SE535392C2 - Metod för bestämning av kvaliteten vid åtdragning av ett skruvförband - Google Patents

Abstract

: Metod för bestämning av kvaliteten hos ett förfarandeför åtdragning av ett skruvförband som utförs med ettmomentimpulsverktyg, innefattande bestämning av kläm-kraft via en beräkning av propagationstiden för ultra-ljudvågor som har framkallats i skruvförbandet, och jäm-förande av en total rotationsrörelse hos skruvförbandetmed förutbestämda vinkelgränsvärden när en axiell målbe-lastningsnivå har indikerats av propagationstiden förultraljudvågor som har framkallats i skruvförbandet. Fö-rekommande avvikelser mellan den erhållna totala rota-tionsrörelsen hos skruvförbandet och vinkelgränsvärdenaskulle indikera ett defekt skruvförband och/eller enfallerande mätning av propagationstiden för ultraljudvà-gorna, vilket innebär en oacceptabel kvalitet på åtdrag- ningsförfarandet.

Description

25 30 535 392 sätt att två oberoende avläsningar avslöjar eventuella felaktigheter i skruvförbandet eller åtdragningsför- farandet. På grund av den dynamiska verkan som är för- enad med ett impulsåtdragningsverktyg är det dock omöj- ligt eller i vart fall mycket svårt att få tillförlitlig information om det tillförda vridmomentets storlek genom att använda en vridmomentgivare i ett impuls- åtdragningsverktyg.

Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en lösning på det ovan beskrivna problemet. I synnerhet tillhandahåller uppfinningen en metod för undersökning och/eller bestämning av kvaliteten hos ett förfarande för àtdragning av ett skruvförband, vilket förfarande genomförs med hjälp av ett impulsàtdragningsverktyg, varvid ultraljudteknik används för indikering av kläm- kraften på skruvförbandet, och en avläsning av en redun- dant parameter, som inte pâverkas av de dynamiska kraf- terna i impulsåtdragningsförfarandet, används i kom- bination med indikeringen av klämkraften när det gäller att bedöma i syfte att utröna kvaliteten hos och/eller resultatet av förfarandet för àtdragning av skruvförban- det.

Ytterligare ändamàl med och fördelar hos uppfin- ningen framgår av den följande beskrivningen och patent- kraven.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till den bi- fogade ritningen, som schematiskt visar ett impulsàt- dragningsverktyg lämpat för genomförande av metoden en- ligt uppfinningen.

Metoden enligt uppfinningen gäller kvalitetskon- troll av ett förfarande för àtdragning av ett skruvför- band vid hopklämning av två delar 10, ll med användning 10 15 20 25 30 535 392 av ett skruvförband 12. Åtdragningsförfarandet utförs med en typ av momentimpulsåtdragningsverktyg 13, som in- nefattar ett hus 14, en utgående axel 15, som är försedd med en mutterhylsa 16, och en rotationsmotor 18 som är kopplad till den utgående axeln 15 via en impulsalstran- de enhet 20. Denna enhet innefattar ett tröghetsdrivele- ment 21, som är anslutet till motorn 18, och en hydrau- lisk koppling för intermittent överföring av rörelse- energi från tröghetsdrivelementet 21 till den utgående axeln 15. Den impulsalstrande enheten 20 är försedd med en vinkelgivare eller rotationsdetekterande anordning i form av en sekventiellt magnetiserad ring 22, som är fastsatt på tröghetsdrivelementet 21, och en stationär givarenhet 23, som är fastsatt på huset 14 tätt intill den magnetiserade ringen 22 och anordnad att avge signa- ler till gensvar på att magnetpoler på den magnetiserade ringen 22 passerar den när tröghetsdrivelementet 21 ro- terar. Den under ett åtdragningsförfarande tillryggalag- da totala rotationsvinkeln utgörs av summan av de vin- kelinkrement som fås för varje till skruvförbandet avgi- ven momentimpuls. Ett impulsàtdragningsverktyg som har denna typ av vinkelgivare är tidigare beskriven i US Pa- tent 7 424 919.

Impulsåtdragningsverktyget som lämpar sig för att ut- föra metoden enligt uppfinningen innefattar även ett ultraljudvågelement 24 och en inte visad styrenhet för beräkning av propagationstiden för ultraljudvågorna ge- nom skruvförbandet. Styrenheten är belägen i en bakre del 28 av huset 14 och kommunicerar med ultraljudvågele- mentet 24 via en ledning som sträcker sig genom impuls- enheten 21 och motorn 18. Ultraljudvågelementet 24 upp- bärs på den utgående axeln 15 inuti mutterhylsan 16 och 10 15 20 25 30 535 392 är avsett att både generera och detektera ultraljudvà- gor.

