SE427308B - Sett och anordning for metning av den mekaniska spenningen i en nit som sammanhaller minst tva detaljer - Google Patents

Description

8202663- 4 _ 10 15 20 25 30 35 40 delar, som bildar buren. Härav uppstår nödvändigheten att kunna verifiera den mekaniska förspänningen hos nitarna ge- nom snabb och direkt mätning, både under tillverkningen och vid underhållsarbete på lagren. I dag är dylik verifering omöjlig för de lager som är i bruk, och vid många tillverk- ningsföretag utföres kontrollen med mycket långa intervall, genom indirekta metoder och under förstöring av den provade anordningen. Den önskade mätningen sker sålunda genom en för- störande, föga pålitlig och föga noggrann mätmetod.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt och vederbörlig apparatur för utförande av icke-förstörande kontroller på nitade förband, vilket sätt och vilken appara- tur med precision kan ange de reaktionsdragkrafter, för vil- ka nitarna är utsatta.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning, som avser ett sätt för att mäta den mekaniska spänningen i en nit, som sammanhåller minst två detaljer, anordnade mot varandra, var- vid sättet utmärker sig av följande förfaringssteg: - en av de två detaljerna placeras mot ett stopporgan, och ett tryckorgan placeras mittför stopporganet mot den andra av de två detaljerna, så att tryckorganet och stopporganet kan närmas varandra, - stopporganet och tryckorganet närmas varandra för att pres- sa de båda detaljerna mot varandra med förutbestämd kraft för att i dessa alstra en elastisk deformation, varvid - nitens längd mätes som resultat av den kompressionsspän- ning som de båda detaljerna utsättes för genom stopporganets och tryckorganets närmande mot varandra.

Uppfinningen har även avseende på en anordning för mätning ' av den mekaniska spänningen i en nit, som sammanhâller minst tvâ detaljer, som är anordnade vid varandra, och vilken utmär- kes av att däri ingår: - ett stopporgan och ett tryckorgan, anordnade mittemot 10 15 20 25 30 35 40 8202663- 4 varandra och rörliga mot varandra, varvid ett utrymme är bil- dat mellan stopporganet och tryckorganet, avsett för att upp- taga de två detaljerna, som är fogade vid varandra medelst minst en nit, - drivorgan för närmande med förutbestämd kraft av stopporga- net och tryckorganet mot varandra för att med förutbestämt tryck mellan sig sammanpressade två vid varandra nitade detal- jerna, samt - "mätorgan för detektering av nitens längdförändringar.

För uppfinningens bättre förståelse kommer nu ett utförande av uppfinningen att beskrivas i form av ett icke-begränsande ut- föringsexempel med hänvisning till ritningen, som schematiskt visar en provutrustning enligt föreliggande uppfinnings lära, för provning av burar till lager.

I figuren anges med 1 en bur för lager, i föreliggande fall en bur för ett icke visat rullager med stora dimensioner för användning i järnvägssystem, omfattande två detaljer bildade av en tappring 2, försedd med ett flertal tappar 3, samt en bricka nade vid varandra med ett flertal stâlnitar 5, försedda med 4, företrädesvis gjord av koppar, och vilka är före- stukade, motsatta huvuden 6 och 7, och vilka är upptagna inuti tapparna 3. Sålunda uppvisar buren 1 ett flertal fönster 8, där icke visade rullar i lagret kan upptagas, och detaljerna 2 och 4 är vinkelvis förbundna vid varandra medelst friktions- koppling, i det att nitarna 5 försatts under dragspänning ge- nom en förspänning, varför de håller detaljerna 2 och 4 elas- tiskt hoppressade mot varandra.

