Устройство для сборки и разборки резьбовых соединений Советский патент 1983 года по МПК B25B21/00 

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки и разборки |)езьбовых соединений, в частности, к инерционным гайковертам с регулируемым крутящим моментом, применяемым для сборки и разборки резьбовых соединений колес или рессор транспортных средств, преимущественно автомобилей, при их техническом обслуживании и ремонте.

Известно устройство для сборки и разборки резьбовых соединений, содержащее установленный на тележке приводной агрегат, состоящий из разгонного асинхронного электродвигателя, клиноременной передачи, шкива-маховика, управляемой вручную кулачковой соединительной муфты и щпинделя со сменными рабочими головками 1.

Недостатком указанного устройства является быстрый износ соединительной муфты от местной концентрации механических напряжений, так как ведущие кулачки, вращающиеся с больщой угловой скоростью, могут смыкаться с неподвижными ведомыми кулачками на небольшом участке их длины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сборки и разборки резьбовых соединений, содержащее корпус, размещенные в нем электродвигатель с выходным валом, установленные с помощью тел качения электромагнитные фрикционные ведущую и ведомую полумуфты, размещенный на ведущей полумуфте маховик, взаимодействующий с ведомой полумуфтой шпиндель с рабочей головкой и систему управления, связанную с электродвигателем и электромагнитными фрикиионнь1ми полумуфтами 2.

Недостаток известного устройства заключается в быстром износе фрикционных элементов полумуфт при их относительных перемещениях в режимах защитного проскальзывания и .переходных электромагнитных и механических процессов замыкания и размыкания полумуфт.

Кроме того, из-за абразивного износа элементов полумуфт нестабильна характеристика «ток управления-крутящий момент. От:рицательное влияние на качество затяжки оказывает колебание напряжения в питающей электросети.

Невозможно отрегулировать по высоте щпиндель с рабочей головкой, что усложняет эксплуатацию, так как для этого требуется вывешивать колеса автомобилей при подтяжке их резьбовых соединений.

Целью изобретения является повышение на.1ел ности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сборки и разборки резьбовых сосл1,.чнений, содержащее корпус, размещенные в нем электродвигатель с выходным валом, установленные с помощью тел качения -..лектроыагнитные фрикционные ведущую л всломую полумуфты, размещенный на ведущей полумуфте маховик, взаимодействующий с ведомой полумуфтой щпиндель с рабочей головкой, и систему управления, связанную с электродвигателем и электромагнитными фрикционными полумуфтами, снабжено щетками, диэлектрическим диском, контактными кольцами, тележкой,подъемником с рукояткой ручного управления, выполненным в виде установленной на, тележке вертикальной направляющей с зубчатой рейкой, связанного с корпусом ползуна, обхватывающего вертикальную направляющую, сцепленной с зубчатой рейкой шестерни, взаимодействующей при помощи червячного редуктора с рукояткой ручного управления, ведущая полумуфта размещена внутри ведомой полумуфты с зазором, который заполнен феррожидкостью, ведущая полумуфта выполнена в виде залитого термореактивным компаундом вала-магнитопровода, размещенной на нем намагничивающей

0 электрической обмотки и связанного с ней зубчатого Диамагнитного венца, взаимодействующего с феррожидкостью, ведомая полумуфта выполнена в виде двух магнитных втулок, одна из которых связана со шпинделем, и взаимодействующего с феррожидкостью диамгнитного зубчатого венца, система управления снабжена блоками питания контроля длительности включения и контроля нагрева намагничивающей электрической обмотки и блоком контроля нагрева электродвигателя, на маховике электрически изолировано от него установлены щетки, электрически соединенные с намагничивающей электрической обмоткой с одной стороны, с другой - с помощью закрепленных на установленном в корпусе диэлектрическом диске контактных колец соединены с блоком

5 питания намагничивающей электрической обмотки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - корпус устройства, продольный разрез; на фиг. 3 -

0 принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для сборки и разборки резьбовых соединений содержит корпус 1, размещенные в нем электродвигатель 2 с выходным валом установленные с помощью тел

5 3-6 качения электромагнитные фрикционные ведущую 7 и ведомую 8 полуМуфты, размещенный на ведущей полумуфте 7 маховик 9, взаимодействующий с ведомой полумуфтой 8 щпиндель 10 с рабочей головкой И и систему 12 управления, связанную с электродвигателем 2 и электромагнитными фрикционными полумуфтами 7 и 8. Устройство снабжено щетками 13 и 14, диэлектрическим диском 15, контактными кольцами 16 и 17, тележкой 18, подъе.мником 19 с рукояткой 20 ручного управления, выполненным в виде установленной на тележке 18 вертикальной направляющей 21 с зубчатой рейкой 22, связанного с корпусом 1 ползуна 23, обхватывающего вертикальную направляющую 21 сцепленной с зубчатой рейкой 22 шестерни 24, взаимодействующей посредством червячного редуктора 25 с рукояткой 20 ручного управления.

