SU1742654A1 - Устройство дл контрол усилий в болтах - Google Patents

Abstract

Использование: машиностроение и может быть использовано дл  контрол  осевых усилий, вызывающих деформации головок болтов. Сущность изобретени : устройство содержит установленный на головке болта корпус, ось которого совпадает с осью болта . Внутри корпуса соосно с ним размещен подпружиненный штифт с возможностью осевого перемещени , который подключен к регистратору разрыва электрической цепи . В головке болта выполнен осевой паз, часть которого совпадает по форме с той частью корпуса, котора  соприкасаетс  с этим лазом, а в корпус введены охватывающа  штифт втулка и изолирующа  прокладке св занна  о 1.дним концом пружины. При этом штифт снабжен ограничителем и выполнен юз токопровод щего материал э рь- гистратор разрыва электрической цепи св зан с головкой болта, 2.з.п. ф-лы, 1 ил

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и можег быть использовано дл  контрол  осевых усилий, вызывающих деформации головок болтов.

Известны устройства контрол  усилий в бол гах, основанные на регистрации степени деформации их головок.

Известно устройство и способ измерени  нат жени  в болтах, т.е. электрический способ измерени  деформаций.

В этом устройстве предусмотрено выполнение в головке болта (со стороны ее прилегани  к ст гиваемой детали) кольцевой канавки, примыкающей к тел у (стержню) болта. По мере зат жки болта возрастают усили  зат жки, которые деформируют (прогибают) торцовую поверхность головки болта. Во врем  прогиба головки щуп (штифт) перемещаетс  и включает датчик.

В ключе, че датчика характеризует достижение задан 0го усили  зат жки бол га.

Существенными недостатками устройства дл  контрол  усилий в болтах  вл ютс : необходимость выполнени  кольцевой канавки в головке болта, что фактически сокращает высоту головки на глубину канавки и, следовательно, уменьшает прочность болта; прин тие торцовой поверхности головки болта в качестве контролируемой, что требует обработки по высокому классу точности всей поверхности головки каждого болта, в котором предусматриваетс  контроль усили  зат жки; контроль усили  в болте только по величине прогиба поверхности головки, что не позвол ет ожидать высокой точности от этого способа измерений.

изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и упрощение конструкции ,

ю

ел

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  усилий в болте, содержащее установленный на головке болта корпус, ось которого совпадает с осью болта, внутри корпуса соосно с ним разме- щен подпружиненный штифт с возможностью осевого перемещени , который подключен к регистратору разрыва электрической цепи, в головке болта выполнен осевой паз, часть которого совпадает по форме с той частью корпуса, котора  соприкасаетс  с этим пазом, а в корпус введена охватывающа  штифт втулка и изолирующа  прокладка, св занна  с одним концом пружины , при этом штифт снабжен ограничите- лем и выполнен из токопровод щего материала, а регистратор разрыва электрической цепи св зан с головкой болта.

Осевой паз выполнен конической или сферической формы.

Предлагаемые формы корпуса устройства на участке соприкосновени  со стенками углублени  в головке болта обеспечивают дополнительное перемещение штифта и тем самым достижение цели изобретени  (в части повышени  точности измерений).

Предлагаемое устройство использует функциональную зависимость степени деформации дна углублени  и сужени  верх- ней части этого углублени , выполненного в головке болта, от усили  его зат жки, возникающего в процессе выполнени  резьбового соединени . Поэтому, создав электрическую цепь и задав определенные размеры конической (сферической) части корпуса, помещаемой в углубление, сопр женные с размерами углублени  в головке болта, и величине возможного перемещени  штифта (щупа), можно контролировать достижение заданного усили  зат жки болта по прерыванию тока в электрической цепи .

