Гидравлический гайковерт

 

Изобретение относится к системам управления механизированным гидравлическим инструментом для сборки и разборки резьбовых соединений. Гайковерт снабжен размещенными в гидроцилиндре подпружиненным по оси обратным клапаном, предназначенным для периодического сообщения поршневой и штоковой полостей, и запорным устройством, связанным посредством тяги со штоком и предназначенным для периодического взаимодействия с отверстием канала для отвода рабочей среды. При равенстве усилия, создаваемого давлением рабочей среды в полости, сопротивлению со стороны механизма для односторонней передачи крутящего момента шток начинает выдвигаться, вызывая затягивание гайки. 2 ил.

Изобретение относится к системам управления механизированным гидравлическим инструментом, предназначенным для сборки и разборки резьбовых соединений. Кроме того, изобретение может быть использовано в различных механизмах возвратно-поступательного или колебательного действия с несиловым возвратом, например в лебедках, ножницах, прессах и других устройствах. Изобретение целесообразно использовать в гидросистемах высокого и сверхвысокого давления (выше 50 МПа).

Известны гайковерты ведущих зарубежных фирм (см. каталоги фирм ЕNERPAC (США), САRL WALTER (Германия), НYTORC (Канада), alkitronic Германия) и другие), или, например, гайковерт [1] Во всех этих гайковертах отсутствует встроенная система управления работой гайковерта. В них переключение с рабочего на обратный ход производится вручную изменением положения клапанов на насосной станции. Такие схемы требуют специального устройства насоса, постоянного контроля при затяжке и ручного управления.

Известен гайковерт [2] включающий корпус, размещенный в корпусе гидроцилиндр, поршневая полость которого имеет канал для подвода рабочей жидкости, а также возвратную пружину и устройство для односторонней передачи крутящего момента, соединенное со штоком гидроцилиндра. Благодаря наличию пружинного возврата для питания насоса может быть использован практически любой насос, в том числе и простейшие ручные насосы.

Однако при затягивании резьбы переключение гайковерта с рабочего на обратный ход и совершение следующего цикла производятся вручную. Данное решение является наиболее близким к предлагаемому и принято в качестве прототипа.

Целью изобретения является оснащение гидравлического гайковерта встроенной системой автоматического обеспечения непрерывного возвратно-поступательного движения штока гидроцилиндра при работе.

Цель достигается тем, что в гидравлическом гайковерте, содержащем корпус, размещенный в нем гидроцилиндр, имеющий канал для подвода рабочей среды, соединенный со штоком гидроцилиндра механизм для односторонней передачи крутящего момента и связанную с последним сменную рабочую головку, канал для подвода рабочей среды размещен со стороны штоковой полости гидроцилиндра; в гидроцилиндре выполнен канал для отвода рабочей среды, размещенный со стороны поршневой полости; гайковерт снабжен подпружиненным по оси обратным клапаном, предназначенным для периодического сообщения поршневой и штоковой полостей, а также запорным устройством, связанным со штоком и предназначенным для периодического взаимодействия с отверстием канала для отвода рабочей среды. Обратный клапан и запорное устройство могут быть размещены как внутри конструкции гидроцилиндра, так и вне его.

При работе гайковерта между штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра поддерживается разность давлений, величина которой определяется рабочей площадью штоковой полости и сопротивлением движению штока гидроцилиндра на холостом ходу. Разность давлений поддерживается подпружиненным по оси обратным клапаном, который может быть выполнен регулируемым.

Когда запорное устройство перекрывает канал для отвода рабочей среды, открывается обратный клапан, рабочая жидкость поступает в поршневую полость и выталкивает шток. При этом выполняется рабочий ход гидроцилиндра. В крайнем положении шток воздействует на запорное устройство, которое при этом сообщает поршневую полость с каналом для отвода рабочей среды. Давление в поршневой полости падает, и под воздействием давления в штоковой полости, поддерживаемого обратным клапаном, шток возвращается в исходное положение. Здесь он воздействует на запорное устройство, которое перекрывает канал для отвода рабочей среды, и цикл повторяется.

Непрерывный процесс возвратно-поступательного движения штока продолжается до тех пор, пока резьба не будет затянута с требуемым усилием, после чего сбрасывается давление в канале для подвода рабочей среды и гайковерт переносится в другую позицию.

На фиг. 1 изображен гидравлический гайковерт с гидроцилиндром, шарнирно связанным с корпусом, оснащенный встроенной системой автоматического управления возвратно-поступательным движением штока гидроцилиндра с нерегулируемым рабочим усилием; на фиг. 2 изображен гайковерт с гидроцилиндром, корпус которого совмещен с корпусом гайковерта, с системой управления и с регулируемым рабочим усилием.

Гидравлический гайковерт (вариант I, фиг. 1) включает корпус 1, механизм 2 односторонней подачи крутящего момента, гидроцилиндр, корпус 3 которого шарнирно связан с корпусом 1 гайковерта, а шток 4 шарнирно связан с механизмом односторонней передачи крутящего момента 2. Штоковая полость 5 гидроцилиндра напрямую сообщается с источником давления (с насосом). Поршневая полость 6 сообщается с источником давления или со штоковой полостью 5 через обратный клапан 7, поджатый пружиной 8, обеспечивающей некоторый перепад давлений между полостями 5 и 6. Полость 6 сообщается со сливом каналом 9 для отвода рабочей среды. В конструкции имеется запорное устройство 10, взаимодействующее со штоком 4 в крайних положениях. Запорное устройство 10 оснащено тягой 11 и пружиной 12.

