Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом

 

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки резьбовых соединений и может быть использовано для механизированной затяжки резьбовых соединений заданным крутящим моментом. Цель изобретения - повышение точности обеспечения момента затяжки. Присоединительную головку 8 гайковерта 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение, включают приводной двигатель 3 гайковерта и схему 2 управления. После соприкосновения гайки резьбового соединения с опорной поверхностью датчик 7 крутящего момента вырабатывает сигнал, поступающий на один вход аналогового компаратора 15, который срабатывает, и импульсы с генератора 14 через элемент 12 И начинают поступать на счетный вход счетчика 18, состояние выходов которого с помощью цифроаналогово преобразователя 17 преобразуется в сигнал, поступающий на другой вход аналогово компаратора 15, который в момент равенства сигналов на его входах закрывает поступление импульсов с генератора 14 через элемент 12 И на счетный вход счетчика 18 импульсов, состояние разрядных выходов которого отражает текущую величину крутящего момента на присоединительной головке 8 гайковерта, при этом с моментом величины, равной половине заданного (нормированного) момента М<SB POS="POST">н</SB> затяжки, срабатывает цифровой компаратор 16, что приводит к отключению с помощью ключа 11 обмотки 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта от источника питания. При этом редуктор 6 гайковерта отключается от приводного двигателя 3 и, вращаясь по инерции, производит дополнительную дотяжку резьбового соединения до некоторой величины М<SB POS="POST">пр</SB> (0,5 М<SB POS="POST">н</SB>), которая отобразится на разрядных выходах счетчика 18 импульсов и поступит как входная величина в преобразователь 23 код - код, закон преобразования которого устанавливают предварительно исходя из результатов экспериментальной отработки для группы резьбовых соединений данного типа. При этом на выходе преобразователя 23 код - код появится код числа М<SB POS="POST">отк</SB>, который по заднему фронту импульса одновибратора 21 перепишется в элемент 9 памяти и поступит на одну группу разрядных входов цифрового компаратора 16, одновременно вновь сработает ключ 11 и замкнет цепь питания обмотки 5 электромагнитной муфты гайковерта 1. Процесс затяжки возобновится. В момент достижения равенства крутящего момента на рабочей головке 8 гайковерта величине М<SB POS="POST">отк</SB> вновь сработает цифровой компаратор 16 и с помощью ключа 11 обесточит обмотку 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта. При этом дотяжка резьбового соединения до величины М<SB POS="POST">н</SB> осуществится за счет кинетической энергии вращающихся масс гайковерта 1. 2 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4373940/24-10 (22) 02.02.88 (46) 30.03.90. Бюл. Р 12 (7l) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматиза-. ции слесарно-сборочных работ "11ехинструмент" (72) В. В. Устинов (53) 621.883(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11} 729560, кл. С 01 L 3/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1440689, кл. В 23 P 19/06, 1986.

„ЯО„„1553 1 А 1 (51)5 В 25 В 21 00 С 01 1 5/24

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДШЕНИЯ ЗАДА1ПП.П1 КРУТЯ!Щ1И

МОМЕНТОМ (57) Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки резьбовых соединений и может быть ис:пользовано длямеханизированной затяж1 ки резьбовых соединений заданным крутящи1 моментом. Цель изобретения повышение точности обеспечения момента затяжки. Нрисоединительную головку

8 гайковерта 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение, вклю1553371 чают приводной двигатель 3 гайковерта

1 и схему 2 управления. После соприкосновения гайки резьбового соединения

5 с опорной поверхностью датчик 7 крутящего момента вырабатывает сигнал, по"ступающий на один вход аналогового компаратора 15, который срабатывает, и импульсы с генератора 14 через элемент 12 И начинают поступать на счет- lp ный вход счетчика 18, состояние выхо1 дов которого с помощью цифроаналогового преобразователя 17 преобразуется

1в сигнал, поступающий на другой вход аналогового компаратора 15, который 15 в момент равенства сигналов на era входах закрывает поступление импульсов с генератора 14 через элемент

12 И на счетный вход счетчика 18 импульсов, состояние разрядных выходов 2р которого отражает текущую величину крутящего момента на присоединитель) ной головк е 8 гайков ерта, при этом с моментом величины, равной половине заданного (нормированного) момента М„ 25

O затяжки, срабатывает цифровой компаратор 16, что приводит к отключению с помощью ключа 11 обмотки 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта от источника питания . При этом редуктор 3р

6 гайковерта отключается от привод- „ ного двигателя 3 и, вращаясь по инерИзобретение относится к механизированному инструменту для сборки резьбовых соединений и может быть исполь- . зовано для механизированной затяжки резьбовых соединений заданным крутящим моментом.

Цель изобретения - повышение точности обеспечения момента затяжки.

На фиг.. 1 приведена функциональная 45 схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы на выходе некоторых элементов схемы управления.

