RU168232U1

RU168232U1 - ALARM DEVICE FOR RELAXING TIGHTENING OF THREADED CONNECTOR CONNECTION

Info

Publication number: RU168232U1
Application number: RU2016125525U
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Иванов
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-01-24

Abstract

Устройство относится к средствам индикации растягивающей нагрузки в крепежных деталях, учитывающим возможность разрушения от усталости материала.Целью полезной модели является создание простого и надежного устройства для сигнализации при ослаблении затяжки резьбового разъемного соединения, обеспечивающего непрерывный контроль во время эксплуатации.Поставленная цель достигается путем применения устройства, содержащего две шайбы с лапками, установленных под соседние гайки, пружинный натяжитель, состоящий из корпуса, пружины, гайки регулировки предварительного натяга, подвижного упора, тяги и стержня, а также микровыключатель с кнопкой, включенный в цепь аварийно-предупредительной сигнализации, при этом концы лапок шайб подвижно соединены с тягой и стержнем натяжителя, а микровыключатель неподвижно соединен с корпусом натяжителя так, что между кнопкой микровыключателя и подвижным упором пружины остается небольшой зазор.Достигается создание простого устройства для сигнализации при ослаблении затяжки резьбового разъемного соединения, позволяющего осуществлять непрерывный контроль во время эксплуатации.The device relates to means for indicating the tensile load in the fasteners, taking into account the possibility of destruction from fatigue of the material. The purpose of the utility model is to create a simple and reliable device for signaling when loosening the threaded plug connection, providing continuous control during operation. This goal is achieved by using the device, containing two washers with tabs mounted under adjacent nuts, a spring tensioner consisting of a housing, a spring, a nut adjusting the preload, movable stop, rod and rod, as well as a micro switch with a button included in the emergency alarm circuit, while the ends of the tabs of the washers are movably connected to the rod and the tensioner rod, and the micro switch is fixedly connected to the tensioner housing so that between the button microswitch and a movable spring stop there is a small gap. A simple device for signaling is achieved by loosening the tightening of the threaded plug-in connection, allowing continuous monitoring during operation.

Description

Устройство относится к средствам индикации растягивающей нагрузки в крепежных деталях, учитывающим возможность разрушения от усталости материала.The device relates to a means of indicating tensile load in fasteners, taking into account the possibility of destruction from fatigue of the material.

При эксплуатации групповых резьбовых соединений, подверженных действию переменных нагрузок, наблюдается со временем ослабление затяжки отдельных болтов или шпилек вследствие пластических деформаций деталей соединения. Причиной этого может быть неравномерность затяжки при монтаже, неоднородность химического состава материала крепежных деталей, неравномерность распределения рабочей нагрузки между болтами. В результате, менее затянутые болты (шпильки) оказываются менее нагруженными, а более затянутые - перегруженными. В менее нагруженных резьбовых соединениях может произойти самоотвинчивание гаек. В перегруженных болтах при переменных нагрузках со временем появляются усталостные трещины, приводящие к полному разрушению болта. Практика эксплуатации групповых болтовых соединений показывает, что болты разрушаются поочередно в течение длительного периода времени и, когда суммарная площадь прочного сечения болтов достигнет критического значения, происходит внезапное разрушение последних рабочих болтов. Последствия таких внезапных разрушений катастрофичны. Наиболее ярким примером является катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году. Непосредственной причиной аварии явился обрыв шпилек крепления крышки гидротурбины.During operation of group threaded joints subject to the action of variable loads, a weakening of the tightening of individual bolts or studs due to plastic deformation of the connection parts is observed over time. The reason for this may be uneven tightening during installation, heterogeneous chemical composition of the material of the fasteners, uneven distribution of the workload between the bolts. As a result, less tightened bolts (studs) are less loaded, and more tightened ones are overloaded. In less threaded threaded connections, self-loosening of the nuts may occur. In overloaded bolts under varying loads, fatigue cracks appear over time, leading to complete destruction of the bolt. The practice of operating group bolt connections shows that the bolts break down alternately over a long period of time, and when the total area of the solid section of the bolts reaches a critical value, the last working bolts suddenly break down. The consequences of such sudden destruction are catastrophic. The most striking example is the disaster at the Sayano-Shushenskaya hydroelectric station in 2009. The immediate cause of the accident was a break in the studs of the hydraulic turbine cover.

К серьезным последствиям также может привести разрушение болтов крепления крышек цилиндров мощных судовых две и других крышек сосудов находящихся под переменным давлением. Известны случаи падения поворотных грузоподъемных кранов из-за усталостного разрушения болтов крепления опорно-поворотного устройства.Serious consequences can also be caused by the destruction of the bolts of the cylinder covers of the powerful ship's two and other vessel covers under variable pressure. Known cases of the fall of slewing cranes due to fatigue failure of the mounting bolts of the slewing ring.