Гайковерт работает следующим образом. Гайковерт устанавливается посредством сменной рабочей головки (на чертеже не показана) на предварительно навинченную гайку. В исходном положении, например, шток 4 утоплен в корпусе 3 гидроцилиндра, канал 9 перекрыт запорным устройством 10.

От насоса в штоковую полость 5 подается рабочая жидкость. Здесь давление повышается до величины, которую способен удержать клапан 7, поджатый пружиной 8. Поскольку движение в направлении возникающей силы невозможно, давление в полости 5 продолжает расти и при достижении выше упомянутой величины клапан 7 открывается, пропуская рабочую жидкость в поршневую полость 6. В полости 6 начинает расти давление и создаваться усилие на выталкивание штока 4. Когда это усилие сравняется с сопротивлением со стороны механизма односторонней передачи крутящего момента 2, шток начинает выдвигаться и при этом происходит затягивание гайки. В крайнем выдвинутом положении шток через пружину 12 и тягу 11 воздействует на запорное устройство 10, открывая канал 9 и сообщая тем самым полость 6 со сливом. При этом давление в полости 6 падает и под действием усилия, создаваемого давлением жидкости в полости 5, шток 4 ускоренно возвращается в исходное положение. При этом шток 4 воздействует на запорное устройство 10, которое, перекрывая канал 9, отделяет полость 6 от слива и начинается следующий цикл.

Гидравлический гайковерт (фиг. 2) включает корпус 1, механизм односторонней передачи крутящего момента, состоящий из рычага 2, храпового колеса 3, многозубой собачки 4, упора 5, рычагов 6 и пружины 7, а также включает гидроцилиндр, корпус которого совмещен с корпусом 1 гайковерта. Гидроцилиндр имеет шток 8, образующий с корпусом 1 две рабочие полости: поршневую 9 и штоковую 10. Полость 10 может напрямую сообщаться с источником давления (с насосом), а полость 9 через обратный клапан 11, поджатый пружиной 12. Поджатие пружины регулируется вращением маховика 13. Полость 9 сообщается со сливом посредством канала 14. Гидроцилиндр оснащен запорным устройством 15, обеспечивающим периодическое перекрытие канала 14. Запорное устройство 15 взаимодействует со штоком 8 в крайних положениях, для чего оснащено тягой 16 и пружиной (на чертеже не показана). Шток 8 связан с рычагом 6 шарнирной тягой 17.

Гайковерт по второму варианту работает следующим образом.

Вращением маховика 13 гайковерт настраивают на требуемый момент затяжки. Контроль при настройке осуществляется по рискам на штоке маховика 13 или по манометру на насосе (на чертеже не показаны). В исходном положении поршневая полость 9 имеет минимальный объем, а штоковая полость 10 максимальный (шток 8 в крайнем правом положении, как изображено на фиг. 2). При этом канал 14 перекрыт запорным устройством 15. От насоса рабочая жидкость поступает в штоковую полость 10, где происходит повышение давления до величины, на которую настроен клапан 11. Поскольку движение в направлении возникающей при этом силы невозможно, давление в полости 10 продолжает расти, клапан 11 открывается и пропускает жидкость в полость 9. Здесь создается усилие на выдвижение штока 8, и, как только это усилие превысит силы сопротивления, шток 8 начнет выдвигаться. При этом усилие от гидроцилиндра через шарнирную тягу 17, рычаг 6, взаимодействующий с рычагом 2 и собачкой 4 посредством упора 5, производит обжатие храпового колеса 3 и его поворот на некоторый угол. При этом происходит затяжка гайки.

В крайнем выдвинутом положении шток 8 взаимодействует с запорным устройством 15 посредством тяги 16. При этом открывается канал 14, полость 9 сообщается со сливом и под действием усилия, создаваемого сжатой жидкостью в полости 10, шток 8 быстро возвращается в исходное положение. При этом запорное устройство 15 перекрывает канал 14 и вышеописанный цикл повторяется. При обратном движении штока 8 собачка 4 скользит по зубьям храпового колеса 3, не передавая крутящего момента.

Гайковерт по второму варианту отличается большой безопасностью, но при этом имеет большие габариты и более сложную конструкцию по сравнению с гайковертом по первому варианту. По своим техническим возможностям варианты равноценны и при работе следует руководствоваться конкретными условиями использования.

Предложенный гидравлический гайковерт имеет следующие технико-экономические преимущества. Гайковерт удобен в эксплуатации, так как может работать от любого насоса (ручного, электрического, пневматического), обеспечивающего требуемое давление рабочей среды. Гайковерт обеспечивает автоматическое заворачивание или отворачивание гаек, при этом заворачивание выполняется с требуемым моментом затяжки. Система автоматического управления проста в изготовлении, может быть размещена внутри гидроцилиндра, в связи с этим достаточно надежна.

Формула изобретения

Гидравлический гайковерт, содержащий корпус, установленный в нем гидроцилиндр, имеющий канал для подвода рабочей среды, соединенный со штоком гидроцилиндра механизм для односторонней передачи крутящего момента и связанную с последним сменную рабочую головку, отличающийся тем, что канал для подвода рабочей среды размещен со стороны штоковой полости гидроцилиндра, в гидроцилиндре выполнен канал для отвода рабочей среды, размещенный со стороны поршневой полости, а гайковерт снабжен размещенными в гидроцилиндре подпружиненным по оси обратным клапаном, предназначенным для периодического сообщения поршневой и штоковой полостей, и запорным устройством, связанным со штоком и предназначенным для периодического взаимодействия с отверстием канала для отвода рабочей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2