SU1045019A1

SU1045019A1 - Threaded joint parameter measuring device

Info

Publication number: SU1045019A1
Application number: SU823444441A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Федотович Брюховец; Владимир Николаевич Бобров; Виктор Дмитриевич Утенков
Original assignee: Московский автомеханический институт
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1983-09-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЗЬБОВЬа СОЕДИНЕНИЙ, содержащее основание, корпус с испытываемой резьбой, св занный через упорный подшипник и датчики силы и момента с цилиндрической опорной шайбой, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и расширени функциональных возможностей , в корпус введено замковое соединение , состо щее из цилиндрического стакана с Т-образным пазам, сменной втулки и сменной закладной детали, выполненной из исследуемого материала, стакан св зан с корпусом через введенный шариковый опорный подшипник, упругий стержень, расположенный соосно исследуеметну резьбовому соединению, и упругие пластины с тензорезисторамн, которые расположены по касательной к поверхности стакана, а опорна шайба выполнена сменной и св зана с корпусом своими упругими пластинами с тензорезисто (Л рами, расположенными по касательной к ее поверхности, причем корпус со--единен- с основанием через введенную шариковую опору и датчик момента.A DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF THREAD OF COMPOUNDS, comprising a base, a housing with a test thread, connected through a thrust bearing and force and torque sensors with a cylindrical support washer, characterized in that, in order to improve accuracy and enhance functionality, a lock connection is inserted into the housing, consisting of a cylindrical cup with a T-shaped groove, a replaceable sleeve and a replaceable insertion piece made of the test material, the cup is connected to the body through an inserted ball bearing a bearing, an elastic rod located coaxially with the threaded joint, and elastic plates with strain gauges that are tangential to the surface of the glass, and the support washer is interchangeable and connected to the body with its elastic plates with strain gauges (L frames located tangentially to its surface The housing is connected to the base via an inserted ball bearing and a torque sensor.

Description

4;four;

