compression of the cell stack structure.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена контрольная муфта со шпоночным элементом, а на фиг. 2 изображен поперечный разрез контрольной муфты по сечению, проходящему через шпоночный элемент.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a control sleeve with a key element, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of a control sleeve over a section passing through a key element.
Способ контроля натяжения высокопрочных болтов реализуется следующим образом: собирают болтовое соединение в соответствии с действующей документацией, на ось гайковерта 1 устанавливают ведущую часть контрольной муфты 2, ведущую часть контрольной муфты 2 через шпоночный элемент 3 соединяют с ведомой частью контрольной муфты 4, которую соединяют с накидной гаечной головкой 5, гайковертом создают крутящий момент необходимый для сборки фрикционного соединения, закручивают гайку 6 на болт 7 до среза шпоночного элемента 3, по срезу шпоночного элемента 3, прерывающего закручивание гайки 6, контролируют предельный момент закручивания, необходимый для требуемого натяжения высокопрочного болта 7 и сжатия пакета элементов конструкции 8 через шайбы 9 и 10.The method of controlling the tension of high-strength bolts is implemented as follows: assemble the bolt connection in accordance with the current documentation, install the leading part of the
Повышение точности заявляемого способа контроля натяжения высокопрочных болтов по сравнению с прототипом достигается существованием экспериментально установленной зависимости расчетного сопротивления стали срезу от предела текучести стали (п. 8.8, табл. 8.3, СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы»):Improving the accuracy of the proposed method for controlling the tension of high-strength bolts in comparison with the prototype is achieved by the existence of an experimentally established dependence of the calculated steel shear resistance on the yield strength of steel (paragraph 8.8, table 8.3, SP 35.13330.2011 "Bridges and pipes"):
Rs=0,58 Ryn/γm, гдеR s = 0.58 R yn / γ m , where
Rs - расчетное сопротивление стали срезу;R s is the calculated steel shear resistance;
Ryn - предел текучести стали;R yn is the yield strength of steel;
γm - 1,025 - коэффициент надежности по материалу для стали марки Ст3 (п. 8.8, табл. 8.4, СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы»),γ m - 1,025 - material reliability coefficient for steel grade St3 (Clause 8.8, Table 8.4, SP 35.13330.2011 “Bridges and pipes”),
а также от определенной зависимости усилия, срезающего шпоночный элемент, от крутящего момента, создаваемого для закручивания гайки:as well as on a certain dependence of the force cutting off the key element, on the torque created to tighten the nut:
P=M/z, гдеP = M / z, where
Р - усилие, срезающее шпоночный элемент;P is the force cutting off the key element;
М - предельная величина крутящего момента, создаваемого для закручивания гайки;M is the limit value of the torque created to tighten the nut;
z - расстояние от оси вращения шпинделя гайковерта 1 до плоскости среза шпоночного элемента 3 (фиг. 2).z is the distance from the axis of rotation of the spindle of the
Разрушение материала шпоночного элемента 3 происходит при достижении предельной величины касательных напряжений в плоскости среза шпонки на цилиндрической поверхности контакта, ведущего 2 и ведомого 4 элементов контрольной муфты. Предельная величина касательных напряжений достигается единовременно по всей длине шпоночного элемента 3 и приводит к его срезу и прекращению передачи крутящего момента от оси гайковерта на гайку 6.The destruction of the material of the
Повышение технологичности заявляемого способа контроля натяжения высокопрочных болтов по сравнению с прототипом заключается в отсутствии необходимости изготовления болтов нестандартной конструкции и возможности использования для устройства фрикционных соединений стандартных высокопрочных болтов, гаек, шайб и накидных гаечных головок.Improving the manufacturability of the proposed method for controlling the tension of high-strength bolts in comparison with the prototype consists in the absence of the need to manufacture bolts of non-standard design and the possibility of using standard high-strength bolts, nuts, washers and union nut heads for friction joints.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118712A RU2658103C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method for controling the of tension of high-strength bolts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118712A RU2658103C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method for controling the of tension of high-strength bolts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658103C1 true RU2658103C1 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118712A RU2658103C1 (en) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Method for controling the of tension of high-strength bolts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658103C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5886246A (en) * | 1996-07-15 | 1999-03-23 | Blm S.A.S. Di L. Bareggi & Co. | Test method and device for screwers |
EP1570956A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-07 | Sannohashi Co., Ltd. | Axial-force-detecting fastening tool, bolt, and method of manufacturing the bolt |
RU2506156C2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-02-10 | Инвенцио Аг | Bolt tester and method of testing |
RU2560255C1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Method of installation connections making using high strength bolts with controlled tensioning |
US9593926B2 (en) * | 2014-01-23 | 2017-03-14 | Jonathan DeYaeger | System and method for verifying screw threads |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118712A patent/RU2658103C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5886246A (en) * | 1996-07-15 | 1999-03-23 | Blm S.A.S. Di L. Bareggi & Co. | Test method and device for screwers |
EP1570956A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-07 | Sannohashi Co., Ltd. | Axial-force-detecting fastening tool, bolt, and method of manufacturing the bolt |
RU2506156C2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-02-10 | Инвенцио Аг | Bolt tester and method of testing |
US9593926B2 (en) * | 2014-01-23 | 2017-03-14 | Jonathan DeYaeger | System and method for verifying screw threads |
RU2560255C1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-08-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Method of installation connections making using high strength bolts with controlled tensioning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6036908B2 (en) | tightening device | |
CN109668672A (en) | Ultrasonic bolt pre-tightens force measuring method | |
JPS6036907B2 (en) | tightening device | |
US4941362A (en) | Torque and angular displacement sensing in controlled wrenches | |
CN104976210A (en) | Double-bolt anti-loose method | |
CN101450476A (en) | Screw tool and method of controlling the tightening angle on screw connections | |
CN201885697U (en) | Automatic tension monitoring system for prestressed reinforcements | |
US10317303B2 (en) | Tension and torque calibration apparatus | |
CN102288352A (en) | Method and device for determining torque coefficient of bolt | |
MX2015007808A (en) | Method for checking a screwing state of a tubular threaded seal. | |
US4823616A (en) | Torque and angular displacement sensing in yield threshold controlled wrenches | |
RU2658103C1 (en) | Method for controling the of tension of high-strength bolts | |
EP2888554A1 (en) | Pipe clamp provided with a tension gauge and use of a tension gauge on a pipe clamp | |
CN210119334U (en) | Subway center pin bolt vibration acceleration test device | |
US5007153A (en) | Method for tightening threaded connectors | |
US4558599A (en) | Bolt demonstrator | |
JP2001133392A (en) | Measuring method of fixing force for anchor material | |
EP2688713B1 (en) | Torque-angle structural fastening system | |
CN112857641B (en) | Measuring assembly for iron roughneck torque and measuring device for iron roughneck torque | |
US20220016750A1 (en) | Torque-angle structural fastening system | |
CN217156074U (en) | Concrete bridge prestressing finish rolling twisted steel tension force torque detecting system | |
CN201288743Y (en) | Hexagonal flange face torsion shear type high tensile bolt | |
CN201255166Y (en) | Torsional shear type high-strength bolt for steel structure | |
JP3779722B1 (en) | Anchor bolt required adhesion strength confirmation device and anchor bolt necessary adhesion strength confirmation method | |
CN109780029A (en) | A kind of mechanoluminescence type intelligent bolt with pretightning force instruction |