SU1767373A1 - Threaded joint assembly quality control method - Google Patents

Threaded joint assembly quality control method Download PDF

Info

Publication number
SU1767373A1
SU1767373A1 SU904875254A SU4875254A SU1767373A1 SU 1767373 A1 SU1767373 A1 SU 1767373A1 SU 904875254 A SU904875254 A SU 904875254A SU 4875254 A SU4875254 A SU 4875254A SU 1767373 A1 SU1767373 A1 SU 1767373A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
quality
assembly
contact pressure
determined
threaded
Prior art date
Application number
SU904875254A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Михайлович Карпаш
Федор Иванович Турко
Original Assignee
Специальное конструкторско-технологическое бюро "Недра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное конструкторско-технологическое бюро "Недра" filed Critical Специальное конструкторско-технологическое бюро "Недра"
Priority to SU904875254A priority Critical patent/SU1767373A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1767373A1 publication Critical patent/SU1767373A1/en

Links

Landscapes

  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : при контроле качества сборки один из элементов резьбовой пары закрепл ют, а к другому прикладывают крут щий момент и измер ют угол поворота р. На сопр гаемых поверхност х определ ют контактное давление по амплитуде или скорости ультразвуковых колебаний с заданной дискретностью . Качество сборки определ ют по скорости изменени  знака и величине производной d давлени  от допустимых значений. 2 ил. и по отклонению величины контактногоSummary of the Invention: when controlling the quality of the assembly, one of the elements of the threaded pair is fixed, and a torque is applied to the other and the angle of rotation p is measured. On mating surfaces, the contact pressure is determined from the amplitude or velocity of ultrasonic vibrations with a given discreteness. The build quality is determined by the rate of change of sign and the magnitude of the derivative d of pressure from the allowable values. 2 Il. and the deviation of the value of the contact

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, в частности к способам контрол  качества сборки резьбовых соединений, и может быть широко использовано в промышленности при сборке резьбовых соединений нефт ного оборудовани , в машиностроении.The invention relates to a measuring and control technique, in particular, to methods for controlling the quality of assembly of threaded joints, and can be widely used in industry for assembling threaded joints of petroleum equipment, in mechanical engineering.

Известен также способ контрол  усили  зат жки резьбовых соединений, включающий зат жку соединени  от исходного состо ни  до требуемого и последующее измерение силовых параметров, причем зат жка производитс  в несколько этапов, силовые параметры после каждого этапа зат жки определ ют по максимальному угловому ускорению ключа гайковерта 1.There is also known a method of controlling the tightening torque of threaded joints, which includes tightening the joint from the initial state to the required and subsequent measurement of power parameters, the tightening is performed in several steps, the power parameters after each tightening step are determined by the maximum angular acceleration of the wrench 1 .

Существует также способ контрол  усили  зат жки резьбовых соединений, заключающийс  в первоначальной зат жке гайки до нулевого положени  заданным усилием и дальнейшей ее зат жке с одновременным измерением крут щего момента и угла поворота . Нулевое положение угла поворотаThere is also a way to control the tightening torque of a threaded joint, which consists in initially tightening the nut to zero position by a predetermined force and further tightening it with simultaneous measurement of torque and angle of rotation. Zero Angle Position

гайки определ етс  по отношению произведени  всего приложенного момента на приращение угла к приращению момента, а окончательный угол поворота, по которому суд т об усилии зат жки, определ етс  по разности требуемого и нулевого углов поворота гайки 2.the nut is determined by the ratio of the product of the total moment applied by the increment of the angle to the moment increment, and the final angle of rotation, by which the tightening force is judged, is determined by the difference of the required and zero angles of rotation of the nut 2.

Основным недостатком перечисленных технических решений  вл етс  их невысока  достоверность вследствие измерени  косвенных параметров (Мкр, п0б.) качества сборки.The main disadvantage of the listed technical solutions is their low reliability due to the measurement of indirect parameters (μc, pb) of the build quality.

В качестве прототипа выбран способ, реализованный в устройстве дл  зат гивани  резьбового соединени . Способ заключаетс  в том, что определ ют, использу  графическую зависимость МКр. ffy), значение производной т-, умножают его на вео fAs a prototype, a method is implemented that is implemented in a device for tightening a threaded joint. The method is determined using MKp graphical dependencies. ffy), the value of the derivative of t-, multiplies it by the wave f

личину угла поворота р , которому в соответствии с экспериментально установленной жесткостью резьбового соединени  соответствует желаемое осевое усилие за (Лthe angle of rotation p, which, in accordance with the experimentally established stiffness of the threaded joint, corresponds to the desired axial force in (L

СWITH

xi о VIxi o vi

соwith

VJVj

СОWITH

т жки. Полученное произведение соответствует значению крут щего момента, при котором дл  достижени  желаемой осевой силы зат жки сборка соединени  должна быть прекращена 3.tzhki. The resulting product corresponds to the torque value at which the joint assembly must be terminated to achieve the desired axial pulling force 3.