Устройство для затяжки резьбового. соединения заданным крутящим моментом содержит гайковерт l и схему 2 управления, Гайковерт 1 выполнен в виде кинематически последовательно соединенных приводного двигателя 3, электромагнит>5 ной муфты 4 с обмоткой 5, редуктора

6, датчика 7 момента и присоединительной головки 8. Гхема 2 управления включает в себя элемент 9 памяти, вышни, производит дополнительную дотяжку резьбового соединения до некоторой величины М (0,5 М„), которая отобразится на разрядных выходах счетчика

18 импульсов и поступит как входная величина в преобразователь 23 код — код, закон преобразования которого устанавливают предварительно исходя из результатов экспериментальной отработки для группы резьбовых соединений данного типа. При этом на выходе преобразователя 23 код-код появится код числа N»tt, который по заднему фронту импульса одновибратора 21 перепишется в элемент 9 памяти и поступит на одну группу разрядных входов цифрового компаратора 1 6, одновременно вновь сработает ключ 11 и замкнет цепь питания обмотки 5 электромагнитной муфты гайковерта 1. Процесс затяжки возобновится. В момент достижения равенства крутящего момента на рабочей головке 8 гайковерта величине H „,вновь сработает цифровой компаратор 16 и с помощью ключа

11 обесточит обмотку 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта. При этом дотяжка резьбового соединения до величины М осуществится за счет кинетиН ческой энергии вращающихся масс гай.—. коверта 1. 2 ил.

1 полненный в виде регистра, элемент

НЕ 10, ключ 11, два элемента И 12, 13, генератор 14 импульсов, аналоговый компаратор 15, цифровой компаратор 16, цифроаналоговый компаратор

15, цифровой компаратор-lб, цифроаналоговый преобразователь 17, счетчик

18 импульсов, формирователь 22 импульсов, и преобразователь 23 код— код.

Устройство для затяжки резьбового1 со единения заданным к рутящим моментом работает следующим образ ом.

Hp едв арительно с помощью предл агаемого устройства на группе однотипных реэьбовых соединений производят серию экспериментов с целью установпения закона соответствия преобразователя 23 код-код.

Для этого с помощью гайковерта 1 производят затяжку резьбовых соединений и отключают приводной двигатель

3 с помощью муфты 4 при достижении

1553371 величины текущего момента затяжки, равный половине величины нормированного для цанного типа резьбового соединения момента М> затяжки. За счет накопленной в редукторе 6 и присоединенных к нему вращающихся масс кинематической энергии затяжка резьбового соединения происходит и после отключения приводного двигателя 3, после остановки которого определяют фактически достигнутый в резьбовом соединении ðмент N çàòÿæêè. Для группы однотипных резьбовых соединений находят интервал значений Мп, которые записывают в преобразователь 23 код-.код как входные адреса ячеек памяти, в каждую из которых записывают величину Моткопределяемую из выражения

20 н ð т.е. в преобразователе 23 код-код каждому значению входной величины Мд пр устанавливают в соответствие значение 25 выходной величины М „. При этом нулевому значению входной величины преобразователя 23 код-код устанавливают е значение выходной величины 0,5 М 1.

После этого предлагаемое устройст- 30 во готово к работе. Присоединительную головку 8 гайковерта 1 устанавливают на резьбовое соединение, включают приводной двигатель 3 гайковерта 1 и схему 2 управления, которую предварительно устанавливают в исходное состояние. При этом триггеры 19 20 и счетчик импульсов устанавливается в нулевое состояние, а в элемент 9 памяти из преобразователя 23 код-код записы- 40 вается код соответствующий 0,5 М1.

На инверсном выходе триггера 19 появляется напряжение логической единицы, условие совпадения для элемента

И 13 начинает выполняться, ключ 11 45 открывается и подключает обмотку 5 электромагнитной муфты 4 к источнику питания. Муфта 4 включается, начинает передавать вращение двигателя 3 на присоединительную головку 8 и начина- б0 ется холостое навинчивание гайки.

Так как счетчик 18 импульсов находится в нулевом состоянии, то на выходе цифроаналогового преобразователя 17 напряжение отсутствует, напряжение отсутствует и на выходе датчика 7 крутящего момента, следовательно, на выходе аналогового компаратора 15 напряжение логического нуля. Усотк ловие совпадения для элемента И 12 не .выполняется и выход генератора 14 импульсов отключен от счетного входа счетчика 18 импульсов. После соприкосновения торца гайки с опорной поверхностью собираемого узла начинается процесс затяжки гайки. Момент на присоединительной головке 8 гайковерта l начинает возрастать, следовательно начинает возрастать напряжение, ° снимаемое с выхода датчика 7 крутя- щего момента, аналоговый компаратор

15 срабатывает, на его выходе появляемся напряжение логической единицы, и rенератор 14 импульсов оказывается подключенным к счетному входу счетчика 18 импульсов. Счетчик 18 начинает заполняться импульсами, следовательно, начинает возрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 17. Как только напряжение на ,выходе цифроаналогового преобразователя 17 превысит (на величину одной ступени образцового напряжения) напряжение, снимаемое с выхода датчика

7 крутящего момента, аналоговый ком" паратор 15 возвращается в исходное состояние и отключает генератор 14 от

1счетного входа счетчика 18 импульсов.

