SE506118C2 - Metod för åtdragning av gängade förband till en önskad förspänningsnivå med hjälp av en manuellt manövrerad kraftmutterdragare innefattande en nedgängningsfas och en förspänningsfas, avkänning av momentmotståndet i förbandet samt avbrytande av rotationen vid uppnådd önskad förspänningsnivå - Google Patents

Description

506118 BNsDocm; 2 operatörens fysiska egenskaper och hans aktuella arbetsställning. Med andra ord, systemperioden beror operatörens förmaga att motstå reaktionskraftpulsen.

För en viss person och en viss arbetsställning beror resulterande amplituden, vilken i och för sig är ett på belastningen pa operatören, pa varaktigheten hos reaktionskraftpulsen. Detta kan visas experimentellt genom att halvsinusformade exciteringskrafter av olika varaktighet utövas pa ett typiskt reaktionsupptagningssystem som utgörs av mutterdragaren och operatören.

Sàsom visas i Fig l och 2 orsakar en kort reaktionskraftpuls med en varaktighet lika med en l/4 av systemperioden (Kraft l= P2) endast en mindre rörelseamplitud hos operatörens arm. Se Fig 2. Detta beror pà det faktum att reaktionsenergin i huvudsak absorberas av massan hos mutterdragaren själv och i viss utsträckning av massan hos operatörens arm. En sådan reaktionskraftpuls med kort varaktighet genereras vid àtdragning av stumma förband, dvs. förband som har en brant moment~/rotationskaraktäristik.

Fig. l och 2 illustrerar ocksa att en långvarig reaktionskraftpuls som har en varaktighet lika med en full systemperiod (Kraft 3= FJ förorsakar endast en moderat reaktionsamplitud. Vid denna långvariga puls, som alltsa har langsamma uppbyggnads- och avtagandefaser, har massan hos systemet ingen inverkan på absorbtionen av reaktionspulsen. Operatören har istallet möjlighet att reagera i tid för att vara beredd att utöva muskelkraft BNSDOCID: 506418 3 på mutterdragaren för att därigenom motverka reaktionskraften. Detta är fallet vid àtdragning av ett s.k. vekt förband, dvs. ett förband som har en långsam Då det för åtdragning avsedda förbandet har en medelstyv karaktär momenttillväxt i förhållande till rotationen.

(Kraft 2= F¿) har emellertid massan hos systemet endast ett mindre inflytande pa kraftpulsabsorptionen.

Operatören har heller ingen möjlighet att tillräckligt snabbt ansätta muskelkraft pà mutterdragarens handtag.

Operatörens reaktion är istället sen och ur fas med reaktionskraftpulsen, vilket förorsakar en förstärkt störning av operatörens arm och, om den upprepas, en tröttande belastning pa operatören. Se Fig 2.

En annan belastningsfaktor för operatören är förekommande variationer i reaktionskraftpulsens karaktär hos de förband som atdrages. Det är svàrt och tröttsamt att försöka uppbringa en beredskap för reaktionskraftpulser av olika karaktär.

Huvudändamalet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad metod för åtdragning av gängade förband medelst en manuellt styrd kraftmutterdragare, vilken metod innefattar atgärder genom vilka den belastningsorsakande reaktionskraftpulsen ges en karaktär som är lika för alla förband, oberoende av skillnader i momenttillväxt dvs. tillväxten av momentmotstånd per rotationsvinkelenhet.

En föredragen utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till bifogade ritningar. 506 118 BNSDOCID: Ritningsförteckning: Fig l och 2 illustrerar i diagramform reaktionskraftens inverkan pá operatören vid olika varaktigheter hos reaktionskraften.

Fig 3 visar tidigare kända metoder för átdragning av a) ett stumt förband och b) ett vekt förband.

Fig 4 visar atdragningsprocesser enligt uppfinningen vid a) ett stumt förband och b) ett vekt förband.

Fig 5 visar en ytterligare sofistikerad utföringsform av àtdragningsmetoden enligt uppfinningen.

Fig 6 visar en anordning för utförande a" åtdragningsmetoden enligt uppfinningen.