Основным недостатком способа-прототипа  вл етс  невысока  достоверность контрол  качества сборки соединени , т.к. крут щий момент и угол поворота  вл ютс  косвенными Параметрами и не дают полной информации о качестве резьбового соединени . Кроме того, дл  реализации данного технического решени  необходимо иметь достаточно представительную выборку экспериментального и расчетного материала, в котором должно быть учтено вли ние внешних факторов (температура окружающей среды, качество обработки свинчиваемых резьб, тип смазки и т.п.).The main disadvantage of the prototype method is the low reliability of the quality control of the assembly assembly, since torque and angle of rotation are indirect parameters and do not provide complete information about the quality of the threaded connection. In addition, to implement this technical solution, it is necessary to have a fairly representative sample of experimental and calculated material, in which the influence of external factors must be taken into account (ambient temperature, quality of machined screwed threads, type of lubricant, etc.).

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние достоверности контрол . При этом контролируетс  качество свинчивани  в процессе сборки и определ етс  окончание процесса сборки.The aim of the invention is to increase the reliability of the control. In this case, the quality of screwing is controlled during the assembly process and the end of the assembly process is determined.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе контрол  сборки резьбовых соединений предусмотрены следующие отличи : в качестве параметра, определ ющего качество сборки, выбирают контактное давление Р на сопр гаемых поверхност х, ко- торое определ ют по амплитуде или скорости ультразвуковых колебаний с дискретностью и сравнивают его с допустимыми значени ми (максимальным и минимальным) контактных давлений. Одно- The goal is achieved by the following differences in the method of controlling the assembly of threaded connections: as a parameter that determines the quality of the assembly, select the contact pressure P on the mating surfaces, which is determined by the amplitude or velocity of ultrasonic vibrations with discreteness and compare its with acceptable values (maximum and minimum) contact pressures. Single

временно с той же дискретностью опредеjptemporarily with the same discreteness

л ют величину и знак производной j-, а оl are the magnitude and sign of the derivative j-, and o

о рabout p

качестве сборки суд т по отклонению величины контактного давлени  от допустимых значений и по скорости изменени  знака иthe quality of the assembly is judged by the deviation of the contact pressure from the allowable values and by the rate of change of the sign and

величине производной -г-.the value of the derivative -.

OYOy

Положительный эффект обеспечиваетс  за счет повышени  достоверности конт- рол , обеспечивающей увеличение ресурса работы резьбового соединени .A positive effect is achieved by increasing the reliability of the control, which ensures an increase in the service life of the threaded joint.

На фиг.1 приведена схема реализации способа; на фиг.2 показана зависимость измер емого параметра от числа оборотов. Figure 1 shows the scheme of implementation of the method; Fig. 2 shows the dependence of the measured parameter on the number of revolutions.

При реализации поставленной цели было учтено два изв естных положени .In implementing this goal, two well-known positions were taken into account.

Монотонно возрастающий характер зависимости амплитуды ультразвуковых колебаний от величины контактного давлени  (в нашем случае числа оборотов одной детали относительно другой). (Химченко Н.В. и Бобров В.А. Неразрушающий контроль в химическом и нефт ном машиностроении. М.:Monotonically increasing dependence of the amplitude of ultrasonic oscillations on the magnitude of the contact pressure (in our case, the number of revolutions of one part relative to another). (Khimchenko N.V. and Bobrov V.A. Non-destructive testing in chemical and petroleum engineering. M .:

Машиностроение, 1978). При увеличении площади контакта сопр женных поверхностей все большее количество ультразвуковой энергии проходит через зону сопр жени  и,следовательно, уменьшаетс  количество энергии, отраженной от границы сопр жени  (см. также авт. св. 905778).Mechanical Engineering, 1978). With an increase in the contact area of the interfaced surfaces, an increasing amount of ultrasonic energy passes through the interface zone and, consequently, the amount of energy reflected from the interface boundary decreases (see also ed. St. 905778).

Наличие теоретически рассчитанных дл  каждого типа соединений (например, по формулам Л ме) зависимостей величинлы контактного давлени , возникающего в сопр гаемых поверхност х, от числа оборотов . Данные зависимости впоследствии записываютс  в пам ти микропроцессора.The presence of theoretically calculated for each type of compounds (e.g., by the formulas Lme) the dependences of the magnitude of the contact pressure occurring in the mating surfaces on the number of revolutions. These dependencies are subsequently recorded in the microprocessor memory.