Buren 1 visas monterad på en apparat för utförande av en icke-förstörande kvalitetsprovning på minst två detaljer av godtyckligt slag, vilka är vända mot varandra och ömsesidigt hopfogade medelst minst en nit. Närmare bestämt är apparaten ägnad~ för att detektera mekanisk sträckspänning eller för- spänning, för vilken niten 5 är utsatt. Det är tydligt att utrustningen ;, såsom kommer att beskrivas i detalj senare, kan användas utan vidare för att utföra mätningar antingen 8202663-4 10 15 20 25 30 35 40 på buren 1 eller på någon annan nitad förbindelse.

Apparaturenf omfattar ett stationärt stopporgan 10, som är utfört som en platta, och ett rörligt tryckorgan 11, anordnat mittemot organet 10 och rörligt mot detta senare genom aktive- ring av ett aktiveringsdon och/eller motormedel 12, exempel- vis utbildat som en luftcylinder, en hydraulisk cylinder, en elektrisk motor eller varje annat slag av anordning, som kan linjärt förflytta organet 11 med en förutbestämd kraft emot organet 10. Mellan dessa båda avgränsas ett säte 13, där de- taljerna 2 och 4 är anordnade, så att dessa senare sammanpres- sas mot varandra och mot elementet 10 genom frammatningen av elementet 11 med justerbar och förutbestämbar kraft, genom in- verkan av motormedlen 12.

Dessutom är apparaten 'försedd med ett bärelement 14 för bu- ren 1 och med mätdon 15, omfattande en tolk 16, försedd med två avkännare, vari ingår fjädrande blad 18,vända mot varand- ra och anordnade att samverka med nitens 5 huvuden 6 och 7 för att detektera deras ömsesidiga förflyttningar och väsent- ligen mäta variationerna i nitens 5 längd på grund av den elastiska sammanpressningen av detaljerna 2 och 4 mot varand- ra. I medlen 15 ingår även givarmedel 19, som exempelvis kan utgöras av fyra elektriska trådtöjningsgivare, anordnade att detektera de elastiska deformationerna hos bladen 18, orsaka- de av förflyttningarna av huvudena 6 och 7. Elementen 10 och 11 har i det visade utföringsexemplet ringform och har var- dera ett flertal säten 20 för att upptaga avkännarna 18 och möjliggöra deras fria rörelse och samverkan med nitskallarna 6 och 7. I en icke visad variant är apparaturen även för sedd med andra mätdon, bildade av en andra tolk, liknande tol- ken 16, anordnad att samverka med ytor 21 och 22 på detaljer- na 2 och 4 för att mäta deras relativa förflyttning i axelrikt- ningen för niten 5, samt elektroniska komparatormedel, koppla- de både till trådtöjningsgivarna 19 och till givarmedel i den andra tolken för att jämföra förflyttningen hos ytorna 21 och 22 med längdvariationen hos niten 5.

Apparaturen,'w medelst vilken sättet för mätning av spänningen i niten 5, förenande detaljerna 2 och 4, får sin tillämpning, 10 15 20 25 30 35 40 8202663- 4 fungerar på följande sätt.

Till att börja med placeras buren 1 mellan elementen 10 och 11, så att dessa senare, när de närmar sig varandra, kan sam- manpressa detaljerna 2 och 4 mot varandra och sålunda medföra att spänningen i niten 5 minskas, och samtidigt placeras tol- ken 16 så att dess avkännare 18 samverkar med skallarna 6 och 7 till den nit, som man vill mäta spänningen i. Genom att se- dan starta drivmedlen 12 förflyttas elementet 11 mot elemen- tet 10, varigenom detaljerna 2 och 4 pressas mot varandra, och därför deformeras elastiskt och kortas i nitens 5 axelrikt- ning. Niten, som på grund av förspänningen är under spänning och elastiskt deformerad genom denna dragkraft, kan kompense- ra den elastiska deformationen genom att minska sin egen längd.

Emellertid detekteras längdvariationen hos niten 5 genom av- kännarna 18 och överföres av givarna 19 till lämpliga indike- ringsmedel av känt slag, som här ej är visade.