Ведущая полумуфта 7 размещена внутри ведомой полумуфты 8 с зазором 26, который заполнен феррожидкостью, например магнитопроводным коллоидом. Ведущая полумуфта 7 выполнена в виде залитого термореактивным компаундом вала-магнитопровода 27, размещенной на нем намагничивающей электрической обмотки 28 и связанного с ней зубчатого диамагнитного венца 29, взаимодействующего с феррожидкостью. Ведомая полумуфта 8 выполнена в виде двух магнитных втулок 30 и 31, одна (30) из которых связана ,со щпинделем 10, и взаимодействующего с феррожидкостью диамагнитного зубчатого венца 32.

Система 12 управления снабжена блоками питания, контроля длительности включения и контроля нагрева намагничивающей электрической обмотки 28 и блоком контроля нагрева электродвигателя 2. На маховике 9 электрически изолировано от него установлены щетки 13 и 14, электрически соединенные с намагничивающей электрической обмоткой 28 с одной стороны, с другой - с помощью закрепленных на установленном в корпусе 1 диэлектрическом диске 15 кон-, тактных колец 16 и 17 соединены с блоком 35 питания намагничивающей электрической .обмотки 28. Система 12 управления подключена с помощью гибкого электрического кабеля 34 к блоку 35 для защитного отключения электроузла с зануляющей магистралью, подключенной к защитной магистрали распредпункта.

Рабочая головка 11 щпинделя 10 надевается на гайки 36 колеса 37 автомобиля.

Вал-магнитопровод 27 соединен с помощью щпонки 38 с выходным валом электродвигателя 2. Устройство содержит защитный кожух 39, патрубок которого используется для центрирования рабочей голоки при отвертывании или завертывании резьбовых соединений стремянок автомобилей. Уплотнение 40 вала-магнитопровода 27 герметизирует, полость ведомой полумуфты 8 от вытекания феррожидкости. Электродвигатель 2 имеет клеммную коробку 41. Контурная линия со стрелка)«и 42 (на фиг. 2) показывает направление магнитных силовых линий при возбужденной намагничивающей электрической обмотке 28.

Система 12 управления (фиг. 3) включает трехпозиционный реверсивный выключатель 43, подсоединенный к общей цепи питания напряжением переменного тока трехполюсный электромагнитный пускатель, содержащий контакты 44-46 и обмотку 47 переменного тока, пневматическое реле времени с обмоткой 48 переменного тока, замыкающими контактами 49, 50 и размьн

кающим контактом 51, реле постоянного тока с обмоткой 52 и размыкающим контактом 53, регулировочный автотрансформатор 54, трансформатор 55 тока, выпрямительные мосты 56 и 57, вольтметр 58 постоянного токи тепловое реле, содержащее нагревательный элемент 59 и размыкающий контакт 60, тепловое реле, содержащее нагревательные элементы 61 и 62 и размыкающий контакт 63, кнопки 64 управления с замыкающим контактом, плавкие предохранители 65 и 66, зануляющую магистральустройства 67.

Электрическая схема устройства также содержит защитную жилу 68 питающего кабеля, контрольную жилу 69 питающего кабеля, силовые жилы 70-72 питающего кабеля, питающую низковольтную электросеть 73 с наглухо заземленной нейтралью, заземляющую магистраль 74 низковольного электрического распредпункта.

Блок 33 питания намагничивающей электрической обмотки 28, выполненный в виде регулируемого источника постоянного тока, содержит регулировочный автотрансформатор 54 напряжения, выпрямительный мост 56 и вольтметр 58, причем вход автотрансформатора 54 напряжения присоединен к линейному напряжению электросети переменного тока, а выход - к входу выпрямительного моста, вольтметр 58 присоединен к выходу моста 56.

