ГАЕЧНЫЙ КЛЮЧ КАРГАЕВА С ОТКРЫТЫМ ЗЕВОМ Российский патент 1996 года по МПК B25B13/08 

Изобретение относится к ручному инструменту и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений в различных отраслях промышленности.

Известен гаечный ключ с открытым зевом, образуемым двумя противолежащими губками, при этом одна губка выполнена укороченной [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гаечный ключ с открытым зевом, имеющий две губки с двумя рабочими участками на каждой, рабочие участки одной губки выполнены идентичными рабочим участкам другой губки, продольные оси рабочих участков каждой губки расположены под углом друг к другу, первый рабочий участок первой губки параллелен второму рабочему участку второй губки, второй рабочий участок первой губки параллелен первому рабочему участку второй губки, а расстояние между параллельными рабочими участками губок равны [2]
Основным недостатком являются большие удельные давления на ребра гайки и на рабочие поверхности губок и вследствие этого интенсивный износ ключа и смятие ребер гаек. При неблагоприятном сочетании отклонений на размеры гайки и ключа и износе это приводит даже к провороту ключа относительно гайки при ее затяжке.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности.

Для этого в гаечном ключе с открытым зевом, имеющем две губки с двумя рабочими участками на каждой, рабочие участки одной губки выполнены идентичными рабочим участкам другой губки, продольные оси рабочих участков каждой губки расположены под углом друг к другу, первый рабочий участок первой губки параллелен второму рабочему участку второй губки, второй рабочий участок первой губки параллелен первому рабочему участку второй губки, а расстояния между параллельными участками губок равны, между рабочими участками губок выполнены параллельные друг другу направляющие участки, расстояние между параллельными рабочими участками губок равно номинальному размеру гайки, уменьшенному на сумму нижнего отклонения гайки и максимального верхнего отклонения размера зева головки ключа.

На чертеже изображен гаечный ключ.

На чертеже обозначены:
S_г номинальный размер гайки под ключ;
S_напр. расстояние между направляющими участками губок;
S_1лев. расстояние между рабочими участками губок, продольная ось которых смещена влево от продольной оси направляющих участков;
S_1прав. расстояние между рабочими участками губок, продольная ось которых смещена вправо от продольной оси направляющих участков;
a длина направляющих участков;
К точка сопряжения рабочих участков с направляющими участками;
α угол между продольными осями рабочих участков губок с продольной осью направляющих участков;
М_кр направление крутящего момента;
α_л угол между гранью гайки и рабочими участками губок, которые находятcя в зацеплении c гайкой при повороте ключа в сторону М_кр;
β- угол между гранью гайки и рабочими участками губок, не участвующими в закреплении с гайкой при повороте ключа в сторону М_кр;
α_н угол между гранью гайки и направляющим участком в момент поворота и зацепления ключа в сторону М_кр.

Гаечный ключ состоит из головки 1 с открытым зевом и рукоятки 2. Губки зева выполнены в виде идентичных и симметрично расположенных на обеих губках рабочих участков 3,4 и 5,6, образуя как бы два дополнительных зева с размерами S_1лев и S_1прав. Продольные оси (не обозначены) рабочих участков каждой губки расположены под углом друг к другу. При этом первый рабочий участок 3 первой губки параллелен второму рабочему участку 4 второй губки, а второй рабочий участок 6 первой губки параллелен первому рабочему участку 5 второй губки. Расстояния между каждой парой рабочих участков, участвующих совместно в зацеплении с гайкой, равны между собой: S_1лев для рабочих участков 3 и 4 равно S_1прав для рабочих участков 5 и 6.

На каждой губке ключа выполнены дополнительно направляющие участки 7 и 8 длиной a, расположенные параллельно друг другу между рабочими участками 3,5 и 5,6 соответственно.

Рабочие участки 3,4 и 5,6 расположены симметрично относительно направляющих участков 7 и 8. При этом продольные оси рабочих участков губок направлены под углом α к продольной оси направляющих участков. Расстояние S_напр. между направляющими участками равно максимальному размеру гайки (с двумя плюсовыми отклонениями на размер S_напр.).

Длина a направляющих участков 7 и 8 выбирается из расчета обеспечения контакта ключа с гайкой в точке К, смещенной от вершины гайки примерно на 1,3-1/5 длины грани гайки.

Расстояние между рабочими участками 3,4 и 5,6 (S_1лев и S_1прав) выполнено равным номинальному размеру гайки, уменьшенному на сумму нижнего отклонения гайки и верхнего отклонения размера зева головки 1 ключа, т.е.

