Вибрационный гайковерт

 

Изобретение относится к ручным переносным инструментам с силовым приводом, предназначенным для соединения, разъединения резьбовых соединений. Дебалансные валы, установленные в кулисах, совершают радиальные перемещения в корпусе возбудителя поворотных колебаний, к его центру или периферии в зависимости от направления динамического крутящего момента от их вращения соответственно в сторону отвинчивания или затяжки резьбового соединения. Одновременно с этими перемещениями валов зубчатые колеса и ролики, закрепленные на валах, или кулисы, в которых установлены зубчатые колеса, совершают осциллирующие движения, перпендикулярные перемещению кулис с валами. Происходит затяжка резьбового соединения. 9 ил.

Изобретение относится к ручным переносным инструментам с силовым приводом, предназначенным для соединения, разъединения резьбовых соединений, и может быть использовано для механизации монтажных и механосборочных работ в различных областях промышленности.

Известен электрический вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенные в нем привод, выполненный в виде ротора и статора, возбудитель поворотных колебаний, имеющий корпус, в котором размещены приводной вал, жестко связанный с ним шпиндель с рабочей головкой, упруго демпфирующие муфты и редуктор, выполненный в виде дифференциальной передачи, центральное колесо с наружными зубьями которого закреплено на роторе, а водило и центральное колесо с внутренними зубьями связано посредством упруго демпфирующих муфт соответственно с корпусом и приводным валом возбудителя поворотных колебаний [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом и возбудитель поворотных колебаний, включающий корпус, установленные в нем дебалансные валы, шпиндель с головкой под ключ на конце, жестко связанный с корпусом возбудителя поворотных колебаний, и редуктор, имеющий установленные на соответствующем дисбалансном валу зубчатые колеса с наружными зубьями и зацепленное с последними зубчатое колесо с внутренними зубьями, кинематически связанное с выходным валом привода [2] Недостатком известного вибрационного гайковерта является его высокий вес, связанный с большой массой маховика, осуществляющего кинематическую связь зубчатого колеса с внутренними зубьями выходным валом, а также значительный реактивный момент на рукоятке управления, обусловленный необходимостью передачи минимального знакопостоянного крутящего момента с привода гайковерта.

Указанный недостаток устраняется тем, что дебалансные валы установлены с возможностью радиального перемещения в корпусе возбудителя поворотных колебаний.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема гайковерта в соответствии с примером 1; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, с положением дебалансных валов при отворачивании гайки; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 то же, с положением дебалансных валов при отворачивании гайки; на фиг. 6 схема угловых перемещений гайки (болта) при затяжке резьбового соединения; на фиг. 7 кинематическая схема гайковерта в соответствии с примером 2; на фиг. 8 разрез В-В на фг. 7; на фиг. 9 то же, с положением дебалансных валов при отворачивании гайки.

П р и м е р 1. Вибрационный гайковерт содержит корпус 1 с рукояткой 2, в котором размещены привод 3 с выходным валом 4 и возбудитель поворотных колебаний. Возбудитель поворотных колебаний выполнен в виде корпуса 5, установленного на подшипниках, в котором размещены дебалансные валы 6, шпиндель 7 с рабочей головкой 8 под ключ на конце и редуктор. Редуктор снабжен зубчатым колесом 9 с внутренними зубьями, находящимся в зацеплении с зубчатыми колесами 10 с наружными зубьями. Каждое зубчатое колесо 10 с наружными зубьями установлено на соответствующем дебалансном валу 6, а зубчатое колесо 9 с внутренними зубьями кинематически связано с выходным валом 4 привода 3. На каждом валу 6 на верхнем и нижнем его концах закреплены соответственно ролики 11 и 12. Ролики 11 имеют возможность поворота относительно зубчатых колес 10 с наружными зубьями. Оси дабалансных валов 6 смещены относительно осей вращения зубчатых колес 10, роликов 11 и 12. Ролики 11 заперты в замке, образованном кольцами 13 и 14, а ролики 12 в замке, образованном кольцами 15 и 16. Кольцо 13 соединено с зубчатым колесом 9 с внутренними зубьями (выполнено за одно целое с ним). Дебалансные валы 6 установлены на подшипниках в кулисах 17, которые имеют возможность радиального перемещения в корпусе 5 возбудителя поворотных колебаний.

