Вибрационный гайковерт

 

Сущность изобретения: в вибрационном гайковерте возбудитель поворотных колебаний выполнен в виде двух маховиков 5,11, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения 6 и планетарным редуктором 9. Водило 14 непосредственно соединено со шпинделем 15. При свободном навинчивании гайки вращение от привода 3 через маховик 5, механизм 6, центральную шестерню 8 передается на сателлиты 12, которые приводят во вращение водило 14, имеющее по сравнению с маховиком 11 значительно меньшую массу. В момент касания гайкой торца стягиваемого изделия водило 14 останавливается, маховик 11 набирает обороты, приводя в действие возбудитель поворотных колебаний и осуществляя вибрационную затяжку резьбового соединения. 1 ил.

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

Известен электрический вибрационный гайковерт по авт.св. N 795927, М. кл³ B 25 B 21/00, 1978г. содержащий корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом, соединенный с последним планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренними зубьями и водило с сателлитами, упруго-демпфирующую муфту, связанный через последнюю с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями приводной вал, закрепленное на конце последнего зубчатое колесо, возбудитель поворотных колебаний, включающий гильзу, размещенные в ней дебалансные валы с зубчатыми колесами для взаимодействия с зубчатым колесом, закрепленным на приводном валу, и смонтированный на гильзе шпиндель с головкой под ключ на конце.

Электрический вибрационный гайковерт по авт.св. N 967791, М. кл.³ B 25 B 21/00, 1980 г, дополнительно снабжен, по сравнению с гайковертом по авт. св. N 795927, обгонной одинарной муфтой двухстороннего действия, обойма которой жестко закреплена на выходном валу ротора привода, поводковая вилка жестко связана с водилом редуктора, а ступица звездочки установлена с возможностью вращения относительно выходного вала ротора и связана через спиральную пружину с поводковой вилкой.

Известные гайковерты имеют большие вес и габариты, а кинематическая схема не позволяет получить того минимального знакопостоянного крутящего момента, при котором осуществляется затяжка резьбового соединения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению, т.е. прототипом, является вибрационный гайковерт по авт.св. N 1771943, М.кл.⁵ B 25 B 21/00, 1990г. Гайковерт содержит корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом и возбудитель поворотных колебаний. В корпусе возбудителя поворотных колебаний установлены дебалансные валы, редуктор и шпиндель с головкой под ключ на конце. Шпиндель жестко связан с корпусом возбудителя поворотных колебаний, а редуктор имеет установленные на соответствующем дебалансном валу зубчатые колеса с наружными зубьями, находящимися в зацеплении с зубчатым колесом с внутренними зубьями, кинематически связанным с выходным валом привода.

Недостатком известного вибрационного гайковерта является то, что его кинематическая схема также не позволяет получить того минимального знакопостоянного крутящего момента на рукоятке управления, при котором осуществляется затяжка резьбового соединения, т.к. возбудитель поворотных колебаний имеет большую поворотную массу (дебалансные валы, тяжелое водило), которая расположена на значительном расстоянии от оси вращения возбудителя. Данная колеблющаяся масса имеет большой момент инерции и для приведения ее в движение необходимо тратить значительную энергию, в том числе и на вращение дебалансов и водила вокруг своей оси и оси гайковерта. Увеличение скорости вращения дебалансов, с целью увеличения кинетической энергии и, тем самым, снижения веса и габаритов гайковерта, не представляется возможным вследствие того, что при этом уменьшается амплитуда колебаний возбудителя поворотных колебаний и прекращается заворачивание резьбового соединения.

Заявляемое изобретение направлено на уменьшение реактивного момента на рукоятке управления при одновременном уменьшении веса гайковерта и его габаритов. Данная задача решается за счет создания конструкции, позволяющей увеличить кинетическую энергию поворотной массы, благодаря которой можно значительно уменьшить знакопостоянный крутящий момент, равный реактивному моменту на рукоятке управления.

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном гайковерте, содержащем корпус с рукояткой управления, размещенный в ней привод с выходным валом, связанный с ним возбудитель поворотных колебаний, имеющий шпиндель с головкой под ключ на конце, согласно предлагаемому изобретению возбудитель поворотных колебаний выполнен в виде двух маховиков, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения и планетарным редуктором.

Другое отличие предлагаемого вибрационного гайковерта заключается в том, что водило планетарного редуктора непосредственно соединено со шпинделем гайковерта.

Отличие заявляемого вибрационного гайковерта от прототипа, выявленное в результате сопоставительного анализа и заключающееся в ином выполнении возбудителя поворотных колебаний, не было обнаружено при изучении уровня техники, известного в данной области техники. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна", а отличительные признаки обеспечивают ему соответствие критерию "изобретательский уровень".

Использование в заявляемом вибрационном гайковерте вместо дебалансов механизма переменной скорости вращения, имеющего при каждом обороте вокруг своей оси переменную скорость вращения, а также выполнение непосредственной связи между водилом планетарного редуктора и шпинделем гайковерта позволяет снизить массу поворотной части возбудителя поворотных колебаний и расположить ее вблизи оси вращения. Таким образом, поворотная часть обладает малым моментом инерции. Кроме того, в предлагаемом вибрационном гайковерте используется скоростной привод, имеющий малые вес и габариты. Предлагаемая конструкция гайковерта позволяет увеличить скорость вращения маховиков и частоту колебаний возбудителя поворотных колебаний, что, в свою очередь, позволяет увеличить кинетическую энергию, передаваемую на водило-шпиндель с головкой под ключ на конце, а значит снизить знакопостоянный крутящий момент от привода, т.е. уменьшить реактивный момент на рукоятке управления гайковертом, его вес и габариты.