Блок контроля длительности включения намагничивающей электрической обмотки 28 содержит трансформатор 55 тока, выпрямительный мост 57 и обмотку 52 контроля замедления частоты вращения маховика. Вход трансформатора 55 тока включен в цепь одной из фазных обмоток электродвигателя 2. Выход трансформатора 55 тока, закороченный размыкающим контактом 51 обмотки 48 реле контроля разгона маховика - к входу выпрямительного моста 57, через замыкающий контакт 50 реле контроля разгона маховика. Обмотка 52 контроля замед ления частоты вращения маховика соединена с выходом моста 57, а его размыкающий контакт 53 включен в цепь обмотки 48 реле контроля разгона маховика.

Блок контроля нагрева намагничивающей электрТ1ческой обмотки 28, выполненный в виде теплового токового реле, содержит нагревательный элемент 59, включенный в цепь обмотки 28, и размыкающий контакт 60; включенный в цепь обмотки 48 реле контроля разгона маховика.

Блок контроля нагрева электродвигателя 2, выполненный в виде теплового токового реле, содержит нагревательные элементы 61 и 62, включенные в цепи двух фазных обмоток электродвигателя 2, и размыкающий контакт 63, включенный в общую цепь вспомогательного питания системы управления линейным напряжением переменного тока. Работа электрически включенных электромагнитных фрикционных полумуфт 7 и 8 может осуществляться в двух режимах: без скольжения и с защитным скольжением. Режим работы без скольжения электромагнитных полумуфт. Электрическому току через намагничивающую обмотку 28, протекающему по цепи 56, 49, 19, 16, 28, 14, 17, 59, 56, соответствует напряженность магнитного поля в кольцевом зазоре 26 феррожидкостного зубчатого венца (застывший коллоид под действием магнитного поля), при которой предельный крутящий момент электромагнитных полумуфт превышает нагрузочный крутящий момент на шпинделе 10 устройства. Феррожидкостный зубчатый венец, находясь в достаточно напряженном магнитном поле, приобретает в нутреннее трение (вязкость) в направлении, перпендикулярном направлению поля, позволяющее ему (венцу) связать собой в одно целое зубчатые венцы 29 и 32, т.е. осуществить передачу крутящего момента без скольжения. При этом в передаче крутящего момента участвуют одновременно все зубцы феррожидкостного венца за счет возникновения касательных сил сопротивления сдвигу, препятствующих относительному перемещению слоев этой жидкости по всей площади, равной произведению длины окружности среднего диаметра кольцевого зазора 26 на активную осевую длину зубчатого венца. На фиг. 2 направление магнитныхсиловых линий показано стрелками 42. Магнитный поток, в основном, проходит по валу-магнитопроводу j27, магнитной втулке 30 (в обход диамагнитного зубчатого венца 29), феррожидкосному зубчатому венцу, магнитной втулке 31 (в обход венца 32) и снова для замыкания кольцевого пути по валу-магнитопроводу 27. Режим работы с защитным скольжением электромагнитных полумуфт. Как только нагрузочный крутящий момент на шпинделе 10 устройства превысит предельный при данном электрическом токе управления, внутренее трение (вязкость) в направлении, перпендикулярном направлению поля, оказывается недостаточным для связи через феррожидкость в одно целое зубчатых венцов 29 и 32. При этом зубчатый феррожидкостный венец одновременно срезается по всей площади, равной произведению длины окружности среднего диаметра кольцевого зазора на активную осевую длину зубчатого венца, тем самым, осуществляется защитное скольжение электромагнитных полумуфт. После электрического выключения намагничивающей обмотки ведущей полумуфты феррожидкостный зубчатый венец распадается с тем, чтобы восстановиться в следующем цикле работы устройства. Работа устройства по завертыванию гаек колеса осуществляется следующим образом. Изменяя положение шпинделя 10 с рабочей головкой 11 в пространстве, надевавак)т рабочую головку 11 на гайку 36 колеса 37, наживленную на резьбу. Устанавливают реверсивный выключатель 43 в положение, соответствующее необходимому направлению вращения шпинделя. Ориентируясь на показания вольтметра 58,отградуированного в НМ (кГс-м) регулировочным автотрансформатором 54, задают необходимый предельный крутящий момент, в зависимости от диаметра резьбы гайки 36. Нажимают кнопку 64 управления, в результате чего обтекаются током обмотка 47 электромагнитного пускателя (по цепи: 65,63,64,47,66) и обмотка 48 реле контроля разгона маховика (по цепи: 65,63,64,60,53,48,66). Замыкание контактов 44-46 электромагнитного пускателя осуществляет присоединение электродвигателя 2 к питающей электросети 73 переменного тока. Начинается разгон маховика 9. По истечении заданного промежутка времени, соответствующего окончанию разгона маховика 9, например, сек, обмотка 48 реле размыкает контакт 51 и замыкает контакты 49 и 50. Намагничивающая электрическая обмотка 28 ведущей полумуфты 7 обтекается током по цепи: 56, 49,16,13,28,14,17,59,56. Одновременно обтекается током обмотка 52 реле контроля замедления частоты вращения маховика. В результате обтекания током обмотки полумуфты 7, шпиндель 10 соединяется с маховиком 9. Происходит завертывание гайки, сопровождающееся расходом энергии, запасенной в маховике. Соответственно, вследствие уменьшения скорости вращения маховика увеличивается ток, потребляемый электродвигателем из питающей сети. При токе, соответствующем снижению скорости частоты вращения маховика, приблизительно, на 60% срабатывает обмотка 52 и размыкает свой контакт 53 в цепи обмотки 48 реле контроля разгона маховика 9. Контакты обмотки 48 возвращаются в исходное состояние. Намагничивающая обмотка полумуфты 7 обесточивается и отцепляет шпиндель 10 от маховика 9. Снова начинается разгон маховика 9, т.е. цикл автоматически повторяется, в случае необходимости, несколько раз без перерыва. Когда гайка 36 будет завернута с необходимым крутящим моментом, электромагнитные полумуфты 7 и 8 начинают проскальзывать. Прбцесс завертывания гайки 36 на этом заканчивается, и кнопка 64 управления может быть отпущена. Работа устройства по отвертыванию гайки oтличaeтc в основном тем, что крутящий момент задают таким, чтобы исключить

