Ударный гайковерт



Ударный гайковерт
Ударный гайковерт

 


Владельцы патента RU 2480323:

ФГБОУ ВПО "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления ударными гайковертами, и может быть использовано при механизации сборки резьбовых соединений. Ударный гайковерт содержит корпус 1, размещенные в нем приводной вал 4, шпиндель-наковальню 11 с рабочими кулачками 10, установленный на приводном валу 4 ударник 7, подпружиненный в сторону шпинделя-наковальни 11. Гайковерт снабжен мультипликатором 18 с выходным валом, являющимся продолжением приводного вала 4, модуляционным диском, системой управления измерением угла поворота шпинделя. Система управления измерением угла поворота шпинделя состоит из электрических контактов 35, 36, проводников 33, 34, кулачка 40, счетчика импульсов 32, контакта цепи замыкания 42 и реле 31. Модуляционный диск установлен на выходном валу мультипликатора 18 и состоит из двух элементов 26, 27 с проходящими через них металлическими штырями 28, которые образуют цепь с электрическими контактами 35, 36 системы управления измерением угла поворота шпинделя. Ударник 7 со стороны кулачка 40 системы управления измерением угла поворота шпинделя 15 имеет коническую поверхность. Технический результат заключается в повышении точности измерения угла поворота шпинделя. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления ударными гайковертами, и может быть использовано в любой отрасли промышленности при механизации сборки резьбовых соединений.

Известен ударный гайковерт (патент РФ №2313441, кл. В25В 21/02, 2005 г.), который содержит корпус, размещенные в нем двигатель, приводной вал ударного механизма, жестко связанный с валом двигателя, шпиндель-наковальню с рабочими кулачками, установленный на приводном валу ударного механизма ударник с кулачками, электромагнит, расположенный на приводном валу ударного механизма.

Недостатком данного устройства является низкая точность сил затяжки, вызванная отсутствием контроля количества ударов ударника о шпиндель-наковальню при затяжке соединений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ударный гайковерт (а.с. №1362615, кл. В25В 21/00, 1987 г.), содержащий шпиндель-наковальню с рабочей головкой и кулачками, приводной вал с ударником, корпус с фигурной шайбой, имеющей торцовую упорную поверхность.

Недостатком данного гайковерта является то, что погрешности осевых сил затяжки при каждом ударе и в совокупности достаточно велики и достигают 15-20% от номинального значения из-за невозможности учета изменения сопротивления в резьбе при затяжке при каждом ударе от нестабильности коэффициентов трения в резьбе и на торце головки болта, а также нестабильности посадок в резьбе.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение указанного недостатка.

Это достигается тем, что ударный гайковерт, содержащий корпус, размещенные в нем приводной вал, шпиндель-наковальню с рабочими кулачками, установленный на приводном валу ударник, подпружиненный в сторону шпинделя-наковальни, снабжен мультипликатором, модуляционным диском, системой управления измерением угла поворота шпинделя. Система управления измерением угла поворота шпинделя состоит из электрических контактов, проводников, кулачка, счетчика импульсов, контакта цепи замыкания и реле. Модуляционный диск установлен на выходном валу мультипликатора и состоит из двух элементов с проходящими через них металлическими штырями, которые образуют цепь с электрическими контактами системы управления измерением угла поворота шпинделя. Ударник со стороны кулачка системы управления измерением угла поворота шпинделя имеет коническую поверхность.

Введение в кинематической схеме гайковерта мультипликатора, модуляционного диска, системы управления измерением угла поворота шпинделя позволяет повысить точность измерения по сравнению с прототипом, что подтверждается следующим.

Исключение влияния нестабильности коэффициентов трения в резьбе и на торце головки болта, а также нестабильности посадок в резьбе обеспечивается за счет непосредственного измерения с высокой точностью угла затяжки.

Процесс завинчивания и предварительной затяжки резьбовых соединений до момента, когда начнется процесс ударной затяжки, описывается дифференциальным уравнением в проекции на ось вращения шпинделя:

,

где Iz - приведенный момент инерции вращающихся частей гайковерта и резьбовой детали к оси шпинделя; - угловое ускорение в процессе предварительной затяжки; Мкр - максимальное значение момента предварительной затяжки; Мс - максимальный момент сопротивления в подвижных элементах гайковерта, приведенных к оси шпинделя, и сопротивление в резьбовом соединении при предварительной затяжке.