Sålunda består den metod, som föreslås enligt föreliggande upp- finning och som kan tillämpas medelst den ovan beskrivna appa- raturen, i att detaljerna 2 och 4 pressas mot varandra i om- rådet för enstaka tappar 3, så att man får en elastisk samman- pressning av en tapp, så att niten 5 fritt kan kortas, tills hela den elastiska deformationen på grund av förspänningen är helt kompenserad. Genom att mäta denna avkortning och då elas- ticitetsmodulen (E) för stålet och nitens tvärsnitt (S), lik- som dess längd, är kända, erhålles värdet på förspänningen ge- nom den kända och enkla formeln: = dl x E x S 1 P där dl är den längdvariation som detekteras av avkännarna 15.

Det är tydligt att de fyra trådtöjningsgivarna 19, applicera- de på bladen 18, bör vara på lämpligt sätt anordnade i jäm- vikt, så att de är okänsliga för varje rörelse hos niten 5 under förflyttningen av elementen 10 och 11, med undantag för längdvariationen hos niten 5.

Genom en konfiguration som den beskrivna möjliggöres detek- tering av värdena för den totala dragkraften på varje nit 5 8202663- 4 10 15 20 25 30 35 40 i buren 1, eller att på enkelt sätt fastställa huruvida ett dylikt värde är högre än ett förutbestämt minimivärde genom att genom enkla beräkningar utvälja lämpliga värden på tryck- kraften p, som skall utövas i området för tappen 3.

Genom att tillägga en ytterligare mätgivare vid buren 1 i en- lighet med den nämnda men icke visade varianten, är det möj- ligt att på samma sätt mäta elementets 11 tomgângsslag och därmed värdet på eventuella mellanrum mellan brickan 4 och tappringen 2.

En fördelaktig utföringsform för att samtidigt kontrollera alla tapparna, för det fall att stora kvantiteter av lager skall kontrolleras, kan uppnås genom att bredda den ovan be- skrivna konfigurationen. En tryckkrona kan bringas att verka på hela buren 1, vilken krona är försedd med ett flertal sä- ten 20 för införande av ett flertal tolkar 16, till ett antal motsvarande antalet tappar 3. Dessa är i apparaturen försed- da med radiella förskjutningsorgan, som möjliggör deras place- ring på buren 1 samtidigt. En elektronisk behandlingskrets av välbekant slag, och under utnyttjande av en helt självklar me- tod, förutom styrning av de successiva operationerna, medför att man kan avsöka nitarna en i taget eller till och med flera av dem samtidigt och bara indikera maximi- och minimivärdena bland dem, vilka detekteras och åstadkommer en alarmsignal, då det kontrollerade stycket är oacceptabelt.

Genom sättet enligt föreliggande uppfinning kommer sålunda det kontrollerade stycket ej att bli förstört, så att det är möjligt att utföra ej blott en kontroll av bara stickprov utan även en hundraprocentig kontroll av tillverkade_artik- lar, liksom även av sådana som skall återanvändas, vid reno- veringskontroll.

Vidare är systemet enligt föreliggande uppfinning enkelt, tillförlitligt, billigt och utmärker sig av mycket hög preci- sion.

Slutligen är det av det ovanstående klart att modifikationer och variationer kan göras av processen och vederbörlig appara- 8202663- 4 tur i enlighet med uppfinningen, utan att för den skull frân- gâ själva uppfinningstanken. Närmare bestämt är det möjligt att använda mätanordningar av andra typer än trâdtöjningsgi- Vare .