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит болт 1, в головке 2 которого выполнено осевое углубление 3, например, в форме конической выемки. В углубление 3 поставлен корпус вкладыша 4 (устройства), содержащий токопровод щий штифт 5, изолированный от корпуса изол ционной втулкой 6. Штифт 5 имеет возможность осевого перемещени  под действием пружины 7, котора  имеет упор с одной стороны в изол ционную прокладку 8,а с дру- гой - в ограничитель 9 штифта 5. Перемещение штифта 5 лимитировано ограничителем 9 до величины I. Корпус вкладыша 4 прижат к стенкам углублени  3 усилием Р. Конец штифта 5 под действием усили 

пружины 7 прижат ко дну углублени  3. Образованна  электрическа  цепь содержит источник 10 тока, головку 2 болта 1, датчик 11 присутстви  тока в цепи и соединительные провода 12. При отсутствии усилий в головке 2 болта 1 конец штифта 5 под действием пружины 7 прижат ко дну углублени  3, электрическа  цепь замкнута и в ней присутствует ток, наличие которого регистрируетс  датчиком 11. На головку 2 болта 1 став т обойму 14 зат гивающего инструмента 13, фиксируемую относительно торцовой поверхности и граней головки

2болта 1 и перемещаемую совместно с болтом 1 в осевом направлении в процессе зат жки болта. Выпадение корпуса 4 из зат гивающего инструмента 13 преп тствует винт 16.

.Устройство работает следующим образом .

Корпус 4 вставл ют конусным или сферическим окончанием в углубление 3, выполненное в головке болта 1, до зат жки болта 1, и прижимают к его стенкам с усилием Р. Штифт 5 под действием пружины 7 выступает из втулки 6 и упираетс  в дно углублени  3. Рассто ние I между поверхностью широкой части втулки 6 и ограничителем 9 определ ет величину запаса хода штифта 5. К последовательно соединенным между собой источнику 10 тока и датчику 11 присутстви  тока в цепи присоедин ют два проводника 12, один из которых соедин ют с головкой 2 или болтом 1. а другой - со штифтом 5. Так как конец штифта 5 прижат ко дну углублени  3, то образуетс  замкнута  электрическа  цепь, содержаща  источник тока 10, проводник 12, головку 2 болта 1, штифт 5, проводник 12, датчик 11 присутстви  тока, проводник и источник 10 тока. В замкнутой цепи протекает ток, фиксируемый датчик 11. Фиксаци  тока датчиком 11  вл етс  критерием готовности системы к выполнению контрол  усилий зат жки болта 1.

Болт 1 начинают зат гивать, воздейству  на его головку гайковертом, гаечным ключом или другим зат гивающим инструментом . По мере возрастани  усили  зат жки болта 1 в его головке 2 развиваютс  деформации, привод щие к прогибу дна углублени  3 и к сужению стенок углублени 

3в его верхней части, т.е. к схождению закраин углублени  3 к оси болта 1. Прогиб дна углублени , на величину б, приводит к перемещению штифта 5 совместно с дном углублени  3 и уменьшению запаса хода i штифта 5 до величины (I - (5). Сужение стенок углублени  3 в верхней части приводит к подъему корпуса 4 в результате выдавливани  его закраинами углублени  на величину Д что также приводит к сокращению запаса хода штифта до величины I - д .

В процессе зат жки болта 1 наступает такой момент, когда величина (д + ty начинает превосходить I. Размеры вкладыша 4 и положение ограничител  9 выбраны так, что в этот момент ограничитель 9 упираетс  в поверхность широкой части втулки 6 и конец штифта 5 открываетс  от дна углублени  3, так как его запас хода исчерпан. Нарушение контакта штифта 5 дном углублени  3 приводит к разрыву электрической цепи и прерыванию в ней тока, что измен ет состо ние датчика 11 и сигнализирует о достижении заданного усили  зат жки в болте 1, после чего зат жку болта 1 прекращают.

Пример. Электрический способ контрол  усилий в болтах, возникающих при резьбовых соединени х, и устройство дл  его реализации.