Для предупреждения аварий, инструкциями по эксплуатации опасных промышленных объектов, предусматривается периодический контроль за состоянием затяжки ответственных резьбовых соединений и ультразвуковую диагностику материала болтов и шпилек. Однако эти меры не всегда эффективны из-за нарушений правил эксплуатации и технического обслуживания. Кроме того усталостное разрушение может произойти и в период между плановыми ремонтами или ТО. Поэтому необходимы устройства, обеспечивающие непрерывный контроль за состоянием затяжки ответственных резьбовых соединений во время эксплуатации.To prevent accidents, the operating instructions for hazardous industrial facilities provide for periodic monitoring of the tightening state of critical threaded joints and ultrasound diagnostics of the material of bolts and studs. However, these measures are not always effective due to violations of the rules of operation and maintenance. In addition, fatigue failure can occur between scheduled repairs or maintenance. Therefore, devices are needed that provide continuous monitoring of the tightening state of critical threaded joints during operation.

Известны способы контроля затяжки с помощью динамометрических ключей и упругих шайб. Однако эти методы не обеспечивают непрерывного контроля затяжки во время эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство индикации нагрузки по патенту WO 2014106752 (А2). Недостатком этого устройства является сложная конструкция гайки с датчиком деформации, наличие дополнительных факторов концентрации напряжений в теле гайки, а так же отсутствие постоянного контроля затяжки резьбового соединения.Known methods for controlling the tightening using torque wrenches and elastic washers. However, these methods do not provide continuous tightening control during operation. Closest to the proposed utility model is a load indication device according to patent WO 2014106752 (A2). The disadvantage of this device is the complicated design of the nut with a strain gauge, the presence of additional stress concentration factors in the nut body, as well as the lack of constant monitoring of the tightening of the threaded connection.

Целью полезной модели является создание простого и надежного устройства для сигнализации при ослаблении затяжки резьбового разъемного соединения, обеспечивающего непрерывный контроль во время эксплуатации.The purpose of the utility model is to create a simple and reliable device for signaling when loosening the tightening of the threaded plug-in connection, providing continuous monitoring during operation.

Поставленная цель достигается путем применения устройства, содержащего две шайбы с лапками, установленных под соседние гайки, пружинный натяжитель, состоящий из корпуса, пружины, гайки регулировки предварительного натяга, подвижного упора, тяги и стержня, а также микровыключатель с кнопкой, включенный в цепь аварийно-предупредительной сигнализации, при этом концы лапок шайб подвижно соединены с тягой и стержнем натяжителя, а микровыключатель неподвижно соединен с корпусом натяжителя так, что между кнопкой микровыключателя и подвижным упором пружины остается небольшой зазор.This goal is achieved through the use of a device containing two washers with tabs mounted under adjacent nuts, a spring tensioner consisting of a housing, a spring, a preload adjustment nut, a movable stop, a rod and a rod, as well as a micro switch with a button included in the emergency circuit warning signal, while the ends of the tabs of the washers are movably connected to the rod and the tensioner rod, and the microswitch is still connected to the tensioner housing so that between the microswitch button and the movable the focus of the spring remains a small gap.

Варианты подвижного соединения концов лапок шайб с тягой и стержнем натяжителя могут быть различными. Например, в лапке может быть отверстие, а на конце тяги или стержня - крюк, располагающийся в указанном отверстии. Другим вариантом является наличие на лапке выступа (например, отогнутого язычка), а на конце тяги кольца, которое свободно на него одевается. Еще одним вариантом является наличие в лапке отверстия, на конце тяги кольца, а их соединение обеспечивается посредством отдельной детали (например, шплинта). Возможны и другие варианты подвижного соединения, которые не влияют на суть полезной модели.Options for the movable connection of the ends of the tabs of the washers with the rod and the tensioner rod may be different. For example, there may be a hole in the foot, and a hook located in the hole at the end of the link or rod. Another option is the presence of a protrusion on the foot (for example, a bent tongue), and at the end of the thrust of the ring, which is freely put on it. Another option is to have a hole in the foot, at the end of the thrust ring, and their connection is provided through a separate part (for example, a cotter pin). There are other options for the mobile connection, which do not affect the essence of the utility model.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для сигнализации;In FIG. 1 shows the design of a device for signaling;

на фиг. 2 представлен общий вид шайбы с лапкой;in FIG. 2 shows a general view of the washer with a foot;

на фиг. 3 представлена конструкция устройства для сигнализации (показан вид по стрелке А).in FIG. Figure 3 shows the design of the device for signaling (shown in arrow A).