Claims (9)

812 4026 6 3- 4 10 15 20 25 30 35 40 Patentkrav

1. Sätt för mätning av den mekaniska spänningen i en nit (5) som sammanhåller minst två detaljer (2, 4), anordnade mot var- andra, k ä n n e t e c k n a t av följande förfaringssteg: - en av de tvâ detaljerna (2) placeras mot ett stopporgan (10), och ett tryckorgan (11) placeras mittför stopporganet (10) mot den andra (4) av de två detaljerna, så att tryckorganet (11) och stopporganet (10) kan närmas till varandra, - stopporganet (10) och tryckorganet (11) närmas varandra för att pressa de båda detaljerna (2, 4) mot varandra med förutbe- stämd kraft för att i dessa alstra en elastisk deformation, varvid - nitens (5) längd mätes som resultat av den kompressionsspän- ning som de båda detaljerna (2, 4) utsättes för genom stoppor- ganets och tryckorganets (10, 11) närmande mot varandra.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att stopp- organet (10) är stationärt och tryckorganet är rörligt mot stopporganet och samverkar med aktiveringsmedel (12) för att med förutbestämt tryck pressa tryckorganet (11) mot de nämnda två detaljerna (2, 4), som är anordnade mot varandra och därmed dessa senare mot stopporganet (10).

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nitens (5) längd mätes medelst mätdon (15) anordnade att samverka med nitens (5) motsatta skallar (6, 7) för att detek- tera deras inbördes förflyttningar.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att de nämnda mätdonen (15) omfattar avkännare (18), vilka bringas i kontakt med skallarna (6, 7) och sålunda hâlles i kontakt med dessa under de successiva förfaringsstegen, och givarmedel (19) anordnade att mäta avkännarnas (18) förflyttning.

5. Sätt enligt något av föregående krav, varvid de nämnda två 10 15 20 25 30 35 40 82026 63- 4 detaljerna (2, 4) utgöres av en tappring (2) och en bricka (4) i en hur (1) för rullager, och som är förbundna vid var- andra genom ett antal nitar (5), k ä n n e t e c k n a t av att stopporganet (10) och tryckorganet (11) har ringform och mätdon (15) är anordnade i omrâdet för envar av de nämn- da nitarna (5).

6. Anordning för mätning av den mekaniska spänningen i en nit (5), som sammanhåller minst två detaljer (2, 4), anordna- de mot varandra, k ä n n e t e c k n a d av att däri ingår -.ett stopporgan (10) och ett tryckorgan (11), anordnade mitt- emot varandra och rörliga mot varandra, varvid ett utrymme är bildat mellan stopporganet (10) och tryckorganet (11), avsett för att upptaga de tvâ detaljerna (2, 4), vilka är fogade vid varandra medelst minst en nit (5), - drivorgan (12) för närmande med förutbestämd kraft av stopp- organet (10) och tryckorganet (11) mot varandra för att med ett förutbestämt tryck mellan sig sammanpressa de tvâ vid varandra nitade detaljerna (2, 4), samt - mätdon (15) för detektering av nitens (5) längdförändringar.

7. Anordning enligt krav 6,. varvid de nämnda tvâ detaljer- na (2, 4) utgöres av en tappring (2) och en bricka (4) i en mu;till för järnvägssystem avsedda rullager, k ä n n e - t e c k n a d av att stopporganet (10) och tryckorganet (11) har ringform och är vardera försedda med ett flertal säten (20) för upptagning av mätdonen (15).

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av att mätdonen (15) omfattar en tolk (16), försedd med två elastiska blad (18), placerade mittemot varandra och anordna- de att samverka med motsatta skallar (6, 7) till niten (5) för att följa deras rörelser, samt ett flertal trådtöjnings- givare (19), anordnade på de nämnda bladen (18) och ägnade att detektera dessas deformationer på grund av skallarnas (6, 7) förflyttning. 8202663- 4

9. Anordning enligt något av krav 6-8, k ä n n e t e c k - n a d av att däri även ingår andra mätdon för detektering av den ömsesidiga förflyttningen hos de två hopnitade detal- jerna (2, 4) och komparatormedel för jämförelse av den nämn- 5 da förflyttningen med nitens (5) längdförändring.