Максимальная погрешность момента предварительной затяжки определяется сопротивлением в резьбовом соединении, которое в основном определяется нестабильностью коэффициентов трения в резьбе и на торце болта, а также зависит от нестабильности посадок в резьбовых соединениях.

Учитывая, что величина момента предварительной затяжки составляет 5-10% от номинального значения, а погрешность затяжки с контролем точности по моменту составляет не менее 20%, погрешность окончательной затяжки составляет порядка 2%.

Процесс ударной затяжки описывается дифференциальными уравнениями:

где , , …, - моменты ударных импульсов;

М1кр, М2кр, …, Mn-2кр - моменты затяжки при каждом ударе,

из которых следует, что при каждом ударе появляется погрешность угла затяжки резьбового соединения, а следовательно, и моментов затяжки, которая составляет до 35%.

Введение системы контроля по углу поворота резьбовой детали позволит исключить контроль по числу ударов при затяжке, число которых в прототипе определяется экспериментальным путем и зависит от нестабильности коэффициентов трения и величины посадок в резьбовом соединении, что позволит уменьшить погрешности моментов затяжки ударными гайковертами по сравнению с прототипом.

При определении числа ударов при затяжке экспериментальным путем погрешность в зависимости от нестабильности коэффициентов трения в резьбе и на торце головки, а также от посадки в резьбовом соединении может составлять 5-6 ударов.

В предлагаемом устройстве при контроле качества затяжки резьбового соединения с углом затяжки в 30° мультипликатор, построенный по принципу планетарного редуктора с подключением его выхода к входу системы, умножает измеряемый угол на величину передаточного отношения на измерительном элементе гайковерта - модуляционном диске, которая равна:

где z1 и z2 - выходные колесо и шестерня мультипликатора соответственно; z3 и z4 - входные шестерня и колесо с внутренним зацеплением мультипликатора соответственно.

Тогда угол поворота модуляционного диска

где φ - угол затяжки; i - передаточное отношение мультипликатора.

На модуляционном диске по окружности на равном расстоянии по дуге расположены токопроводящие штыри, при помощи которых фиксируется число импульсов счетчиком, соответствующих требуемому углу затяжки. Причем чем больше токопроводящих штырей и требуемого числа ударов при затяжке, тем выше точность угла поворота шпинделя, а следовательно, и точность осевых сил затяжки. То есть за счет увеличения числа ударов окончательной затяжки с соответствующим увеличением числа токопроводящих штырей на модуляционном диске повышается и точность моментов затяжки резьбового соединения.

При этом погрешность числа ударов при контроле угла поворота резьбовой детали при затяжке не превышает 1-го удара.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при контроле точности момента затяжки по углу поворота резьбовой детали обеспечено окончание процесса затяжки с погрешностью до 1 удара, что соответствует суммарной погрешности не более 10% от номинального значения момента затяжки, что снижает максимальную величину относительной погрешности момента затяжки минимум в 3-5 раз по сравнению с прототипом.

На чертеже изображен ударный гайковерт.

Гайковерт состоит из корпуса 1, в котором размещены двигатель 2, планетарный редуктор 3, выходной вал которого является продолжением вала 4, в котором выполнена спиральная канавка 5 с расположенным в ней шариком 6. На выходном конце вала 4 установлен ударник 7, поджатый пружиной 8. Рабочие кулачки 9 ударника 7 образуют контакт с рабочими кулачками 10 шпинделя-наковальни 11, на которой запрессована втулка 12, уравновешенная пружинами 13 и 14.

Шпиндель-наковальня 11 оканчивается шпинделем 15, жестко связанным с торцовой головкой 16 для удержания резьбовой детали. На шпиндель 15 шпинделя-наковальни 11 запрессован диск 17 - водило мультипликатора 18. На диск 17 запрессованы оси 19 с установленными на них шестернями 20 и 21, выполненными заодно.

Шестерня 20 кинематически связана с колесом внутреннего зацепления 22, нарезанным на втулке 23, установленной на корпусе 1, а шестерня 21 кинематически связана с колесом 24. В колесо 24 запрессованы штыри 25, жестко связанные с металлическим диском 26 модуляционного диска. Диск 26 жестко связан с пластмассовым диском 27, через который проходят металлические штыри 28, жестко связанные с металлическим диском 26. На ударнике 7 выполнены кулачковые поверхности 29.

