способ сборки резьбовых соединений

Формула изобретения

Способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества, отличающийся тем, что в качестве параметра качества регистрируют коэффициент динамичности формируемого соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке резьбовых соединений.

Известен способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку путем воздействия вынужденными колебаниями на резьбовое соединение и окончательную затяжку с контролем качества соединения (А.с. SU №1505770, МПК В 25 B 21/00, 07.09.89. Бюл. №33).

Недостатком способа является низкая надежность соединений.

Наиболее близким по технической сущности является способ сборки резьбовых соединений, включающий предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества (RU 2228256 С1, В 25 В 21/00, 10.05.2004, 4 стр).

Недостатком известного способа является низкое качество формируемого резьбового соединения.

При воздействии на соединение вынуждающей силы динамический эффект в наибольшей степени проявляется вблизи резонанса, т.е. при приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных колебаний механической системы. Однако в процессе свинчивания, особенно на этапе затяжки резьбового соединения, происходит изменение динамических параметров (жесткости и демпфирования) механической колебательной системы, а это ведет к изменению (возрастанию) частоты собственных колебаний. В связи с этим возникают значительные трудности в поддержании резонансного режима в процессе свинчивания.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества формируемых резьбовых соединений.

Технический результат достигается тем, что в способе сборки резьбовых соединений, включающем предварительную затяжку, которую осуществляют с воздействием вынужденными колебаниями на резьбовое соединение, преобразование механических колебаний в электрический сигнал, регистрацию параметра качества соединения и окончательную затяжку с контролем качества полученного резьбового соединения до достижения эталонного значения параметра качества, дополнительно в качестве параметра качества регистрируют коэффициент динамичности формируемого соединения.

Дополнительное введение механических колебаний в формируемое резьбовое соединение дает возможность совместить операции свинчивания и контроля качества, получать оперативную информацию о динамических параметрах качества соединения непосредственно в процессе сборки.

Одним из важнейших показателей, отражающих собственные свойства механической колебательной системы, является коэффициент динамичности , показывающий во сколько раз амплитуда установившихся вынужденных колебаний больше перемещения, вызываемого статически приложенной силой (Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. - М.: Наука, 1980. C.114-118.):

где _в - частота вынужденных колебаний;

_с - частота собственных колебаний механической системы.

Зависимость коэффициента динамичности от отношения частот называется «резонансная кривая» и отражает текущие динамические свойства формируемой механической системы.

На чертеже изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит неподвижный элемент 1 резьбового соединения (болт), подвижный элемент 2 резьбового соединения (гайку), собираемые детали 3 и 4, концентратор 5 колебаний, пьезокерамический преобразователь 6, который зажат посредством шпильки 7 между концентратором 5 и частотопонижающим элементом 8 (демпфером). Пьезокерамический преобразователь 6 набран из дискретных шайб осевой поляризации. На одной из собираемых деталей 4 закреплен датчик вибрации 9, выход которого подключен к согласующему усилителю 10. К выходу согласующего усилителя 10 подключены частотомер 11 и измеритель 12 амплитуды вибрации, с выходом которого соединены блок 13 определения резонанса и первый вход программного блока 14. Ко второму и третьему входам программного блока 14 подключены выходы блока 13 определения резонанса и частотомера 11. Первый выход программного блока 14 подключен к блоку выдачи информации 15, а второй выход соединен с генератором колебаний 16.

Способ сборки резьбовых соединений реализуют следующим образом.

Производят предварительную затяжку резьбового соединения. В контролируемом изделии, состоящем из собираемых деталей 3 и 4, возбуждают и принимают колебания. С помощью генератора электрических колебаний 16 в пьезокерамическом преобразователе 6 возбуждают механические колебания и усиливают по амплитуде концентратором 5. В процессе навинчивания гайки на болт резьбового соединения происходит обжатие собираемых деталей 3 и 4, что приводит к увеличению площади контактирования деталей и изменению жесткости и демпфирования колебательной механической системы, а это в свою очередь ведет к изменению резонансной частоты и коэффициента динамичности. Колебания, прошедшие через испытуемое соединение (болт 1, гайка 2 и собираемые детали 3 и 4), воспринимаются датчиком вибрации 9 и преобразуются в электрический сигнал, который после усиления в согласующем усилителе 10 поступает на входы частотомера 11 и измерителя 12 амплитуды вибрации. Сигнал с выхода измерителя 12 амплитуды вибрации поступает в блок 13 определения резонанса и первый вход программного блока 14. В состав блока 13 определения резонанса входит пиковый детектор, при помощи которого амплитуда вибрации запоминается в строгом соответствии «амплитуда-частота». Текущие значения амплитуды и частоты, поступающие на первый и третий входы программного блока 14, дают возможность построить амплитудно-частотную характеристику колебательной системы и определить текущее значение коэффициента динамичности.

В программном блоке 14 предварительно устанавливают эталонные значения коэффициента динамичности для данного типа резьбового соединения.

Предлагаемый способ сборки резьбовых соединений позволяет обеспечить гарантированное качество каждого соединения без ужесточения технологии изготовления и сборки деталей за счет соответствующих средств контроля.