Предлагаемый способ контрол  качества сборки резьбовых соединений реализуетс  следующим образом.The proposed method for controlling the quality of the assembly of threaded connections is implemented as follows.

Элемент 1 резьбовой пары (см. фиг.1) закрепл ют и устанавливают на него в зоне резьбового участка пьезопреобразователь 2. Второй элемент 3 резьбовой пары ввод т в зацепление с первым. После этого в зоне сопр жени  устанавливают второй пьезопреобразователь 2 и датчик 4 числа оборотов. К элементу 3 прикладывают крут щий момент и начинают отсчет числа оборотов р. В процессе свинчивани  одним из пьезопре- образователей 2 излучают, а вторым прини- мают ультразвуковые колебани , прошедшие через зону сопр жени , и определ ют текущее значение контактного давлени  PI на сопр гаемых поверхност х. С дискретностью Ар вычисл ют предельные значени  контактного давлени  Pimin и Pimax (см. фиг.2) дл  данного числа оборотов и сравнивают их с текущими значени ми PI.The element 1 of the threaded pair (see FIG. 1) is fixed and mounted on it in the area of the threaded portion of the piezotransducer 2. The second element 3 of the threaded pair is engaged with the first. After that, a second piezo transducer 2 and a rotational speed sensor 4 are installed in the interface zone. A torque is applied to the element 3 and the counting of the speed r is started. In the process of screwing, one of the piezotransducers 2 emit, and the second receive ultrasonic vibrations that pass through the interface, and determine the current value of the contact pressure PI on the mating surfaces. With discreteness Ap, the contact pressure limits Pimin and Pimax (see Fig. 2) are calculated for a given speed and are compared with current PI values.

Одновременно с этой же дискретностью выj pSimultaneously with the same discreteness, youj p

числ ют производную -- зависимости контактного давлени  от числа оборотов и определ ют ее знак.calculate the derivative — the dependences of the contact pressure on the number of revolutions and determine its sign.

Процесс свинчивани  идет нормально,Screwing process is normal

если Pimin Pi Pimax, a 0.if Pimin Pi Pimax, a 0.

Если при нескольких (не менее трех) измерени х подр д текущие значени  Pi выход т за допустимые Pimin и Pimax, сборку прекращают, а соединени  бракуют, т.к. геометрические параметры резьбы имеют недопустимые отклонени .If, at several (at least three) measurements, the current values of Pi are beyond the allowable Pimin and Pimax, the assembly is stopped, and the compounds are rejected, since the geometrical parameters of the thread have unacceptable deviations.

Сборка закончена, если при несколькихThe build is complete if at several

А Р (не менее трех) измерени х подр д 5- -0,А Р (not less than three) measurements podra d 5- -0,

а величина контактного давлени  Pi Pimin.and the contact pressure value Pi Pimin.

Предложенный способ был опробован при сборке комплекта (24 шт.) бурильных труб по ГОСТ 631-75 диаметром 140 мм с замками по ГОСТ 5286-75. Дискретность отсчета принималась равной Др 10°. Предельные значени  контактного давлени  рассчитывались по формуламThe proposed method was tested when assembling a set (24 pcs.) Of drill pipes according to GOST 631-75 with a diameter of 140 mm with locks according to GOST 5286-75. The discreteness of the reference was taken equal to D 10 °. Contact pressure limits were calculated using the formulas

Р Nmln Е р Nmax ЕP Nmln E p Nmax E

Kmln (Q, + Cb) ГтаХ (Са + Сь) где Р - контактное давление, возникающее в соединении, МПа;Kmln (Q, + Cb) GtaX (Ca + Ch) where P is the contact pressure arising in the joint, MPa;

Са, Сь коэффициенты, учитывающие свойства сопр гаемых материалов: Са 3,96; Сь 2,59;Ca, Cf are the coefficients taking into account the properties of the mating materials: Ca 3.96; Sat 2.59;

Nmin, Nmax - минимальное и максималь- ное значени  нат га, мм: Nmin 0,3 мм; Nmax 0,54 мм;Nmin, Nmax - minimum and maximum values of tension, mm: Nmin 0.3 mm; Nmax 0.54 mm;

Е - модуль упругости материала: Е 2 105МПа;Е - modulus of elasticity of the material: Е 2 105 MPa;

d-диаметр сопр жени .d is the diameter of the conjugation.