Система управления измерением угла поворота шпинделя 15 состоит из источника питания 30, реле 31 (Р), счетчика импульсов 32 (СИ), проводников 33, 34, электрических контактов 35, 36. Для изоляции проводников 35, 36 во втулке 23 установлены втулки 37, 38. Для защиты мультипликатора 18 от внешних воздействий во втулке 23 установлена крышка 39.

В корпусе 1 выполнен паз, в котором расположен кулачок 40, жестко связанный через шток 41 с контактом замыкания цепи 42 и кнопкой приведения системы управления измерением угла поворота шпинделя в исходное положение 43. Для удержания гайковерта с корпусом 1 жестко связаны рукоятки 44 и 45. Для запуска гайковерта на рукоятке 45 расположен курок 46.

Устройство работает следующим образом.

В момент взаимодействия контакта 36 с контактным штырем 28 замыкается электрическая цепь системы измерения угла поворота шпинделя 15 и счетчик импульсов 32 (СИ) отсчитывает импульсы. При достижении требуемого числа импульсов срабатывает реле 31, отключающее питание двигателя 2 гайковерта.

После установки торцовой головки 16 на затягиваемую гайку (болт) и включения двигателя 2 ударник 7 и шпиндель-наковальня 11, будучи сцеплены рабочими кулачками 9 и 10, вращаются как единое целое и передают на шпиндель 15 вращающийся момент от двигателя 2 через планетарный редуктор 3 и вал 4.

Как только сопротивления в резьбовой паре превысят некоторую величину, которая определяется в основном силой предварительного сжатия пружины 8, углом наклона спиральных канавок 5 и кулачковых поверхностей 29, ударник 7 отстает во вращательном движении от приводного вала 4 и в результате взаимодействия шариков 6, канавок 5 и кулачковых поверхностей 29 перемещается в осевом направлении от шпинделя-наковальни 11, сжимая пружину 8. Осевое перемещение ударника 7 продолжается до тех пор, пока не расцепятся рабочие кулачки 9 и 10. После расцепления кулачков под действием пружины 8 вращающийся ударник 7 перемещается по направлению к шпинделю-наковальне 11 и западает своими рабочими кулачками 9 между рабочими кулачками 10 шпинделя-наковальни 11. При этом кинетическая энергия вращающегося ударника 7, в которую преобразовалась работа двигателя 2 и накопленная работа деформации пружины 8, посредством вращательного удара передается на шпиндель-наковальню 11 и через торцовую головку в затягиваемое соединение, где преобразовывается в работу затяжки. Ударник 7 и шпиндель-наковальня 11 находятся в контакте до полного затормаживания. После этого ударник 7 и шпиндель-наковальня 11 расцепляются и описываемый процесс периодически повторяется.

В момент первого перемещения ударника 7 он воздействует на кулачок 40, который замыкает нормально разомкнутый контакт 42, подавая электрическое питание в цепь счетчика импульсов 32 (СИ) и реле 31 (Р). При ударе ударника 7 о шпиндель-наковальню 11 поворачивается шпиндель 15, затягивая резьбовую деталь. Одновременно мультипликатор 18 через взаимодействие водила 17 со штырями 19 и шестерни 20 с неподвижным колесом 22, шестерни 21 с колесом 24 через стержни 25 поворачивает модуляционный диск 26, 27. При повороте модуляционного диска контактами 35, 36 через контактные штыри 28 происходит замыкание электрической цепи питания импульсов счетчика импульсов 32 (СИ), отсчитывается первый импульс, а при следующих замыканиях - последующие импульсы. При многократном взаимодействии ударника 7 со шпинделем-наковальней 11 набирается требуемое количество импульсов, соответствующих требуемому углу затяжки резьбовой детали. Срабатывает реле 31 (Р), отключая двигатель 2. Для приведения системы измерения угла в исходное состояние оператор нажимает на кнопку 43.

Ударный гайковерт, содержащий корпус, размещенные в нем приводной вал, шпиндель-наковальню с рабочими кулачками, установленный на приводном валу ударник, подпружиненный в сторону шпинделя-наковальни, отличающийся тем, что он снабжен мультипликатором с выходным валом, являющимся продолжением приводного вала, системой управления измерением угла поворота шпинделя, состоящей из электрических контактов, проводников, кулачка, счетчика импульсов, контакта цепи замыкания и реле, модуляционным диском, состоящим из двух элементов с проходящими через них металлическими штырями, контактирующими с электрическими контактами системы управления измерением угла поворота шпинделя, при этом ударник со стороны кулачка системы управления измерением угла поворота шпинделя имеет коническую поверхность, а модуляционный диск установлен на выходном валу мультипликатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений с большим моментом затяжки. .