Конкретное исполнение вибрационного гайковерта рассмотрим на примере, который, однако, не ограничивает всех вариантов его выполнения.

На чертеже представлена принципиальная схема вибрационного гайковерта.

Вибрационный гайковерт содержит корпус 1 с рукояткой 2 управления. В корпусе 1 смонтированы привод 3 и связанный с его выходным валом 4 возбудитель поворотных колебаний. Возбудитель поворотных колебаний имеет два маховика, один из которых 5 жестко установлен на выходном валу 4 привода 3. Вал 4 привода соединен с механизмом 6 переменной скорости вращения. Вал 7 механизма 6 переменной скорости вращения связан с центральной (солнечной) шестерней 8 планетарного редуктора 9. Другая центральная шестерня (эпицикл) 10 планетарного редуктора 96 жестко соединена со вторым маховиком 11 возбудителя поворотных колебаний. Центральные шестерни 8 и 10 связаны между собой сателлитами 12, установленными на осях 13, жестко закрепленных на водиле 14. На другом конце водила 14 выполнен квадрат 15 для установки сменных головок под ключ, т.е. водило одновременно шляется шпинделем гайковерта.

Механизм 6 переменной скорости вращения может иметь много исполнений. Он может быть выполнен, например, из шестерен некруглого сечения (см. Крайнев А. Ф. Детали машин. Словарь-справочник, М. "Машиностроение", 1992, с. 172-173; Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам, 2-е изд. перераб. и доп. М. "Машиностроение", 1987, с. 237-238) или в виде кулисного механизма (см. Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам, 2-е изд. перераб. и доп. М. "Машиностроение", 1987, с. 192-194).

Вибрационный гайковерт работает следующим образом.

Сменную рабочую головку (на чертеже не показана) устанавливают на гайку (болт) резьбового соединения. После нажатия пускового устройства (на чертеже не показано) включается привод 3, передающий вращение через выходной вал 4 маховику 55 и на выходной вал механизма 6 переменной скорости вращения. Выходной вал 7 последнего передает вращение центральной солнечной шестерне 8 редуктора, которая, в свою очередь, через сателлиты 12 приводит во вращение другую центральную шестерню (эпицикл) 10 редуктора и маховик 11.

В начальный момент времени, когда сопротивление при навинчивании гайки резьбового соединения мало, вращение от шестерни 8 передается на сателлиты 12, которые при обкатке шестерни приводят во вращение водило 14, имеющее по сравнению с маховиком 11 значительно меньшую массу. При этом маховик 11 также начинает постепенно раскручиваться, набирая скорость, а рабочая головка под ключ, установленная на квадрате 15, получает вращение вместе с водилом 14. Таким образом, происходит свободное навинчивание гайки резьбового соединения.

В момент касания гайки резьбового соединения торца стягиваемого изделия резко возрастает сопротивление вращению шпинделя-водила 14, в результате чего водило останавливается, а маховик 11 под действием крутящего знакопостоянного момента привода 3 начинает быстро набирать обороты, приводя в действе возбудитель поворотных колебаний и осуществляя вибрационную затяжку резьбового соединения. Таким образом, водило-шпиндель 14 будет нагружен усилием, складывающимся из направленного в сторону затяжки знакопостоянного момента, передаваемого от привода 3, и вибрационного момента возбудителя поворотных колебаний.

В процессе свободного навинчивания гайки и в процессе затяжки резьбового соединения выходной вал 7 механизма 6 переменной скорости за каждый оборот имеет переменную скорость, т.е. его вращение то ускоряется, то замедляется.

В процессе вибрационной затяжки при замедлении скорости вращения выходного вала 7 механизма 6 переменной скорости происходит торможение солнечной шестерни 8, а через нее и маховика 11, обладающего накопленной при вращении кинетической энергией. В результате этого часть кинетической энергии маховика 11 через эпицикл 10 и сателлиты 12 передается на водило-шпиндель 14, который поворачивается в сторону отворачивания гайки на некоторый угол. Другая часть кинетической энергии маховика 11 через эпицикл 10, сателлиты 12 и солнечную шестерню 8 передается маховику 5, разгоняя его. Одновременно от привода 3 на разгон маховика 5 передается знакопостоянный момент.

При увеличении скорости вращения выходного вала 7 механизма 6 переменной скорости происходит ускорение вращения солнечной шестерни 8, которая через сателлиты 12 поворачивает водило-шпиндель 14 в противоположную сторону, т.е. в сторону заворачивания гайки, и разгоняет маховик 11. При этом, за счет дополнительной энергии, которую маховик 5 получает от маховика 11, когда происходит уменьшение скорости вращения выходного вала 7 механизма 6, в период заворачивания гайки поворот водила-шпинделя 14 будет производиться на угол больший, чем при отворачивании. Таким образом, при повороте гайки с каждым оборотом выходного вала 7 механизма 6 переменной скорости вращения в сторону заворачивания на угол больший, чем в сторону отвинчивания, и осуществляется затяжка резьбового соединения.

Формула изобретения

Вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой управления, размещенный в нем привод с выходным валом, связанный с ним возбудитель поворотных колебаний, и шпиндель с головкой под ключ на конце, отличающийся тем, что возбудитель поворотных колебаний выполнен в виде двух маховиков, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения и планетарным редуктором, причем водило планетарного редуктора непосредственно соединено со шпинделем гайковерта.

РИСУНКИ

Рисунок 1