СП Изобретение относитс к приборо строению и может быть использовано дл контрол силовых параметров и угла поворота, возникающих в резьб вых соединени х типа винт - гайка, винт - корпус, шпилька - корпус. Известно устройство, позвол юще производить контроль одновременно всех силовых параметров, возникающих в резьбовом соединении только дл пары винт - гайка. Такое устро ство содержит внутренную и наружну трубы, в отверстии внутренней труб установлен шток, опирающийс в измерительный стержень индикатора. Д рычага, закрепленные в верхней час внутренней трубы, св заны с двум измерительными стержн ми индикаторов , а два рычага, расположенные и св занные с наружной трубой, контр лируютс двум индикаторами. В вер ней части трубы помещаетс испытуе мый винт, закрепл емый гайкой, которые устанавливаютс в стакан,, а выетупакщий конец винта навертываю ( гайку 1 . . Однако известное устройство не обеспечивает заданной точности изза использовани механических индиг каторов и наличи трени между внут ренними поверхност ми труб. Кроме того, .измерение силовых параметров и угла поворота, возникакацих .в рез бовом соединении при высоких скорос х зат жки, практически невозможно Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство, содержащее простановочную крышку, снабженную упорным шарикоподшипником и соединенную с кор пусом упругими элементами с тензометрическими датчиками, и замковое соединение головки винта С 2}, В известном устройстве замок вы .полнен за одно целое с крышкой, что затрудн ет применение различных винтов при определении силовых факторов , вли ющих на зат жку резьбо-вого соединени , а тем более шпилек . Кроме того, нельз осуществл ть контроль силовых факторов в других соединени х, например типа винт - Kopnycj шпилька - корпус, и определить общий момент и уго поворота, вЬзникающие в резьбовом соединении. Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем основание, корпус с испытываемой резъбой, св занный через упорный подшипник и датчики силы и момента с цилиндрической опорной шайбой, в корпус введено замковое соединение состо щее из цилиндрического стакана с Т-образным пазом, сменной втулки и сменной закладной детали, выполненной из исследуемого материала , стакан св зан с корпусом через введенный шариковый опорный подшипник, упругий стержень, распо- ложенный соосно исследуемому резьбовому соединению,- и упругие пластины с тензорезистрами, которые расположены по касательной к поверхности стакана, а опорна шайба выполнена сменной и св зана с корпусом своими упругими пластинами с тензорезисторами, расположенными по касательной к ее поверхности, причем корпус соединен с основанием через введенную шариковую опору и датчик момента. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1 на фиг. J вид Б на фиг, 1; ка фиг, 4 - разрез В-В на фиг . 1,. Устройство содержит корпус 1 с двум шариковыми опорами 2, расположенными на станине 3, стойки 4 и 5, установленные на станине 3 и соединенные с корпусом 1 через упругие элементы 6 и 7 с тензорезисторами 8 и 9, которые служат дл определени общего момента зат жки и угла поворота . Стакан 10, замок 11 со сменной втулкой 12 размещены внутри корпуса 1 и св заны с ним при помощи стоек 13 и 14, упругих элементов 15 и 16 тензорезисторами 1/ и 18, которые предназначены дл определени момента трени в резьбовом соединении. В стакане 10 установлен однор дный упорный шариковый подшипник 19 со стержнем 20,который св зан с корпусом 1 при помощи шарнирной опоры 21 и гайки 22, Стержень 20 изготовл етс по внутреннему диаметру испытуемого винта и к нему креп тс тензорезисторы 23 дл определени усили зат жки резьбового соединени , В верхней части корпуса 1 размещаетс крышка 24 корпуса с однор дным SnopHfciM шарикоподшипником 25, простановочной шайбой 26, имитирующей опорную поверхность детали корпуса резьбового соединени , В простановочной шайбе 26.размещаетс сменна втулка 27. Между сменными втулками 12 и 27 устанавливаетс испытуемый винт 28 с гайкой 29, Простановочна шайба 26 содержит стойки 30 и 31, к которым прикреплены упругие элементы 32 и 33 с тензорезистрами 34 и ЗЬ, которые св заны с крышкой 24 корпуса и служат дл определени момента трени на опорной поверхности гайки. К крышке 24 корпуса креп тс шкала 36, к простановочной шайбе - указатель 37 и шкала 38, а к гайке 29 - указатель 39, Устройство работает следующим образом . При зат жке резьбового соединени испытуемый винт 28 с гайкой 29 установлен между сменн лми втулками 12 и 27, причем сменна втулка 12 размещена в замке 11, а сменна втулка 27 - в простановочной шайбе 26, при этом момент трени на опорной поверх ности гайки 29 передаетс через втулку 27 на простановочную шайбу 26, установленную на однор дный упор ный шариковый подшипник 25, исключаю щий трение между простановочной шайбой 26 и крышкой 24 корпуса. Простановочна шайба 26 через стойки 30 и 31 соединена с упругими элементами 32 и 33, на которые установлены тензометрические датчики 34 и 35, регистрирующие величину момента трени на опорном торце гайки и начальную величину угла поворота гайки, ко тора определ етс о Есчетом указател шкалы 36, Полученный момент трени на опорном торце гайки позво л ет определить коэффициент трени на опорной поверхности гайки и головки , винта, момент трени в резьбе соединени передаетс на стакан 10, который через .