В зат гивающий инструмент 13, например торцовый ключ, став т корпус 4 устройства с выводом наружу электрических изолированных проводов 12 от токопрово- д щего штифта 5 и головки 2 болта 1.

Собирают электрическую цепь, содержащую источник 10 тока, датчик 11 тока, например амперметр или другой индикатор наличи  тока в цепи, головку 2 с осевым углублением 3 зат гиваемого болта 1 и электрические изолированные провода 12.

На головку 2 болта 1 став т обойму 14 зат гивающего инструмента 13, фиксируемую относительно торцовой поверхности и граней головки 2 болта 1 и перемещаемую совместно с болтом 1 в осевой направлении в процессе зат жки болта. Выпадению корпуса 4 из зат гивающего инструмента 13 преп тствует винт 16.

Обойму 14 зат гивающего инструмента 13 став т на голозку 2 болта 1 так, чтобы коническа  часть корпуса 4 вошла в углубление 3 головки 2. Корпус 4 прижимают к стенкам углублени  3 с усилием Р, обеспечиваемым пружиной 15. Усилие Р должно быть не менее усили  Q, развиваемого пружиной 7 при воздействии на ограничитель 9, например, Р 2Q, где Q 5Н.

Когда корпус 4 входит в углубление 3, то конец штифта 5 соприкасаетс  с дном углублени  3, в результате чего электрическа  цепь замыкаетс  и датчик 11 тока фиксирует наличие тока в цепи, например, отклонением стрелки или посылкой сигнала на ЧПУ зат гивающего инструментах Далее зат гивающий инструмент 13 привод т во вращение , сохран   посто нным значение усили  Р, и производ т зат жку болтй,

При достижении в головке 2 болта 1 усилий, деформирующих дно и стенки углублени  3, происходит изменение геометрии углублени  3, при котором его дно смещаетс  вниз (углубл етс ), а стенки в верхней части сход тс  к оси болта 1, что приводит к выдавливанию (подъему вверх) корпуса 4. При этом штифт 5 под действием пружины 7 перемещаетс  за дном углублени  3 на

величину, ограниченную запасом хода I. Величину усили  прижима корпуса 4 к стенкам углублени  3, обозначенную через Р, можно выбрать, равной 10 Н, так как оно необходимо дл  обеспечени  плотного прилегани 

поверхностей и дл  противодействи  нат жению пружины 7.v

Размеры углублени  3, корпуса 4 и величина запаса хода I штифта 5 должны быть выбраны таким образом, чтобы разрыв электрической цепи происходил в момент достижени  заданного усили  зат жки болта 1.

При соблюдении перечисленных условий по моменту изменени  состо ни  датчика 11 можно судить о достижении заданного

усили  зат жки болта 1.

Предлагаемое изобретение может найти применение в машиностроении как при ручном контроле усилий зат жки в болтах, так и при их контроле в услови х гибких

автоматизированных производств.

При ручном контроле может использоватьс  ручной инструмент, содержащий в своем составе вкладыш, источник тока и датчик присутстви  тока в цепи. В услови х

гибких автоматизированных произведете устройство контрол  может быть совмещено с зат гивающим приспособлением.

Claims (3)

1. Устройство дл  контрол  усилий в

болтах, содержащее установленный на ю- ловке болта корпус, ось которого совпадает с осью болта, внутри корпуса соосно с ним размещен подпружиненный штифг с возможностью осевого перемещени , который подключен к регистратору разрыва электрической цепи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и упрощени  конструкции, в головке болта

выполнен осевой паз, часть которого совпадает по форме с той частью корпуса, котора  соприкасаетс  с этим пазом, а в корпус введена охватывающа  штифт втулка и изолирующа  прокладка, св занна  с одним

концом пружины, при этом штифт снабжен ограничителем и выполнен изтокопровод - щего материала, а регистратор разрыва электрической цепи св зан с головкой болта .

2. Устройство по п.1, отличающее- с   тем, что осевой паз выполнен конической формы.

3. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что осевой паз выполнен сферической формы.