проскальзывание в электромагнитных полумуфтах. Нагревательные элементы 59, 61 и 62 реле срабатывают и размьокают свои контакты 60 и 63 лишь в аварийных случаях.

J7

Использование изобретения увеличивает срок службы устройства, повышает качество затяжки резьбовых соединений, упрощает изготовление и эксплуатацию устройства.

22 19

JJ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ И РАЗБОРКИ РЕЗЬБОВБ1Х СОЕДИНЕНИЙ, содержащее корпус, размещенные в нем электродвигатель с выходным валом, установленные с помощью тел качения электромагнитные фрикционные ведущую и ведомую полумуфты, размещенный на ведущей полумуфте маховик, взаимодействующий с ведомой полумуфтой шпиндель с рабочей головкой и систему управления, связанную с электродвигателем и электромагнитными фрикционными полумуфтами, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, оно снабжено щетками, диэлектрическим диском, контактными кольцами, тележкой, подъмником с рукояткой ручного управления, выполненным в виде установленной на тележке вертикальной направляющей с зубчатой рейкой, связанного с корпусом ползуна, обхватывающего вертикальную направляющую, сцепленной с зубчатой рейкой щестерни, взаимодействующей при помощи червячного редуктора с рукояткой ручного управления, ведущая полумуфта размещена внутри ведомой полумуфты с зазором, который заполнен феррожидкостью, ведущая полумуфта выполнена в виде залитого термореактивным компаундом валамагнитопровода, размещенной на нем намагничивающей электрической обмотки и связанного с ней зубчатого диамагнитного венца, взаимодействующего с феррожидкостью, ведомая полумуфта выполнена в виде двух магнитных втулок, одна из которых (О связана со щпинделем, и взаимодействую(Л щего с феррожидкостью диамагнитного зубчатого венца, система управления снабжена блоками питания, контроля длительности включения и контроля нагрева намагничивающей электрической обмотки и блоком контроля нагрева электродвигателя, на маховике электрически изолировано от него установлены щетки, электрически соединенные с намагничивающей электрической обмоткой с одной стороны, с другой - с помоto щью закрепленных на установленном в кор4 IsD СП СЛ пусе диэлектрическом диске контактных колец соединены с блоком питания намагничивающей электрической обмотки.

JO 26 32 29 1 7 31 5 159 /« Л yj,. . ч .V . у А А .Л Л . . .fe 30

фиг. 5