стойки 13 и 14, упруги элементы 15 и 16 св зан с корпусом Тензорезисторы 1 и 18 регйсв рируют величину момента трени в резьбе соединени , по которому можно опреде-.и лить коэффициент трени . Общий момент зат жки определ етс тензорези торами 8 и 9, установленными на упругих элементах 6 и 7 и соединенных о стойками Ь и 4, через которые осуществл етс св зь между корпусом 1 и станиной 3. Шариковые опори 2, размещенные в станине 3, служат дл исключени вли ни на тензорезисторы 8 и 9 веса устройства и трени между корпусом и станиной. При определении общего момента зат жки определ етс угол поворота. После фиксации начальной величины угла поворота происходит дальнейшее перемещение гайки 29 с указателем 39, который будет перемещатьс уже по шкале 38. Дл получени действительного угла поворота необходимо из второго показани вычесть первое. Усилие зат жки резьбового соединени регистрируетс тензорезистором 23, установленным на стержне 20, который шарнирно соединен со стаканом 10 при помощи однор дного шарикоподшипника 19 и шарнирной опоры 21 и гайки 22. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет одновременно производить определение момента зат жки , момента трени на опорной поверхности гайки (винта), момента трени Б резьбе, усили зат жки и угла поворота . По этим данньл определ ютс коэффициенты трени в резьбе и на опорных поверхност х гайки и винта в резьбовых соединени х типа винт гайка , винт - корпус, шпилька - корпус при любых скорост х зат жки с использованием сменных замков. ВThe invention relates to an instrument structure and can be used to control power parameters and rotation angle arising in screw-nut connections, screw-housing, stud-housing. A device is known that allows the simultaneous inspection of all power parameters arising in a threaded connection only for a screw-nut pair. Such an arrangement contains inner and outer tubes, and a rod is mounted in the hole of the inner tubes, which is supported in the measuring rod of the indicator. The levers attached to the upper hour of the inner tube are connected to the two measuring rods of the indicators, and the two levers located and connected to the outer tube are controlled by two indicators. The test screw, fastened with a nut, is placed in the pipe side into the cup, and the screwed end of the screw is screwed on (nut 1.) However, the known device does not provide the specified accuracy due to the use of mechanical indicators and friction between the internal surfaces In addition, the measurement of power parameters and the angle of rotation occurring in a rubber joint at high tightening speeds is practically impossible. The closest to the proposed technical essence is the device A space containing a spacer cover, fitted with a thrust ball bearing and connected to the casing with elastic elements with strain gages, and a locking connection of the screw head C 2}. In the known device, the lock was made in one piece with the lid, which makes it difficult to use different screws when determining force factors affecting the tightening of the threaded joint, and even more so the studs. In addition, it is impossible to control the power factors in other joints, for example, the screw-Kopnycj type-body screw, and determine torque is Hugo rotation vznikayuschie of a threaded joint. The purpose of the invention is to improve the accuracy and expansion of functionality. The goal is achieved by the fact that, in a device containing a base, a housing with a test thread, connected through a thrust bearing and force and torque sensors with a cylindrical support washer, a lock connection consisting of a cylindrical cup with a T-shaped groove and a replaceable sleeve is inserted into the housing and a replaceable embedded part made of the material under study, the glass is connected to the body through an inserted ball support bearing, an elastic rod positioned coaxially with the threaded connection under study, and elastic surfaces s with tenzorezistrami which are disposed tangentially to the glass surface, and the support washer is made replaceable and is bonded to the housing plate with its elastic strain gauges arranged at a tangent to its surface, wherein the housing is connected to ground through a ball bearing and inputted torque sensor. FIG. 1 shows the proposed device, the cut; in FIG. 2, section A-A in FIG. 1 in FIG. J type B in FIG. 1; ka fig. 4 - section bb in fig. one,. The device includes a housing 1 with two ball bearings 2 located on the bed 3, racks 4 and 5 mounted on the bed 3 and connected to the housing 1 via elastic elements 6 and 7 with strain gauges 8 and 9, which serve to determine the total tightening torque and angle of rotation. A glass 10, a lock 11 with a replaceable sleeve 12 