Шпиндель 7 с рабочей головкой 8 под ключ на конце жестко соединен с корпусом 5 возбудителя поворотных колебаний.

Вибрационный гайковерт работает следующим образом.

Рабочая головка 8 устанавливается на гайку (болт) резьбового соединения (на чертежах не показаны). Включается привод 3, передающий вращение через выходной вал 4 зубчатому колесу 9 с внутренними зубьями. Поскольку сопротивление трению в резьбовом соединении при свободном навинчивании мало, то зубчатое колесо 9 через зубчатые колеса 10 с наружными зубьями начинает вращать корпус 5 возбудителя поворотных колебаний, который, в свою очередь, приводит во вращение шпиндель 7 с рабочей головкой 8. При этом дебалансные валы 6 не вращаются вокруг своей оси. Таким образом при свободном навинчивании гайки (болта) возбудитель поворотных колебаний не задействован.

В момент касания гайкой торца стягиваемого изделия (на чертеже не показано) резко возрастает сопротивление вращению шпинделя 7 через головку 8 под ключ, при этом под действием крутящего момента привода 3 и накопленной в процессе свободного навинчивания кинетической энергии приводятся во вращение зубчатые колеса 10 с наружными зубьями и дебалансные валы 6. Возбудитель поворотных колебаний вовлекается в работу по закручиванию гайки, при этом гайка (болт) получает угловые перемещения, приведенные на фиг. 6. Ось гайки (болта) проходит через точку пересечения осей Х и Y. Под действием динамического крутящего момента от вращения дебалансных валов 6, направленного в сторону затяжки резьбового соединения, вектор поворота гайки перемещается из точки в точку а₁, т.е. гайка поворачивается на угол α. Под действием динамического крутящего момента, направленного в сторону отвинчивания, вектор из точки а₁ перемещается в точку а₂, т.е. гайка (болт) поворачивается в сторону отворачивания на угол β. Фактически угол заворачивания гайки (болта) составляет: α₃= < α < β. На такой угол гайка поворачивается за один оборот дебалансных валов 6.

За следующий оборот дебалансных валов 6 под действием момента сил, направленного в сторону заворачивания гайки, вектор перемещается из точки а₂ в точку а₃, т.е. гайка (болт) поворачивается на угол α₁, а под действием момента, направленного в сторону отвинчивания, вектор перемещается из точки а₃ в точку а₄, т.е. гайка (болт) повернется в обратном направлении на угол <β₁. Таким образом, при повороте гайки с каждым оборотом дебалансных валов в сторону заворачивания на угол, больший, чем в сторону отвинчивания, и осуществляется затяжка резьбового соединения.

Исходя из вышеизложенного, при введении в действие возбудителя поворотных колебаний шпиндель 7 будет нагружен усилием, складывающимся из направленного в сторону затяжки знакопостоянного крутящего момента кинематической цепи, ведущим звеном которой является вал 4 привода 3, и высокочастотного знакопеременного динамического момента от возбудителя поворотных колебаний.