Таким образом, в каждый момент времени в счетчике 18 записано количество импульсов, соответствующее величине крутящего момента на присоединительной головке 8 гайковерта l. С выходов:счетчика 18 импульсов код соответствующей величине крутящего момента на присоединительной головке

8 гайковерта 1 поступает на первую группу разрядных входов цифрового компаратора 16, на вторые входы которого поступает код с разрядных выходов преобразователя 23 код-код, соответствующий 0,5 Мн.

При достижении крутящим моментом величины, равной 0,5 Мн цифровой компаратор 16 срабатывает, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которым триггер 20 устанавливается в единичное состояние. Одновременно напряжение с выхода цифрово" го компаратора 16 поступает на вход одновибратора 21 и осуществляет его запуск.

На выходе одновибратора 21 появляется импульс заданной длительности.

При этом условие совпадения для элемента 13 И перестает выполняться, ключ 11 закрывается и отключает об1553371 мотку 5 электромагнитной муфты 4 от источника питания, Муфта 4 отключается, но вследствие накопленной гайко" вертом 1 кинетической энергии затяжка продолжается и крутящий момент на п исоединительной головке 8 продолжае1г возрастать. При этом код крутящегО момента затяжки фиксируется в счетч ке 18 импульсов. С разрядных выход в счетчика 8 импульсов код крутящег момента затяжки поступает на разр дные входы преобразователя 23 кодк д. При этом на разрядных выходах п еобразователя 23 код-код появляетс код, соответствующий моменту отключ ния М привода 3 гайковерта I

Задним фронтом импульса.одновибрат ра 21 производится запись кода момента отключения М „ с выходов прео разователя 23 код-код s элемент 9 п мяти

После окончания времени действия и пульса одновибратора 21 условия с овпадения для элемента И 13 вновь начинает выполняться, ключ 11 открывдается и производит подключение обмоч к 5 электромагнитной муфты 4 к источ н ку питания. Муфта 4 включается и н чинается окончательная затяжка (I резьбового. соединения. При достижении к утящим моментом на присоединительной головке 8 гайковерта 1 величины мента, отключения М z срабатывает фровой компаратор 16. На его выхо,де появляется напряжение логической

35 ециницы, которым триггер 19 устанав.-,. ливается в единичное состояние.

Условие совпадения для элемента

И 13 перестает выполняться, ключ 11 з акрывается и отключает обмотку 5 з!лектромагнитной муфты 4 от источник а питания. Муфта 4 отключается, а дотяжка до нормированной величины крутящего момента. затяжки Мя осущест 45 вляется за счет накопленной кинетич еской энергии гайковерта 1.

После окончания затяжки отключают п риводной двигатель 3 и гайковерт 1 отводят от затянутого резьбового .соединения. 50

Формула из о брет ения

Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом, содержащее гайковерт, выполненный в виде кинематически последовательно соединенных приводного двигателя, электромагнитной муфты, редуктора, датчика момента и присоединительной головки, а также схему управления, включающую в себя элемент памяти, элемент НЕ, ключ, два элемента И, два триггера, rенератор импульсов, подключенный к первому входу первого элемента И, аналоговый компаратор, цифровой компаратор, цифроаналоговый преобразователь, счетчик импульсов, разрядные выходы которого подключены к первой группе разрядных входов цифрового компаратора и к разрядным входам цифроаналогового преобразователя, подключенного выходом к первому входу аналогового компаратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, подключенного выходом к входу счетчика импульсов, при этом выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, а первый вход первого триггера подключен к выходу второго триггера, первый вход которого подключен к шине логической единицы, кроме того электромагнитная муфта гайковерта подключена к источнику питания через ключ в схеме управления, второй вход аналогового компаратора которой под-, ключен к датчику момента гайковерта, о т л и ч а ю щ е е с .я. тем, что, с целью повышения точности обеспечения момента затяжки, в него введены формирователь импульсов, преобразователь код-код, подключенный выходом к входу элемента НЕ, à BxopoM — к вторым входам триггеров и к выходу цифрового компаратора, вторая группа разрядных входов которого подключена к разрядным выходам элемента памяти, который выполнен в виде регистра, выход формирователя импульсов подключен .к управляющему входу. элемента памяти, а выход — к выходу элемента НЕ и к второму входу второго элемента И, подключенного выходом к управляющему входу ключа, а разрядные входы преобразователя код-код подключены к разрядным выходам счетчика импульсов, разрядные выходы — к разрядным входам .элемента памяти.

1553371 и, 012 õå

О

О о

О

"Q

О о22

Составитель А. Амаханов

Редактор М. Недолуженко Техред .И.Дидык Корректор С. у)евкун

Заказ 427 Тираж б75 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101