Устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВИНЧИВАНИЯ И ОТВИНЧИВАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ , содержащее корпус с рукояткой , размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку , отличающееся тем, что, с целью компенсации осевой реактивной силы и повышения эффективности , привод выполнен в виде взаимодействукидих между собой пьезоэлектрических элементов. i со 00 00 о 7 Фиг. 7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) 4(51) В 25 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3613839/25-28

-(22) 01.07.83 (46) 07.02.85. Бюл. И- 5 (72) В.Б.Кукушкин, В.И.Ливенцов и К.В.Фролов (71) Институт машиноведения: им. А.А.Благонравова (53) 621 .883(088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР

Ф 68647, кл. В 25 В 21/00, 1941.

2. Авторское свидетельство СССР

В 848334, кл. В 25 В 21/00, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВИНЧИВАНИЯ И ОТВИНЧИВАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку, отличающееся тем, что, с целью компенсации осевой реактивной силы и повышения эффективности, привод выполнен в виде взаимодействующих между собой пьезоэлек. трических элементов.

Il

2. Устройство по и. 1, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно .перпендикулярных плоскостях попарно и,гиаметрально противоположно одна другой, поверхности всех пластин. обращенные к корпусу, связаны с ним, поверхности, обращенные к рабочей головке, связаны с ней, а рабочая головка имеет форму профиля элемента резьбового соединения.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях

38307 ,попарно, рабочая головка выполнена в виде двух пластин, продольные по. верхности которых с одной стороны взаимодействуют с элементом резьбового соединения, с другой- связаны с одной из пар керамических пластин, а поперечные поверхности пластин связаны с другой парой керамических пластин.

4. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пьезоэлектрические элементы выполнены в виде коаксиально расположенных и связанных между собой двух керамических колец, наружное из которых связано внешней поверхностью с корпусом, а внутренняя поверхность внутреннего кольца связана с рабочей головкой.

Изобретение относится к устройствам для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений и может быть использовано при проведении монтажно-сборочных работ, особенно. в условиях отсутствия опоры для работающего.

Известно устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений, содержащее корпус, размещенные в нем привод, выполненный в 1 виде генератора механических колебаний, специальное механическое приспособление для преобразования колебательного движения во вращательное (1 ), Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции, обусловленная наличием преобразователя колебательного движения во вращательное, а также значительный реактивный момент, возникающий при вращении деталей устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку bi

Недостатком известного устройст ва является реактивный момент, воздействующий на оператора, посколвку прижимное усилие и направление осевых колебаний совпадают и действие последних приводит к появлению осе5 вой реактивной силы, вызывающей от: талкивание устройства от резьбового соединения, что приходится компенсировать дополнительным усилием со стороны оператора. Воздействие головки на торцовую поверхность эле-. мента резьбового соединения малоэффективно при завинчивании резьбовых соединений, торцовая поверхность которых мала, например, труб.

15 Целью изобретения является компенсация осевой реактивной силы и повышения эффективности;

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений, содержащем корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку, привод выполнен в виде взаимодей-. ствующих между собой пьезоэлектри- ческих элементов.

Пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установ)О ленных во взаимно перпендикулярных плоскостях попарно и диаметрально противоположно одна другой, поверх1138307 ности всех пластин, обращенные к корпусу, связаны с ним, поверхности, обращенные к рабочей головке, связаны с ней, а рабочая головка имеет форму профиля элемента резьбового соединения.

Пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно перпендикулярных 10 плоскостях, попарно, рабочая головка выполнена в виде двух пластин, продольные поверхности KIDTOpblx. с одной стороны взаимодействуют с .элементом резьбового соединения, с другой — 15 связаны с одной из пар керамических пластин, а поперечные поверхности пластин связаны с другой парой керамических пластин.

Пьезоэлектрические элементы вы- 20 полнены в виде коаксиально расположенных и связанных между собой двух колец, наружное кольцо из которых связано внешней поверхностью с корпусом, а внутренняя поверхность внут- 25 рениего кольца связана с рабочей головкой.

На фиг. 1 изображен вариант выполнения устройства с рабочей головкой в виде профиля элемента резьбо- З0 вого соединения; на фиг, 2 — разрез

А-А на фиг. l на фиг. 3 — вариант выполнения устройства с рабочей головкой в виде двух пластин; на фйг.4вариант выполнения устройства с коаксиальным расположением пьезоэлементов.

Устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений содержит корпус 1 с рукояткой 2, раэме-40 щениые в нем привод, выполненный в виде взаимодействующих между собой пьезоэлектрических элементов, и связанную с приводом рабочую головку 3. 45

В устройстве (фиг. 1) пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин 4-7, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях по- 50 парно и диаметрально противоположно одна другой (4, 6 и 5, 7), поверхности всех пластин, обращенных к корпусу 1, связаны с ним, поверхности, обращенные к рабочей голов- 55 ке 3, связаны с ней, а рабочая головка 3 имеет форму профиля элемента 8 резьбового соединения.

