4. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА (1233877), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности.

Устройство для контроля момента при ударной затяжке крупных резьбовых соединений содержит сигнальный блок, электрически связанный с ним и размещаемый в рабочей головке гайковерта ограничитель крутящего момента, включающий блок контроля угла поворота гайки резьбового соединения, инерционный элемент и узел настройки момента затяжки. Блок контроля выполнен в виде поджатого посредством пружины в осевом направлении диэлектрического корпуса, имеющего глухое осевое отверстие и расположенную параллельно последнему полость, заполненную жидкостью, и размещенного на дне осевого отверстия немагнитного упорного подшипника, предназначенного для взаимодействия с пружиной корпуса. Инерционный элемент выполнен в виде свободно плавающего в полости и делящего ее на две рабочие камеры поршня, имеющего расположенные параллельно оси направляющие и полый шток, осевое и радиальные отверстия, последние из которых предназначены для сообщения рабочих камер.

Узел настройки момента размещен на поршне и выполнен в виде гайки, установленной с возможностью перемещения по направляющим и имеющей размещенные соосно радиальным отверстиям последнего окна для прохода жидкости, и установленного с возможностью поворота в осевых отверстиях поршня и штока, поджатого посредством пружины измерительного стержня, имеющего с одной стороны микрометрическую резьбовую нарезку для взаимодействия с гайкой и градуированный по величине момента диск с радиальными отверстиями, расположенными соосно радиальным отверстиям поршня, а с другой стороны – сменный наконечник, предназначенный для взаимодействия с гайкой резьбового соединения, корпус выполнен с параллельным оси отверстием для прохода штока поршня, а последний посредством токопроводящих выводов и электрически связан с сигнальным блоком. Измерительный стержень на торцевой поверхности, со стороны сменного наконечника, имеет шлиц для поворота измерительного стержня с диском. Корпус блока контроля удерживается в рабочей головке гайковерта с помощью пружинного кольца.

Устройство работает следующим образом.

Рабочую головку гайковерта устанавливают на затягиваемую гайку резьбового соединения. При этом корпус, сжимая пружину, устанавливается на торец резьбового соединения (болта, шпильки), а наконечник упирается в торец гайки. Сигнал о готовности устройства к работе в момент касания головки наконечника гайки через токопроводящие выводы и поступает в сигнальный блок, который подает команду, например световую или звуковую, о начале затяжки резьбового соединения. Затем включают привод гайковерта, после того как ударник соприкоснется с наковальней, происходит поворот рабочей головки совместно с гайкой на какой-то угол, но при этом измерительный стержень, вследствие своей инертности останется практически неподвижен. Происходит разрыв электрической цепи, на что сейчас же реагирует сигнальный блок, после чего пружина поджимает наконечник к торцу гайки. После следующего удара гайка повернется на меньший угол, причем меньше будет и расстояние между контактами электрической цепи, а именно: наконечником и торцом гайки. Процесс повторяется до тех пор, пока после некоторого количества ударов, контакты блока контроля не разомкнутся и сигнальный блок подаст команду на отключение гайковерта. Расстояние между контактами зависит не только от угла поворота гайки за один удар, но и от массы жидкости, перетекающей через отверстия, то есть зависит от диаметра этих отверстий. Установка расстояния между контактами (это расстояние появляется после удара), соответствующего требуемому моменту затяжки осуществляется следующим образом. Наконечник вывинчивают из измерительного стержня, затем с помощью отвертки, вставляемой в шлиц, поворачивают измерительный стержень, при этом гайка перемещается по микрометрической резьбовой нарезке, а отверстия перекрывают часть отверстий. Угол поворота измерительного стержня связан однозначной зависимостью с требуемыми моментами затяжки резьбовых соединений. При наладке устройства пользуются дополнительной шкалой, проградуированной в единицах момента. Шкала устанавливается на плавающий поршень, а отвертка имеет стрелку, которая и указывает нужный момент. После настройки устройства шкала снимается. Если в процессе эксплуатации переналадку момента затяжки производить нет необходимости, то резьбовое соединение измерительного стержня и плавающего поршня может быть заполнено жидкостью (анероидным составом). Использование изобретения при ударной затяжке резьбовых соединений позволяет повысить надежность блока контроля за счет исключения под наладок устройства в процессе эксплуатации, за счет исключения влияния вибрации на блок контроля. Использование устройства при сборке крупных резьбовых соединений позволяет сократить срок ремонтных работ, следовательно, и простои сборки ответственных металлоконструкций, повысить их надежность за счет уменьшения отказов, связанных с недотяжкой и перетяжкой резьбовых соединений [3].

Устройство для контроля момента при ударной затяжке крупных резьбовых соединений представлено на рисунках 5.5–5.6.

Рисунок 5.5 – Устройство для контроля момента при ударной затяжке крупных резьбовых соединений [3]

Рисунок 5.6 – Устройство в разрезе [3]

5.3 Привод гайковерта с активным контролем крутящего момента затяжки резьбовых соединений

Рассмотрим патентную работу с номером: 1377176. Авторы данной работы – Предеин.

Привод гайковерта с активным контролем крутящего момента затяжки резьбовых соединений. Изобретение относится к строению. Целью изобретения уменьшение габаритов и упрощения конструкции. Привод гайковерта корпус, размещенный в нем подпружиненный поворотный узел 3 в виде двигателя с редуктором, установлена подшипнике в корпусе выходным валом. Поворотный узел имеет выступ, опирающийся связанный с корпусом неподвижный упор, который ограничивает возможность вращения выходного вала. С выступом посредством шарнира связан один из концов пружины растяжения, а другой ее конец шарниром с корпусом. Пружина установлена таким образом, что вектор Р ее усилия, направленный в центр шарнира, составляет угол α, равный
120–135°, с радиусом, приведенным в эту же точку из центра поворота узла, Шарнирное сопряжение пружины с поворотным узлом и корпусом, а также ее расположение относительно поворотного узла обеспечивают резко выраженную нелинейную зависимость между моментом, развиваемым пружиной, и ее относительным угловым положением по отношению к поворотному узлу. Диапазон оптимальных значений выбран в той области, где нелинейность выражена наиболее явно, а крайнее значение угла α располагается в зоне максимального значения крутящего момента.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для сборки резьбовых соединений, и может быть использовано в гайковертах, преимущественно стационарных с активным контролем крутящего момента затяжки резьбовых соединений.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и упрощение конструкции за счет компактности привода.

Привод гайковерта с активным контролем крутящего момента затяжки резьбовых соединений содержит жестко установленный корпус, размещенные в нем поджатый относительно последнего с помощью пружины растяжения поворотный узел, установленный на подшипнике в корпусе соосно выходному валу. Поворотный узел имеет выступ, опирающийся на связанный с корпусом неподвижный упор, который ограничивает возможность вращения поворотного узла в сторону вращения выходного вала. С выступом посредством шарнира связан один из концов пружины растяжения, а другой ее конец шарниром с корпусом. Пружина установлена таким образом, что вектор Р ее усилия, направленный в центр шарнира, составляет угол α, равный 120–135° с радиусом, проведенным в эту же точку из центра поворота узла. Усилие Р растяжения пружины выбрано таким образом, что она прижимает выступ к неподвижному упору с моментом М = Р∙а, где а – плечо силы Р относительно центра вращения поворотного узла. Шарнирное сопряжение пружины с поворотным узлом и корпусом, а также ее расположение относительно поворотного узла 3 обеспечивают резко выраженную нелинейную зависимость между моментом, развиваемым пружиной, и ее относительным угловым положением (угол α) по отношению к поворотному узлу. Диапазон оптимальных значений α выбран в той области, где нелинейность выражена наиболее явно, а крайнее значение угла α располагается в зоне максимального значения упомянутого момента (М_max). Привод гайковерта снабжен также датчиком для его отключения при достижении определенного момента (не показан).

Привод гайковерта работает следующим образом.