Såsom visas i Fig 3 har tidigare kända àtdragningsmetoder för gängade förband vid användning av kraftmutterdragare med effektstyrda elektriska motorer genomförts med en konstant hastighet n.. Detta innebär att för ett stumt förband a) momentmotstandet i förbandet liksom reaktionsmomentet i mutterdragaren har byggts upp mycket snabbt fran ett initialt mycket lågt nedgängningsmoment till ett slutligt moment motsvarande en önskad förspänningsniva. Den resulterande reaktionskraftpulsen i mutterdragarens handtag har da en mycket kort varaktighet.

I kontrast till detta förorsakar ett vekt förband b), àtdraget enligt samma metod, en långsamt ökande BNSDOCID: 506118 5 momentreaktion och därigenom en kraftpuls av lång varaktighet.

Såsom illustreras i Fig 1 och 2 varierar den resulterande amplituden hos mutterdragarhandtaget och därmed belastningen pa operatören med varaktigheten hos reaktionskraftpulsen. Antingen förorsakar och b) obehagliga pafrestningar pa operatören eller så gör reaktionskraftpulserna fran bada förbanden a) åtminstone en av dem det.

För att undvika variationer i reaktionskraftens pulslängd vilken ju är pafrestande i sig, och för att åstadkomma en enhetlig rektionskraftpulslängd med den mest fördelaktiga karaktären fran ergonomisk synpunkt innefattar uppfinningen atgarden att under àtdragningsförloppets förspänningsfas bestämma den momentana momentmotstandstillväxten per tidsenhet.

Samtidigt jämförs denna aktuella momentmotstàndstillväxt per tidsenhet med önskade värden inlagda i den programerbara styrenheten under hela förspänningsfasen, varvid mutterdragarens rotationshastighet kontinuerligt anpassas till den aktuella momenttillväxten per tidsenhet för att astadkomma den önskade karakären på reaktionskraftpulsen i mutterdragarens handtag. Genom denna metod kommer karaktären hos reaktionskraftpulsen att vara densamma för alla förband oavsett skillnad i momenttillvaxt per rotationsvinkel, från ett förband till (torque rate) ett annat.

I Fig 4 illustreras metoden enligt uppfinningen vid 506118 sNsDocm; 6 applikationer pa samma tva förband a) och b) som hänvisas till i Fig 3. Den initiala nedgängningsfasen utförs genom att låta mutterdragaren rotera båda förbanden med i huvudsak samma hastighet nr som i den illustrerade tidigare kända metoden som illustreras i Fig 3.

Då förspänningsfasen börjar minskas rotationshastigheten hos mutterdragaren till en hastighetsnivà n¿ i förband a) och till en hastighetsniva n, i förband b). I det beskrivna exemplet föreligger en avsevärd skillnad mellan ng och ng vilket dock resulterar i en lika stor momenttillväxt per tidsenhet dvs. samma lutning på moment-tidkurvan under förspänningsfasen för båda förbanden. Vid förband med samma önskade àtdragningsnivâ kommer alltsa varaktigheten hos reaktionskraftpulsen i mutterdragarhandtaget att vara densamma fran förband till förband.

För att ytterligare förbättra karaktären eller mönstret hos reaktionskraftpulsen programmeras styrenheten för att bestämma den momentana andraderivatan hos momenttillväxten per tidsenhet, och att styra rotationshastigheten hos mutterdragaren så att man uppnår en kontinuerlig andraderivata hos momenttillväxten per tidsenhet bade vid starten av förspänningsfasen och vid slutet av densamma.

Ytterligare en atgard för att förbättra reaktionskraftpulsens karaktär är att införa en mindre operatörsvarnande reaktianskraftökning innan den riktiga eller huvudreaktionskraftpulsen startar. Med denna varningskraftpuls förbereds operatören att pålägga BNSDOCID: 506118 7 muskelkraft pa mutterdragarens handtag för motverkan av reaktionskraften.