В устройстве (фиг. 3) пьезоэлек- трические элементы выполнены в ви-, де связанных между собой керамических пластин 9 — 12, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях попарно и диаметрально противоположно одна другой (9, ll u

10, 12), а рабочая головка 3 выполнена в виде двух пластин, продольные поверхности 13 которых с одной стороны взаимодействуют с элементом

8 резьбового соединения, с другой— связаны с одной из пар керамических пластин (9, 11), а поперечные поверхности 14 пластин связаны с другой парой керамических пластин (10, 12}.

В устройстве (фиг. 4) пьезоэлектрические элементы выполнены в виде коаксиально расположенных и связан иьгх между собой двух керамических колец 15 и 16, наружное кольцо 15 из которых связано внешней поверхностью 17 с корпусом 1, а внутренняя поверхность 18 внутреннего кольца !

6 связана с рабочей головкой 3.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве (фиг. 1) на керамические пластины 4-7 подается переменное напряжение, причем напряжение на пластины 4, 6 и 5, 7 в парах подается в противофазе так, чтобы при сжатии одной пластины в направлении, показанном на фиг. 1 стрелкой, противоположная пластина расширялась.

Между напряжениями, подаваемыми на пары пластин 4, 6 и 5, 7, осуществляется сдвиг фаз, равный четверти периода. При такой подаче напряжения рабочая головка 3, жестко скрепленная с пластинами 4-7, начинает совершать колебания таким образом, что каждая ее точка описывает окружность в плоскости колебаний. При этом рабочая г0JIQBKB 3 как бы обкатывает находящийся внутри Ыее элемент 8 резьбового соединения и приводит его во вращение. Для изменения направления вращения достаточно изменить фазы питающих напряжений одной из пар противоположных пластин на половину периода. Устройство при наличии нескольких отверстий в рабочей головке 3 позволяет завинчивать или отвинчивать одновременно несколько элементов резьбовых соединений, причем различного диаметра, соответст1138307 венно диаметру и форме отверстий рабочей головки.

В устройстве.(фиг. 3) керамические пластины 9 и ll обеспечивают захват элемента 8 резьбового соединения плоскими пластинами рабочей головки 3, а керамические пластины 10 и 12 создают тангенциальное движение пластин рабочей головки 3 относительно оси завинчивания, что приводит к 10 повороту элемента 8 резьбового соединения. Тангенциальное движение пластин 10 и 12 должно совершаться в противофазе, а радиальное движение пластин 9, ll — в фазе. При таком выполнении устройства керамических пластин может быть от трех и более.

В устройстве (фиг. 4) на керамические кольца 15 и !б подают переменное.напряжение одинаковой частоты со сдвигом фаз, равным четверти периода. При этом рабочан головка 3 совершает тангенциально-радиальные колебания, причем повороту в одну сторону соответствует сжатие пластин, а повороту в другую — их растяжение. За счет того, что трение между рабочей головкой 3 и элементом 8 резьбового соединения при сжа- ЗО тии увеличивается, происходит направленное вращение элемента 8. Очевидно,.что при таком выполнении устройства рабочая головка 3 может отсутствовать, ее функцию будет вы.полнять внутреннее кольцо 16.

Во всех вариантах выполнения устройства рабочая головка 3 имеет внутреннюю рабочую поверхность, а элемент 8 резьбового соединения — наруж- 4о ную. Однако варианты выполнения устройства могут быть изготовлены с об.ратным соотношением рабочих поверхностей, а именно рабочая головка может выполняться в виде цилиндра, вставляемого внутрь осевого цилиндрического отверстия, выполненного в элементе 8, например, внутрь трубы.

Во всех вариантах выполнения устройства рабочая головка изображена с цилиндрическими поверхностями, однако ее рабочая поверхность может иметь любую форму поверхности вращения и для создания максимального момента поверхность рабочей головки должна соответствовать форме элемента 8 резьбового соединения. Привод может быть выполнен не только на пьезоэлементах, но и на электромагнитах, пневматических элементах и т,д.

При нецилиндрической форме поверхности рабочей головки 3 возникает осевая составляющая: реактивной силы. Для ее компенсации при закручивании ферромагнитных деталей рабочая головка выполняется из намагниченного ферромагнетика, т.е, представляет собой постоянный магнит, а реактивная сила компенсируется за счет притяжения рабочей головки к элементу резьбового соединения.

Изобретение позволяет уменьшить осевую реактивную силу и воздействие вибрации на оператора за счет того, ! что в устройстве отсутствуют осевые колебания. Перпендикулярная направленность колебаний к оси завинчивания или отвинчивания резьбовых соединений позволяет производить их монтаж или демонтаж путем воздействия на их боковую поверхность, что. дает возможность завинчивать или отвинчивать детали с малой торцовой поверхностью.

1138307

А-A

Фиг. 3

Составитель И.Лихачев

Техред Л.Коцюбняк

Корректор Е.Сирохман

Редактор Т.Кугрыпева

Заказ 10604/13 Тираж 1050 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ю

77

11