Изобретение относится к мобильному устройству управления силовым винтовертом согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения. .

Изобретение относится к переносным ручным ударным инструментам. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в любой отрасли промышленности для сборки и разборки резьбовых соединений. .

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в любой отрасли промышленности для сборки и разборки резьбовых соединений. .

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, в частности к гайковертам, и может быть использовано для затяжки резьбовых соединений

Изобретение относится к вращающемуся ударному инструменту. Инструмент содержит ударник, вращающийся при получении вращающей силы электродвигателя, наковальню, вращающуюся при получении вращающей силы ударника, концевой инструмент, прикрепленный к наковальне, средство обнаружения удара, средство переключения скорости, переключающее скорость вращения электродвигателя, и основной переключатель. Основной переключатель регулирует скорость вращения электродвигателя в соответствии с величиной сдвига курка. При этом когда крутящий момент со значением не меньше, чем заданное значение, прикладывается к наковальне с внешней стороны, ударник расцепляется с наковальней, чтобы вращаться вхолостую, и прикладывает удар к наковальне в направлении вращения после вращения вхолостую на заданный угол. Причем когда средство обнаружения удара обнаруживает начало удара во время вращения наковальни в направлении вращения, средство переключения скорости переключает скорость вращения электродвигателя на низкую скорость, которая ниже, чем скорость вращения двигателя до начала удара. При этом, как в случае, в котором электродвигатель переключен на скорость до начала удара, так и в случае, в котором электродвигатель переключен на указанную низкую скорость, скорость вращения электродвигателя может регулироваться в соответствии с величиной сдвига курка. В результате предотвращается удаление головки винта за счет уменьшения ударной силы и задания относительно большого интервала между ударами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к импульсно-силовой ручной машине. Ручная машина содержит двигатель, приводимый в действие в прерывистом режиме, соединенный с двигателем ударник, наковальню, ударяемую ударником для сообщения вращения/ударов рабочему инструменту, и блок управления. Блок управления управляет вращением ротора двигателя путем переключения подаваемого в двигатель управляющего импульса в соответствии с нагрузкой, приложенной к рабочему инструменту. Управляющий импульс имеет первый участок, на котором управляющий ток подается в двигатель, и второй участок, на котором управляющий ток в двигатель не подается. При этом блок управления изменяет время выдачи первого участка или второго участка управляющего импульса в соответствии с нагрузкой на рабочий инструмент. В результате улучшается управление двигателем при изменении нагрузки на рабочий инструмент. 24 з.п. ф-лы, 34 ил.