Reaktionskraftpulsen anpassas ännu mer till operatörens förmåga att reagera pa varierande belastning genom att det avgivna momentet fran mutterdragaren gradvis minskas till noll efter det att den önskade förspänningsnivàn har uppnåtts och mutterdragaren har slutat rotera.

Båda dessa ytterligare särdrag hos àtdragningsmetoden för skruvförband enligt uppfinningen illustreras i Fig 5. Det för atdragning avsedda förbandet förutsetts ha en låg momenttillväxt liksom förband b) som visas i Fig 3.

I förloppet som illustreras i Pig 5 startar nedgängningsfasen vid t- med en rotationshastighet n,. Vid tg minskas rotationshastigheten till nl som dock är tillräckligt hög för att skapa en reaktionskraft för varning av operatören. Vid tf påbörjas förspänningsfasen med rotationshastigheten nt vilken anpassas som beskrivs ovan för att astadkomma den önskade reaktionskrafttillväxten per tidsenhet. Då den önskade förspänningsnivan uppnas vid t, sänks det avgivna momentet från mutterdragaren och rotationen av förbandet avbryts.

Därefter sänks gradvis det avgivna momentet från mutterdragaren till noll vilket uppnás vid ts. Genom detta utsätts inte operatören för ett plötsligt reaktionskraftbortfall vilket skulle ha förorsakat honom obehag. r Anordningen som visas i Fig o innefattar en vinkelmutterdragare försedd med en borstlös AC-motor som 506 118 BNSDOCID: 8 är ansluten till en kraftförsörjningsenhet PU. Den senare är anordnad att avge växelströmseffekt av variabel amplitud och frekvens i enlighet med de data som lagras i den programmerbara effektstyrningsenheten PCU. Den senare är ansluten till en momentavkännande enhet TSU vilken avger signaler i förhallande till det aktuella effektuttaget fran switch-enheten SWU. En cykelstyrningsenhet CCU är ansluten till effektförsorjningsenheten PU.

Claims (7)

BNSDOCID: 506 118 9 Patgntkrav

1. l. Metod för atdragning av gängade förband till en önskad förspänningsniva med hjälp av en manuellt manövrerad kraftmutterdragare, innefattande åtgärderna av rotation av förbandet genom en nedgängningsfas och en förspänningsfas, avkänning av det momentana momentmotstandet i förbandet under rotation av förbandet, samt avbrytande av rotationen vid uppnáende av nämnda önskade förspänningsniva, k ä n n e t e c k n a d a v följande atgärder: fastställande under förspänningsfasen av den momentana momenttillväxten per tidsenhet i förbandet, samt kontinuerlig anpassning av rotationshastigheten hos mutterdragaren relativt nämnda fastställda momentana momenttillväxt per tidsenhet för uppnaende av en enhetlig reaktionskraftkaraktäristik i mutterdragarens handtag för alla förband oavsett skillnader i momenttillväxt per rotationsvinkel hos olika förband.

2. Metod enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d a v att rotationshastigheten anpassas pa sa sätt att reaktionskraften i mutterdragarens handtag kan väljas pa sina kvantitativa parametrar, sasom förändringsgrad hos kraften över tiden.

3. Metod enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att rotationshastigheten anpassas pa sa sätt att reaktionskraften i mutterdragarens handtag kan väljas pà sina kvalitativa 506 BNSDOCID: 118 10 parametrar, sasom mönstret hos kraftvariationen över tiden.

4. Metod enligt kravet 3, n a .. a d att reaktionskraften är selektivt uppbyggbar enligt en linjär funktion av tiden. k ä n n e t e c k v

5. k ä n n e t e Metod enligt kravet 4, d funktionen har en andraderivata av i huvudsak d f. c k n a v att början hos den linjära kontinuerlig karaktär.

6. Metod enligt nagot av kraven 3 och 4, k ä n n e t e c k n a d a v att av slutet av nämnda linjära funktion har en andraderivata av i huvudsak kontinuerlig karaktär.

7. Metod enligt nagot av kraven 4-6, d reaktionskraften foregas av en operatörsvarnande lägre k ä n n e t e c k n a a v att uppbyggnadssekvensen av reaktionskraft.