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для сигнализации, содержащего две шайбы с лапками 1 и 2, установленные под соседние гайки, натяжитель, состоящий из корпуса 3, пружины 4, гайки регулировки предварительного натяга 5, подвижного упора 6, тяги 7 и стержня 8, подвижно соединенных с концами лапок. Микровыключатель 9 с кнопкой 10 неподвижно соединен с корпусом 3 натяжителя, а контакты 11 микровыключателя подключены к электрической цепи аварийно-предупредительной сигнализации (не показана). Для исключения самоотвинчивания гаек рекомендуется использовать известные способы стопорения (не показаны).In FIG. 1 shows the design of a device for signaling, containing two washers with tabs 1 and 2, mounted under adjacent nuts, a tensioner consisting of a housing 3, a spring 4, a nut for adjusting the preload 5, a movable stop 6, a rod 7 and a rod 8, movably connected to the ends of the legs. The microswitch 9 with button 10 is fixedly connected to the tensioner housing 3, and the contacts 11 of the microswitch are connected to an electrical alarm circuit (not shown). To avoid self-loosening of nuts, it is recommended to use known locking methods (not shown).

Монтаж устройства: после установки двух шайб с лапками под соседние гайки в положение, при котором углы между лапками и тягами будут примерно 90°, производится затяжка гаек динамометрическим ключом. Затем устанавливается натяжитель. Необходимая длина тяги 7 натяжителя подбирается из условия обеспечения зазора между кнопкой микровыключателя и подвижным упором 1-3 мм. Длина вылета стержня 8 может регулироваться путем его завинчивания в упор 6 на нужную длину. На величину зазора влияет также положение отверстия в лапке шайбы 1, с которым соединена тяга 7, а также положение отверстия в лапке шайбы 2, с которым соединен стержень 8. Для создания необходимого натяга пружины 4 завинчивается гайка 5. Контакты микровыключателя 11 подключаются к электрической цепи аварийно-предупредительной сигнализации. Устройство готово к работе. Общее количество таких устройств определяется из условия: одно устройство на два болта (шпильки), но при необходимости, можно установить одно устройство на один болт. В этом случае конец тяги или стержня необходимо подвижно закрепить на поверхности одной из соединяемых деталей.Installation of the device: after installing two washers with tabs under adjacent nuts in a position at which the angles between the tabs and rods are approximately 90 °, the nuts are tightened with a torque wrench. Then the tensioner is installed. The required length of the tensioner rod 7 is selected from the condition of providing a gap between the microswitch button and the movable stop 1-3 mm. The length of the rod 8 can be adjusted by screwing it into the stop 6 to the desired length. The size of the gap is also affected by the position of the hole in the foot of the washer 1, to which the rod 7 is connected, as well as the position of the hole in the foot of the washer 2, with which the rod 8 is connected. To create the necessary tightness of the spring 4, the nut 5 is screwed. The contacts of the microswitch 11 are connected to the electric circuit alarm warning. The device is ready to go. The total number of such devices is determined from the condition: one device for two bolts (studs), but if necessary, you can install one device for one bolt. In this case, the end of the rod or rod must be movably fixed on the surface of one of the connected parts.

Устройство для сигнализации работает следующим образом.A device for alarm works as follows.

Если во время эксплуатации резьбового соединения происходит ослабление затяжки одного из двух болтов (шпилек), например из-за пластической деформации деталей соединения (ползучести металла), самоотвинчивания гайки или усталостного разрушения болта (шпильки), то момент трения на торцах гайки и шайбы уменьшается. Под действием пружины 4 натяжителя тяга 7 поворачивет шайбу 1, при этом подвижный упор 6 нажимает кнопку 10 микровыключателя 9. При замыкании контактов 11 микровыключателя 9, через электрическую цепь подается сигнал на панель аварийно-предупредительной сигнализации.If during operation of a threaded joint, the tightening of one of the two bolts (studs) is weakened, for example, due to plastic deformation of the joint parts (creep of the metal), self-loosening of the nut or fatigue failure of the bolt (stud), then the friction moment at the ends of the nut and washer decreases. Under the action of the tensioner spring 4, the rod 7 rotates the washer 1, while the movable stop 6 presses the button 10 of the microswitch 9. When the contacts 11 of the microswitch 9 are closed, a signal is sent to the alarm panel through an electric circuit.

Claims

1. A device for signaling when loosening the threaded detachable connection, consisting of a monitoring device and a housing containing a rod and a spring, characterized in that under two adjacent nuts of the threaded connection are two washers with tabs, on one side of the rod located inside the housing contains emphasis, on one side of the housing there is a preload adjustment nut, and on the other - an eye in which the rod is located, and the control device is a microswitch a handle with a button included in the emergency alarm circuit and fixedly located inside the housing; moreover, there is a gap between the microswitch button and the movable spring stop; moreover, the rod is movably connected to the tab of one washer, and the rod is movably connected to the tab of another washer.

2. The device according to claim 1, characterized in that the tabs of the washers have holes, and the rod and rod have hooks at their ends, the rod hook being threaded into the hole of one washer and the rod hook threaded into the hole of the other washer.