Изобретение относится к импульсно-силовой ручной машине. Ручная машина содержит двигатель, ударник, планетарный механизм для передачи вращения ударнику от ротора двигателя и наковальню, установленную спереди ударника. Наковальня имеет вал и ударяется ударником в направлении вращения. Ударник имеет основную часть корпуса, соединенную с планетарным механизмом, и выступающую часть, выполненную за одно целое с основной частью корпуса. Наковальня выполнена с выступающей частью, взаимодействующей с выступающей частью ударника. Ударник приводится в движение от двигателя в импульсном режиме. Угол поворота ударника по существу пропорционален углу поворота ротора двигателя. В результате упрощается конструкция ударного механизма ручной машины. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 36 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к механизированным инструментам ударно-вращательного действия для сборки и разборки резьбовых соединений. Пневматический гайковерт содержит ротор с кулачками, двумя соосными втулками, соединенными лопастями, и воздухоподводящими и выхлопными окнами и ударник с кулачками, охватывающий втулки ротора и установленный с возможностью возвратно-вращательного движения и взаимодействия его кулачков с кулачками ротора, воздухораспределитель с воздухоподводящими и выхлопными окнами, соосными указанным окнам ротора соответственно. Ударник имеет лопасти, образующие с лопастями ротора рабочие камеры. Воздухораспределитель установлен в осевом отверстии ротора с возможностью периодического сообщения рабочих камер с воздухоподводящей магистралью и атмосферой и взаимодействия его рычага с ударником. Имеется головка под ключ и муфта свободного хода для кинематической связи ротора с корпусом. В воздухораспределителе коаксиально установлен золотник запуска с возможностью совместного с ним вращения, поджатый пружиной в осевом направлении. Воздухоподводящие и выхлопные окна золотника запуска расположены соосно указанным окнам воздухораспределителя соответственно. В воздухораспределителе, роторе и золотнике запуска предусмотрены дополнительные воздухоподводящие и выхлопные окна, причем указанные дополнительные окна воздухораспределителя и ротора выполнены с возможностью совмещения с указанными дополнительными окнами золотника запуска соответственно. Технический результат заключается в усовершенствовании системы воздухораспределения для обеспечения надежного повторного запуска и упрощения реверсирования. 1 з.п ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к съемным ударным механизмам. Ударный механизм содержит приводной зацепляемый элемент, держатель инструмента, молоточек и пружину. Приводной зацепляемый элемент выполнен с возможностью зацепления с поворотным выходным звеном приводного двигателя. Держатель инструмента соединен с приводным зацепляемым элементом с возможностью поворота относительно него. Держатель инструмента имеет основной корпус и наковаленную часть, неподвижно соединенную с этим корпусом с возможностью совместного с ним поворота. Молоточек установлен на приводном зацепляемом элементе или держателе инструмента с возможностью перемещения между положением контакта с наковаленной частью и свободным положением. Пружина расположена между приводным зацепляемым элементом и молоточком и соединена с ними для перемещения молоточка в положение контакта с наковаленной частью. Поворот приводного зацепляемого элемента вокруг указанной продольной оси обеспечивает перемещение молоточка из положения контакта с наковаленной частью в свободное положение. При достижении молоточком свободного положения, он вынужденно перемещается посредством пружины и поворота приводного зацепляемого элемента таким образом, чтобы ударять по наковаленной части и обеспечивать таким образом вынужденный поворот держателя инструмента вокруг указанной продольной оси. В результате создается значительное ударное вращательное усилие и упрощается регулировка последнего. 1 н. и 24 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к электрическому инструменту. Инструмент содержит корпус, двигатель, расположенный в корпусе, планетарный редуктор и зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Планетарный редуктор содержит многоступенчатые сателлиты и многоступенчатые водила, каждое из которых выполнено с возможностью поддержания сателлитов. С водилом последней ступени собран подшипник. Зубчатое колесо с внутренним зацеплением является селективно перемещаемым со скольжением между выдвинутым положением, в котором оно расположено позади упомянутого подшипника и зацепляется как с зубчатым участком на водиле последней ступени, так и с сателлитами последней ступени, и отведенным положением, в котором зубчатое колесо с внутренним зацеплением зацепляется только с сателлитами последней ступени. Упомянутый зубчатый участок на водиле последней ступени выполнен в виде отдельного зубчатого колеса, которое собрано с водилом последней ступени с его задней стороны. В результате уменьшаются габариты корпуса электрического инструмента. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ударной дрели-шуруповерту. Ударная дрель-шуруповерт содержит шпиндель, планетарный зубчатый понижающий скорость механизм, муфтовый механизм, кулачковый механизм, выполненный с возможностью выборочного приложения осевого вибрационного движения к шпинделю, и вибрационной механизм. Муфтовый механизм содержит зубчатое колесо внутреннего зацепления последней ступени, выполненное с возможностью вращения на последней ступени планетарного зубчатого понижающего скорость механизма, сцепляемые элементы, выполненные с возможностью сцепления с концевой поверхностью зубчатого колеса внутреннего зацепления, и цилиндрическую винтовую пружину. Вибрационной механизм содержит переключающий элемент, выполненный с возможностью поворота в первое и второе угловые положения, соединительный элемент, соединенный с переключающим элементом, и исполнительный элемент, соединенный с соединительным элементом и выполненный с возможностью поворота переключающего элемента в одно из первого и второго угловых положений. Цилиндрическая винтовая пружина расположена между переключающим элементом и исполнительным элементом. Соединительный элемент расположен с возможностью прохода через промежуток между сцепляемыми элементами и обхода вокруг заднего конца цилиндрической винтовой пружины. В результате уменьшаются габариты ударной дрели-шуруповерта в ее осевом направлении. 12 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх