УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСИЛИЯ ЗАТЯЖКИ СТАЛЬНОГО БОЛТА ИЛИ ШПИЛЬКИ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля стальных изделий и материалов и может быть использована в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий.
Известно устройство контроля усилий в резьбовых соединениях (авторское свидетельство СССР №463019, G01L 5/24, опубликовано 05.03.1975 г.), которое содержит упругий элемент в виде комплекта из двух концентричных шайб, сопряженных по конической поверхности, подкладываемый под гайку или головку болта. Контроль усилия затяжки стального болта или шпильки осуществляется путем измерения наружного диаметра охватывающей шайбы с помощью универсальных средств измерения, с ценой деления не менее 0.001 мм.
Для практического применения этого устройства требуется организация массового производства упругих элементов разных типоразмеров со строго выдержанными механическими параметрами. С другой стороны, применение упругого элемента при сборке корпусных изделий приводит к увеличению их себестоимости.
Известно устройство контроля усилия затяжки стального болта или шпильки (Хусаинов А.Ш., Кузьмин Ю.А., Овечкин А.Ю. Контроль осевого усилия болта и момента затяжки в резьбовых соединениях при экспериментальных исследованиях. - Контроль. Диагностика, 2011, №1, с.65-69.), которое содержит Г-образный стальной корпус, где размещается подвижный кронштейн с индикатором часового типа с ценой деления 0.001 мм для оценки величины удлинения (вытяжки) стержня стального болта или шпильки. Однако практическое применение этого устройства возможно лишь в исследовательских целях.
Наиболее близким решением является устройство для контроля усилия затяжки стального болта или шпильки (Анисимов В.А., Каторгин Б.И., Куценко А.Н. и др. Акустический контроль усилий затяжки разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей нового поколения. - Контроль. Диагностика, 2002, №4, с.13-25.), которое содержит акустический преобразователь раздельно-совмещенного типа, устанавливаемый на торцевой поверхности стержня стального болта или шпильки, генератор зондирующих импульсов, линейный усилитель, формирователь временного интервала, цифровой измеритель временных интервалов и цифровой индикатор.
Однако известное техническое решение имеет следующие недостатки:
1. Устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как применимо для контроля усилия затяжки лишь нового стального болта или шпильки, при этом контроль возможен лишь на торцевой поверхности стального стержня.
2. Устройство применимо для контроля усилия затяжки стального болта или шпильки, отношение диаметра которого к длине стального стержня не превышает 0,6.
Задачей полезной модели является повышение эффективности контроля усилия затяжки стального болта или шпильки за счет расширения номенклатуры контролируемых стальных болтов или шпилек.
Поставленная задача решается устройством для контроля усилия затяжки стального болта или шпильки, содержащим однополюсный намагничивающий узел, ширина магнитного полюса которого не превышает одной четвертой части диаметра контролируемого болта или шпильки, и узел измерения механического напряжения металла стального болта или шпильки, состоящий из преобразователя магнитного поля, питаемого от генератора тока, который связан со входом масштабирующего усилителя, содержащего блок автоматической регулировки, причем выход масштабирующего усилителя соединен со входом цифрового вольтметра и со входом аналого-цифрового преобразователя контроллера.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства для контроля усилия затяжки стального болта или шпильки.
Устройство для контроля усилия затяжки стального болта или шпильки содержит однополюсный намагничивающий узел 1 и узел измерения 2 механического напряжения металла стального болта или шпильки, состоящий из преобразователя магнитного поля 3, питаемого от генератора тока 4, который связан со входом масштабирующего усилителя 5, содержащего блок автоматической регулировки, причем выход масштабирующего усилителя 5 соединен со входом цифрового вольтметра 6 и входом аналого-цифрового преобразователя контроллера 7. Ширина магнитного полюса однополюсного намагничивающего узла 1 не превышает одной четвертой части диаметра контролируемого болта или шпильки.
Устройство работает следующим образом. Магнитный полюс однополюсного намагничивающего узла 1 устанавливается на торцевой или боковой поверхности стержня контролируемого стального болта или шпильки и затем плавно удаляется от нее.
На середину области стержня с остаточной намагниченностью металла устанавливается преобразователь магнитного поля 3, который питается от генератора тока 4, и ориентирован для измерения нормальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности металла.
С выхода преобразователя магнитного поля 3 измеренный сигнал поступает на вход масштабирующего усилителя 5, содержащего блок автоматической регулировки, который устанавливает смещение нулевого уровня и коэффициент усиления, согласно марке стали контролируемого болта или шпильки.
С выхода масштабирующего усилителя 5 сигнал поступает на вход цифрового вольтметра 6 и на вход аналого-цифрового преобразователя контроллера 7, предназначенного для регистрации измеренного сигнала.
Показание цифрового вольтметра 6 соответствует величине механического напряжения металла (усилию затяжки) стержня контролируемого стального болта или шпильки.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет контролировать механическое напряжение стального болта или шпильки на любой, практически доступной точке поверхности стержня и применимо для контроля усилия затяжки стальных болтов или шпилек любых техноразмеров.