После того, как с помощью гайковерта (не показан) выходной вал соединили с элементом резьбового соединения, включают привод. В процессе свинчивания резьбового соединения, когда крутящий момент сопротивления вращению выходного вала привода гайковерта невелик, поворотный узел неподвижен, так как пружина прижимает его выступом 6 к неподвижному упору на корпусе. После окончания свинчивания, когда торец гайки или винта (не показаны) упирается в торцовую поверхность стягиваемой детали (не показана), начинается затяжка резьбового соединения, при которой момент сопротивления вращению выходного вала резко возрастает. При его увеличении до величины, превышающей крутящий момент затяжки М = Р∙а, близкой к требуемому моменту затяжки резьбового соединения, датчик крутящего момента отключает двигатель. Силы инерции вращающихся частей привода несмотря на выключенный привод стремятся и дальше поворачивать выходной вал. Однако при указанном моменте на выходном валу поворотный узел под действием реактивного момента отрывается до упора, преодолевая силу растяжения пружины (рисунок 5.8, точка В). Дальнейший поворот узла несмотря на увеличение силы растяжения пружины практически не приводит к росту реактивного момента на поворотном узле и, следовательно, крутящего момента затяжки резьбового соединения, так как рост усилия растяжения пружины компенсируется резко нарастающим уменьшением плеча этой силы. В результате этого момент, создаваемый пружиной на поворотном узле, не может превысить максимального значения М_max, величина которого определяется силой предварительного растяжения этой пружины. После полного поглощения кинематической энергии вращающихся по инерции частей привода (рисунок 5.8, точка Д или Е) пружина возвращает поворотный узел на упор. После расцепления выходного вала с элементом резьбового соединения рабочий цикл затяжки заканчивается.

Площадь фигуры СДЕF (рисунок 5.8) представляет собой максимальный разброс работы сил торможения привода, поглощаемой пружиной 2, то есть разницу между максимальным и минимальным ее значениями, выраженными площадями фигур АВЕF и АВДС. Из графика на рисунке 5.8 видно, что величина этого разброса практически не влияет на точность нормирования крутящего момента затяжки. В этом случае оптимальное значение угла α, соответствующее точке В, выбирают исходя из минимального значения работы сил торможения, приходящейся на пружину, при котором поворот узла происходит на угол, соответствующий точке Д (рисунок 5.8), соответствующей максимальному значению реактивного момента на поворотном узле. Таким образом, диапазон оптимальных значений угла α примыкает к его значению, соответствующему максимальному реактивному моменту.

Описанный вариант привода целесообразен при относительно больших моментах затяжки (более 800–900 Н∙м), При меньших моментах целесообразнее другой конструктивный вариант привода гайковерта (см. рисунок 5.9 и 4.1).

Этот привод содержит корпус, размещенные в нем двигатель с редуктором, тихоходная ступень которого выполнена в виде планетарной передачи, включающей центральное колесо и корончатое колесо, сцепленные друг с другом сателлитами, установленными на водиле. Водило оканчивается выступающим из корпуса выходным валом, связанным с ключом (не показан). Корончатое колесо установлено с возможностью поворота вокруг своей оси и связано шарниром с одним из торцов пружины сжатия. Второй конец этой пружины шарниром связан с корпусом. Пружина с шарниром соединена посредством регулировочного винта, предназначенного для изменения силы ее сжатия Р.

Корончатое колесо имеет выступ, которым пружина прижимаемого к упору, выполненному на корпусе. Упор ограничивает вращение колеса в сторону, противоположную направлению действия реактивного момента, действующего на него и воспринимаемого пружиной. Эта пружина расположена относительно колеса так, что вектор Р силы ее сжатия, направленный в центр шарнира, образует угол α, равный 120–135°, с радиусом, проведенным в эту же точку из центра вращения корончатого колеса. При этом пружина удерживает колесо на упоре моментом М = Р∙а, соответствующим так же, как и в указанном варианте, заданному крутящему моменту затяжки резьбы. Датчик для отключения двигателя при заданном моменте может быть выполнен в виде концевого выключателя, взаимодействующего с выступом на колесе.

Работа этого варианта привода гайковерта аналогична. Отличие состоит лишь в том, что корпус редуктора неподвижен, а подвижным является корончатое колесо, которое при возрастании реактивного момента больше, чем М = Р∙а, поворачивается, сжимая пружину и прекращая воздействие выступа на концевой выключатель. Последние отключает питание двигателя. Влияние сил инерции привода на точность затяжки резьбы исключается так же, как и в первом варианте привода.

Привод гайковерта может быть использован также следующим образом.

Одним из известных способов (путем изменения частоты вращения двигателя, изменения моментов инерции вращающихся деталей привода или др.) обеспечивают накопление достаточной для затяжки резьбы кинетической энергии. Отключение двигателя в этом случае производят при крутящем моменте М₁ (рисунок 5.8), заведомо достаточном для свинчивания соединяемых резьбовых элементов до упора. После отключения двигателя затяжка резьбовое соединения происходит за счет кинетической энергии вращающихся по инерции частей привода.

Формула изобретения.

Характеристики

Список файлов ВКР