При вращении дебалансных валов 6 в момент, когда происходит заворачивание гайки (болта), оси вращения валов 6 совместно с кулисами 17 смещаются в корпусе 5 возбудителя поворотных колебаний к его периферии в сторону увеличения радиуса. В момент, когда происходит отворачивание гайки (болта), оси вращения дебалансных валов 6 в кулисах 17 перемещаются к центральной оси (оси вращения) возбудителя поворотных колебаний, т.е. плечо, на котором действует крутящий момент, уменьшается. Такие движения дебалансных валов 6 (в радиальном направлении) осуществляются за каждый оборот их вокруг своей оси. Одновременно с ним зубчатые колеса 10 с наружными зубьями и ролики 11 и 12 совершают осциллирующие движения, направленные по делительной окружности шестерни 10. Радиус качания шестерен 10 и роликов 11 и 12 определяется кольцами 13, 14, 15 и 16. Изменяя величину перемещения дебалансных валов 6 в радиальном направлении, можно получить любую разность крутящих моментов, при которой будет происходить затяжка резьбового соединения.

П р и м е р 2. Гайковерт имеет конструктивное исполнение в части позиций 1-10, аналогичное примеру 1. Так он содержит корпус 1 с рукояткой 2, в котором установлен привод 3 с выходным валом 4 и возбудитель поворотных колебаний, в корпусе 5 которого размещены дебалансные валы 6, шпиндель 7 с рабочей головкой 8 под ключ на конце и редуктор. Шпиндель 7 с рабочей головкой 8 жестко соединен с корпусом 5 возбудителя поворотных колебаний. Редуктор снабжен зубчатым колесом 9 с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении с зубчатыми колесами 10 с наружными зубьями, находящимися в зацеплении с зубчатыми колесами 10 с наружными зубьями. Дебалансные валы 6 обоими концами соосно установлены на подшипниках в кулисах 17, которые имеют возможность радиального перемещения в корпусе 5 возбудителя поворотных колебаний. Зубчатые колеса 10 с наружными зубьями соосно установлены на подшипниках в кулисах 18, которые имеют возможность перемещения в корпусе 5 перпендикулярно перемещению кулис 17. Оси вращения дебалансных валов 6 смещены относительно осей вращения зубчатых колес 10.

Вибрационный гайковерт вышеизложенного конструктивного исполнения работает аналогично приведенному в примере 1. Вращение от привода 3 через выходной вал 4 передается зубчатому колесу 9, а от него через корпус 5 возбудителя поворотных колебаний шпинделю 7 с рабочей головкой 8, надетой на гайку. Происходит свободное навинчивание гайки.

В момент касания гайкой торца стягиваемого изделия резко возрастает сопротивление вращению шпинделя 7 через головку 8 под ключ, при этом под действием крутящего момента привода 3 и накопленной в процессе свободного навинчивания кинетической энергии приводятся во вращение зубчатые колеса 10 с наружными зубьями с кулисами 18 и дебалансные валы 6 с кулисами 17.

При вращении дебалансных валов 6 в момент, когда происходит поворот гайки в сторону ее затяжки, оси вращения валов 6 совместно с кулисами 17 смещаются в корпусе 5 возбудителя поворотных колебаний радиально к его периферии. В момент, когда происходит поворот гайки в сторону отворачивания, дебалансные валы 6 с кулисами 17 смещаются в радиальном направлении к центру корпуса 5. Одновременно с этим движением дебалансных валов 6 с кулисами 17 за каждый оборот валов кулисы 18 совершают осциллирующие движения, перпендикулярные перемещению валов 6 с кулисами 17. Как и в примере 1, происходит затяжка резьбового соединения.

Формула изобретения

ВИБРАЦИОННЫЙ ГАЙКОВЕРТ, содержащий корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом и возбудитель поворотных колебаний, включающий корпус, установленные в нем дебалансные валы, шпиндель с рабочей головкой под ключ на конце, жестко связанный с корпусом возбудителя поворотных колебаний, и редуктор, имеющий установленные на соответствующем дебалансном валу зубчатые колеса с наружными зубьями и зацепленное с последними зубчатое колесо с внутренними зубьями, кинематически связанное с выходным валом привода, отличающийся тем, что дебалансные валы установлены с возможностью радиального перемещения в корпусе возбудителя поворотных колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9