В результат было отбраковано два резьбовых соединени : первое - в начале сборки, второе - после семи оборотов. Как показала последующа  проверка, в первом случае резьба замка не соответствовала ГОСТ 5286-75, а во втором случае имело место загр знение резьбы. Если бы использовались традиционные методы сборки, в обоих соединени х была бы сорвана резьба и обе резьбовых пары попали бы в непоправимый брак. Применение предложенного способа позволило сохранить и использовать 3 резьбовых детали из четырех: две трубы и один замок.As a result, two threaded connections were rejected: the first at the beginning of the assembly, the second after seven turns. As a follow-up check showed, in the first case the lock thread did not comply with GOST 5286-75, and in the second case thread contamination took place. If traditional assembly methods were used, the thread would be torn off in both joints and both threaded pairs would fall into irreparable defects. The application of the proposed method made it possible to preserve and use 3 threaded parts out of four: two pipes and one lock.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ контрол  качества сборки резьбовых соединений, заключающийс  в том, что один из элементов резьбовой пары закрепл ют , другому сообщают крут щий момент , измер ют угол поворота (р относительно неподвижного элемента, параметр , характеризующий качество сборки, и определ ют его производную по углу поворота , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , в качестве параметра, характеризующего качество сборки, выбирают контактное давление Р на сопр гаемых поверхност х резьбового соединени ,которое определ ют по амплитуде или скорости ультразвуковых колебаний с заданной дискретностью Ду, сравнивают величину контактного давлени  с допустимыми максимальным и минимальным значени ми, определ ют величину иClaims The method of controlling the quality of the assembly of threaded joints is that one of the elements of the threaded pair is fixed, the torque is communicated to the other, the angle of rotation is measured (p relative to the fixed element, a parameter characterizing the quality of the assembly, and its derivative is determined angle of rotation, characterized in that, in order to increase the reliability of the control, as a parameter characterizing the quality of the assembly, choose the contact pressure P on the mating surfaces of the threaded connection, oroe is determined by the amplitude or velocity of ultrasonic oscillations with a given discreteness Dy, the magnitude of the contact pressure is compared with the permissible maximum and minimum values, the magnitude and dP знак производной -т-, а качество сборкиdP derivative sign -t- and build quality определ ют по скорости изменени  знака и величине производной и по отклонению величины контактного давлени  от допустимых значений.determined by the rate of change of the sign and the magnitude of the derivative and the deviation of the contact pressure from the allowable values. Фиг.11 /f/V/74- 4yЈ/ f / v / 74-4yЈ P/rvxP / rvx О f-- L-iO f-- li Фиг. 2FIG. 2
SU904875254A 1990-08-08 1990-08-08 Threaded joint assembly quality control method SU1767373A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904875254A SU1767373A1 (en) 1990-08-08 1990-08-08 Threaded joint assembly quality control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904875254A SU1767373A1 (en) 1990-08-08 1990-08-08 Threaded joint assembly quality control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1767373A1 true SU1767373A1 (en) 1992-10-07

Family

ID=21541143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904875254A SU1767373A1 (en) 1990-08-08 1990-08-08 Threaded joint assembly quality control method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1767373A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 834420, кл. G 01 L 5/04, 1976. Авторское свидетельство СССР Ms 647565, кл. G 01 L5/24, 1977. Авторское свидетельство СССР М 1172454, кл. G 01 L5/24, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4564604B2 (en) Method for controlling tightening of threaded joint and power tool for torque impact supply
US3974685A (en) Tightening system and method
US4163310A (en) Tightening system
US5715894A (en) Impact screw-tightening apparatus
US5233742A (en) Method and apparatus for controlling tubular connection make-up
US5591919A (en) Method and apparatus for monitoring and controlling tightening of prevailing torque fasteners
EP1549862B1 (en) Thread forming fasteners for ultrasonic load measurement and control
JP4009760B2 (en) Screw member tightening method
JP5818277B2 (en) How to determine the quality of a threaded joint tightening process performed with an impact wrench
US6782594B2 (en) Method and apparatus for auditing a tension load in the threaded fastener
CA1169560A (en) Microprocessor control yield point tightening system
SU1767373A1 (en) Threaded joint assembly quality control method
US20020023503A1 (en) Method of monitoring and controlling a screwing process
JP4028254B2 (en) Method for detecting the tightening force of bolts and nuts
EP0967053B1 (en) Method for determining the axial load in a threaded fastener when tightened above its yield point
US6314817B1 (en) Method for tightening a threaded fastener above its yield point
JP3346600B2 (en) Bolt tightening condition detection method
CN209638195U (en) A kind of mechanoluminescence type intelligent bolt with pretightning force instruction
JP2002502716A (en) How to tighten screws
US5637806A (en) Procedure for evaluating the friction characteristics of a shouldered threaded connection
Boys et al. Design and performance of an automatic control system for fastener tightening
CN109780029A (en) A kind of mechanoluminescence type intelligent bolt with pretightning force instruction
JP2649837B2 (en) Fastener
CN219551745U (en) Device for testing stress relaxation of threaded fastener
EP1146993A1 (en) Method for pretensioning a joint containing two or more threaded fasteners