are placed inside the housing 1 and are connected with it by means of racks 13 and 14, elastic elements 15 and 16 by strain gages 1 / and 18, which are designed to determine the moment of friction in the threaded connection. In the glass 10 a single thrust ball bearing 19 is installed with a rod 20, which is connected to the housing 1 by means of a pivot bearing 21 and a nut 22. The rod 20 is manufactured according to the inner diameter of the test screw and the strain gages 23 are attached to it to determine the pulling force screwed connection. In the upper part of the housing 1 there is a housing cover 24 with a single-sided SnopHfciM ball bearing 25, a insertion washer 26 imitating the bearing surface of a part of the threaded connection housing, In the washer 26. street 27. Between interchangeable sleeves 12 and 27 a test screw 28 is installed with a nut 29, the spacer washer 26 contains racks 30 and 31, to which elastic elements 32 and 33 are attached with tensors 34 and 3b, which are connected to determine the moment of friction on the bearing surface of the nut. A scale 36 is attached to the housing cover 24, a pointer 37 and a scale 38 are attached to a filling washer, and a pointer 39 to a nut 29, the device operates as follows. When the threaded joint is tightened, the test screw 28 with the nut 29 is installed between the sleeves 12 and 27, the replaceable sleeve 12 is placed in the lock 11, and the replaceable sleeve 27 is placed in the insert washer 26, while the moment of friction on the supporting surface of the nut 29 is transmitted through the sleeve 27 to the spacer washer 26, mounted on a single thrust ball bearing 25, eliminating friction between the spacer washer 26 and the housing cover 24. The spacer washer 26 through racks 30 and 31 is connected to elastic elements 32 and 33, on which strain gauges 34 and 35 are mounted, registering the amount of friction moment on the nut end face and the initial value of the angle of rotation of the nut, which is determined by Esting the scale indicator 36, The resulting friction moment at the nut end face allows you to determine the friction coefficient on the nut and head bearing surface of the screw, the friction moment in the thread of the joint is transmitted to the cup 10, which is connected through the rack 13 and 14 The body of the strain gages 1 and 18 regains the magnitude of the moment of friction in the thread of the joint, from which it is possible to determine the coefficient of friction. The total tightening torque is determined by the strain gauges 8 and 9 mounted on the elastic elements 6 and 7 and connected to the supports B and 4, through which the connection between the housing 1 and the frame 3 takes place. The ball bearings 2 placed in the frame 3 serve to eliminate the effect on the strain gauges 8 and 9 of the weight of the device and the friction between the frame and the frame. When determining the total tightening torque, the angle of rotation is determined. After fixing the initial value of the angle of rotation, the nut 29 is further moved with the pointer 39, which will already move on a scale of 38. To obtain the actual angle of rotation, you must subtract the first one from the second reading. The tightening force of the threaded joint is detected by a strain gauge 23 mounted on the rod 20, which is pivotally connected to the cup 10 by means of a single shaft ball bearing 19 and a hinge bearing 21 and a nut 22. Thus, the proposed device allows simultaneous determination of the tightening torque, friction on the bearing surface of the nut (screw), the moment of rubbing B on the thread, the tightening torque and angle of rotation. From these data, the friction coefficients in the thread and on the bearing surfaces of the nut and screw in threaded joints of the screw-nut type, screw-body, stud-body are determined at any pulling speed using interchangeable locks. AT

14/ 214/2

/J/ J

1one

iOiO

ff f ffffi ff jff f ffffi ff j

aggfe a agaggfe a ag

//

V/.V /.

Щ ФU f

(ригЛ(rigging

Claims

DEVICE FOR MEASUREMENT OF THREADED COMPOUNDS PARAMETERS, comprising a base, a housing with a tested thread, connected through a thrust bearing and force and torque sensors with a cylindrical support washer, characterized in that, in order to increase accuracy and expand functionality, a lock connection is introduced into the housing, consisting of from a cylindrical glass with a T-groove, a replaceable sleeve and a replaceable embedded part made of the material to be studied, the glass is connected to the housing through an inserted ball bearing k, an elastic rod located coaxially to the threaded joint under investigation, and elastic plates with teneoreistors that are tangent to the surface of the glass, and the support washer is removable and connected to the housing by its elastic plates with strain gauges located tangent to its surface, and the body co '/ is single with the base through the inserted ball bearing and torque sensor.

3>