Under ett förfarande för àtdragning av ett skruv- förband är mutterhylsan 16 och ultraljudvågelementet 24 avsedda att vara i ingrepp med skallen på en skruv 25, som utgör en del av skruvförbandet 12. Mutterhylsan 16 är avsedd att överföra âtdragningsmomentimpulser till skruven 25, medan syftet med ultraljudvågelementet 24 är att framkalla ultraljudvàgor i skruven 25 och att ta emot ekona från återvändande vågor sedan de har reflek- terats vid den motsatta änden av skruven 25. Ultraljud- vågsignalerna förmedlas till styrenheten, och på ett välkänt sätt beräknas förflyttningstiden eller propaga- tionstiden för ultraljudvågorna genom skruven 25 för att användas för beräkning av den axiella spänningen och klämkraften som har påförts på skruven 25.

Förfarandet enligt uppfinningen är baserat på er- farenheten att i vissa fall kan beräkning av den på ett skruvförband lagda klämkraften under användning av pro- pagationstiden för ultraljudvàgorna genom skruven i vis- sa fall inte vara tillräckligt pålitlig för att ge till- förlitlig information om den faktiskt erhållna klämkraf- ten, detta på grund av att förekommande oregelbunden- heter i eller fel på skruvförbandet skulle kunna ge felaktig information om den erhållna klämkraften. Vidare skulle utrustningen för ultraljudvågsundersökning av skruvens klämkraft kunna fallera och ge felaktig infor- mation. Inte desto mindre är metoden enligt uppfinningen baserad på metoden som bygger på ultraljudvågens propa- gationstid sådan denna erhålls med hjälp av skruven 18, men för att oberoende information om resultatet av åt- dragningsförfarandet ska fås, jämförs det vinkelavstånd som har tillryggalagts under åtdragningsförfarandet med 10 15 20 25 30 535 392 förutbestämda gränsvärden. Detta innebär att förekomman- de fel på skruvförbandet, vilka skulle ge felaktig in- formation om den faktiskt erhållna klämkraften i skruv- förbandet med ultraljudvågstekniken kan detekteras med användning den totalt tillryggalagda vinkelförskjut- ningen av skruvförbandet vid slutet av åtdragningen.

Vinkelgränserna för ett acceptabelt utfört âtdragnings- förfarande bestäms vid en föregående åtdragningsstudie, i vilken ett antal liknande skruvförband i gott skick dras åt till en önskad klämkraft pà basis av ultra- ljudvàgors propagationstid och en normal spridning av de vinkelförskjutningar som indikerats vid de fullständiga åtdragningsförfarandena bestäms och används för att fastställa acceptabla vinkelgränser.

Om under produktionsförhållanden åtdragning av ett skruvförband av den aktuella typen en önskad klämkraft erhållits och bekräftats av en beräkning baserad på pro- pagationstiden för ultraljudvågor genom skruvförbandet men den indikerade totala vinkelförskjutningen av skruv- förbandet inte uppfyller de före åtdragningen upprättade gränsvärdena, alstras en "icke godkänd"-signal. Trots att den axiella belastning som beräknats ur den indike- rade propagationstiden för ultraljudvågorna har nått sitt màlvärde, är den faktiskt erhållna axiella belast- ningen inte av den önskade storleken på grund av ett de- fekt eller skadat skruvförband. I denna situation måste skruvförbandet demonteras och undersökas med avseende på förekommande felaktigheter. I synnerhet vid en kritisk typ av skruvförband är denna typ av hjälpvinkelre- gistrering väsentlig för garanterande av kvaliteten och säkerheten hos den konstruktion som innefattar det aktu- ella skruvförbandet. En “icke godkänd"-signal kan också indikera ett fel i mätningen av propagationstiden, vil- 535 392 ket innebär att arbetsutrustningen för ultraljudvâgmät- ningen bör kontrolleras och korrigeras om det behövs.

Claims (3)

10 15 20 25 535 392 Patentkrav:

1. Metod för bestämning av kvaliteten hos ett för- farande för åtdragning av ett skruvförband, varvid ett skruvförband dras åt medelst ett momentimpulsåtdrag- ningsverktyg, vilken metod innefattar följande steg: 0 under åtdragningsförfarandet indikering av den i skruvförbandet erhållna klämkraften genom repetitiv övervakning av propagationstiden för ultraljudvågor som har framkallats i skruvförbandet under åtdrag- ningsförfarandet, 0 indikering av rotationsrörelsen hos skruvförbandet under åtdragningsförfarandet genom summering av de successiva rotationsinkrement som har erhållits vid upprepade momentimpulser, 0 jämförande av den erhållna klämkraften och den in- dikerade rotationsrörelsen hos skruvförbandet med förutbestämda gränsvärden för att undersöka kvali- tetsacceptans av det utförda åtdragningsförfaran- det.

2. Metod enligt patentkrav 1, i vilken de nämnda suc- cessiva rotationsinkrementen indikeras som en stegvis förskjutning av stoppunkten hos tröghetsdrivelementet i impulsmekanismen i impulsåtdragningsverktyget vid varje successiv impuls där rörelseenergi överförs från trög- hetsdrivelementet till den utgående axeln på impulsåt- dragningsverktyget.