S₁ S_1прав S_1лев S_г-(ΔSнг

+ΔSв1max), (I) где S_г номинальный размер гайки;
Δ Sнг нижнее отклонение гайки;
Δ Sв1max максимальное верхнее отклонение на размер между рабочими участками губок.

Математически эта связь выражается уравнением
S₁ S _напр.max ·cos α a sin α (2) где S₁ S_1лев S_1прав;
S_напр.max максимальный размер между направляющими участками, S_напр.max S_г.max + Δ Sвнапр..

Подставив значения S₁ из уравнений (1) и (2) и приравняв правые части этих уравнений, получим
S_г ( Δ Sнг + ΔSв1max)= S_напр.max· cosα asinα (3)
Из уравнения (3) определяется угол α необходимый для обеспечения требования уравнения (1) при заданной величине a.

Для работы указанным ключом вводят ключ в сопряжение с гайкой по направляющим участкам 7 и 8. Этому способствует гарантированный зазор между направляющими участками 7 и 8 и гайкой и расположенные под углом α к направляющим участкам рабочие участки 3 и 5. Ввод ключа осуществляют до упора задней стенки зева ключа в гайку. После этого осуществляют поворот ключа. За счет выбора зазоров между участками 7 и 8 и гайкой ключ поворачивается относительно гайки на угол α_н до касания гайки в точке К. В этом положении рабочие участки 3 и 4 образуют с поверхностью гайки угол α₁ равный α_л=α-α_н Соответственно, рабочие участки 5 и 6 образуют с поверхностью гайки угол β который, наоборот, больше угла α на величину α_н т.е. β=α+α_н
В таком положении осуществляется передача крутящего момента гайке. При этом зона контакта ключа с гайкой смещена от вершины гайки (точка К), что обеспечивает гарантированное зацепление ключа с гайкой по грани гайки с натягом, так как размер S₁ < S_г.мин (см. уравнение (1)).

В процессе эксплуатации и износа ключа угол α_н постепенно увеличивается, а угол α_л соответственно, уменьшается до 0^о, начиная от точки К. При этом постепенно увеличиваетcя площадь контакта ключа с гайкой с соответственным уменьшением удельного давления на поверхности ключа и гайки. Это, в свою очередь, резко снижает износ сопрягаемых поверхностей ключа и гайки.

Описание работы ключа применимо к указанному на эскизе направлению момента, действующего на ключ, соответствующего зацеплению рабочих участков 3 и 4 губок ключа. При повороте ключа в противоположном направлении в работе будут участвовать аналогично рабочие участки 5 и 6 губок.

Для исключения повреждения сопрягаемых поверхностей гайки рекомендуется сопряжение рабочих участков 3-6 с направляющими участками 7 и 8 выполнить с закруглением примерно радиусом 0,5-1.

Таким образом, изобретение повышает эксплуатационную надежность и долговечность ключа, исключает снятие ребер гаек.

Первоначальные контактные напряжения ключа с гайкой смещены от вершин гайки, а в процессе эксплуатации эти контактные напряжения уменьшаются, и чем больше износ, тем меньше контактные напряжения с гайкой и тем меньше будет затем износ ключа.

"Изношенный" ключ будет идеальным с точки зрения эксплуатации, так как контакт с гайкой будет осуществляться по плоскости. Это позволит использовать и существующие изношенные ключи путем образования в них скошенных под расчетным углом α рабочих участков губок.

Изобретение относится к ручному инструменту и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений в различных отраслях промышленности. При повороте ключа в одном направлении в работе участвуют рабочие участки 3 и 4 губок ключа. При повороте ключа в противоположном направлении в работе участвуют аналогично рабочие участки 5 и 6 губок. Для исключения повреждения сопрягаемых поверхностей гайки рекомендуется сопряжение рабочих участков 3 - 6 с направляющими участками 7 и 8 выполнить с закруглением примерно радиусом 0,5 - 1. 1 ил.

Гаечный ключ с открытым зевом, имеющий две губки с двумя рабочими участками на каждой, рабочие участки одной губки выполнены идентичными рабочим участкам другой губки, продольные оси рабочих участков каждой губки расположены под углом одна к другой, первый рабочий участок первой губки параллелен второму рабочему участку второй губки, второй рабочий участок первой губки параллелен первому рабочему участку второй губки, а расстояние между параллельными рабочими участками губок равны, отличающийся тем, что между рабочими участками губок выполнены параллельные друг другу направляющие участки, расстояние между параллельными рабочими участками губок равно номинальному размеру гайки, уменьшенному на сумму нижнего отклонения гайки и максимального верхнего отклонения размера зева головки ключа.