Динамометрический ключ (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК B25B23/14 

Изобретение относится к ручному инструменту и касается конструкции гаечного ключа с устройством для указания величины развиваемого им крутящего момента и может быть использовано при сборке фланцевых соединений.

Известен динамометрический ключ, содержащий корпус с головкой под ключ, рукоятку, установленную с возможностью поворота относительно корпуса, и отсчетное устройство. Рукоятка соединена с корпусом динамометрической пружиной, а отсчетное устройство выполнено в виде индикатора .часового типа, закрепленного в рукоятке и взаимодействующего наконечником с корпусс 4, через стержень жестко закрепленного одним концом в корпусе, а другой размещен в рукоятке с возможностью осевого перемещения - М .

Недостатком динамометрического ключа является то, что при переходе от одного типоразмера затягиваемого резьбового соединения на другое необходимо пользоваться таблицами предельных моментов, которые допускают различные типоразмеры резьб и кроме в процессе затяжки необходимо производить подсчет величины пере- . мещения наконечника индикатора.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в динамометрическом ключе, содержащем корпус с головкой под ключ, рукоятку, установленную с возможностью поворота относительно корпуса, и отсчетное устройство, отсчетное устройство выполнено в виде размещенной над корпусом платформы с графопостроителем и штырями с диаметральныг.и отверстиями, оси которых параллельны платформе, свободно размещенных в отверстиях штырей и расположенных под прямым углом друг к другу рычагов, один из которых имеет на конце ось, предназначенную для взаимодействия с привалочной поверхностью собираемых изделий, дисков, установленных с возможностью поворота .на корпусе со стороны рукоятки и имеющих диаметральные отверстия, расположенные на уровне отверстий штырей, конец каждого из рычагов свободно размоцен в отверстии соответствующего диска, при этом конец второго рычага, проходящий через отверстие диска, взаимодействует с рукояткой, и планшет, закрепленный на корпусе под платформой и предназначенный для нанесения на нем кривых при помощи пера графопостроителя.

Кроме того, ось рычага взаимодействует с привалочной поверхностью

собираемых изделий через установленный в корпусе над зевом головки под ключ секторный рычаг с шипом на конце, фиксируемый на болте затягиваемого резьбового соединения. 5Динамометрический ключ, содержащий корпус с головкой под ключ, рукоятку, установленную с возможно стью поворота относительно корпуса и отсчетное устройство, отсчетное

0 устройство выполнено в виде пьезоэлемента, концы которого взаимсдействуют с корпусом и рукояткой, и реохорда, закрепленного на корпусе так, что конец его ползунка разме5 щается в торцовом пазу болта затягиваемого резьбового соединения, а контакты пьезоэлемента и реохорда подключаются к ЭВМ.

На фиг. 1 изображен динамометриQ ческий ключ, общий вид; на фиг. 2 отсчетное устройство; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 планшет с кривыми, характеризунхци5 ми процесс затяжки; на фиг. 6 - конец рычага с осью; на фиг. 7 - динамометрический ключ, в котором рычаг отсчетного устройства связан с привалочной поверхностью собираемых деталей через секторный рычаг и тело болта; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 1-; на фиг. 9 - динамометрический ключ, общий вид (другой вариант выполнения).

Динамометрический ключ содержит

5 корпус 1 с головкой 2 под ключ, рукоятку 3, установленную с- возможностью поворота относительно корпуса вокруг оси 4 и поджатую пружиной 5 кручения, один конец которой закреп0 лен в рукоятке 3, а другой - в корпусе 1, и отсчетное устройство.

Отсчетное устройство выполнено в виде платформы 6, размещенной над

5 корпусом 1, с графопостроителем 7 и штырями 8 с диаметральными отверстиями 9, оси которых параллельны платформе, свободно размаценных в отверстиях 9 штырей 8 и расположенQ ных под прямым углом один к другому рычагов 10 и 11. Рычаг 10 имеет на конце ось 12, конец 13 которой предназначен для взаимодействия с привалочной поверхностью 14 собис раемых изделий, которая имеет для этой цели отверстие 15. В корпусе 1 с возможностью поворота установлены диски 16 и 17 с диаметральными отверстиями 18 и 19, расположенными на уровне отверстий 9 штырей 8, в ко торых свободно размещены соответственно концы рычагов 10 и 11.

Конец рычага 11, проходящего через отверстие 19, имеет упор 20, которым он взаимодействует с бурти5 ком 21 рукоятки 3. На корпусе 1 закреплен планшет 22 при помощи прижимных планок 23 и гаек - барашков 24. Планшет 22 представляет собой бумажный лист, на котором наносятся при помощи пера (не показано) графопостроителя кривые 25 и 26

(фиг. 5), отражающие условиязатяжки резьбового соединения.

Ось 1,2 рыч.ага 10 может быть связана с привалочной поверхностью 14 собираемых изделий через секторный рычаг 27 с шипом 28, который размещен над зевом головки 2 под ключ и установлен в корпусе 1 с возможнот стью поворота в круговом пазу 29 корпуса Г, соосным оси зева головки 2 под ключ, в который входит ответный выступ 30 рычага 27, и болт 31, на который навинчивается гайка 32. Болт 31 имеет на торце пазы 33,, в один из которых входит шип 28 рьочага 27.

Во втором варианте динамометрического ключа отключаквдее устройство выполнено в виде пьезоэлемента 34, концы которого закреплены на корпусе 1 и рукоятке 3, реохорда 35, закрепленного на корпусе 1 так, что конец 36 его ползунка 37 входит в один из пазов 33 болта 31 затягиваемого резьбового соединения. Контакты пьезоэлемента и реохорда соединены через разъем 38 с ЭВМ.

Устройство работает следукщим образом.

Динамометрический ключ устанавливают на предварительно навернутую на болт 31 и затянутую гайку 32, собираемых фланцев 39, мезвду которыми установлена прокладка 40, так, чтобы конец 13 оси 12, закрепленной на конце рычага 10, вошел в отверстие 15, выполненное в привалочной поверхности 14 одного из фланцев 39 а в случае ее взаимодействия с привалочной поверхностью 14 через секторный рычаг 27 с шипом 28 на конце и болт 31 следят, чтобы шип.28 секторного рычага 27 вошел в один из пазов 33 болта 31. Затем поворотом рукоятки 3 производят окончательную затяжку гайки 32, при этом с возрастанием усилия на рукоятке 3 она поворачивается на некоторый угол относительно корпуса 1, пропорциональный передаваемому крутя/цему моменту, который зависит от жесткости пружины 5. Одновременно с поворотом рукоятки 3 поворачивается вместе с 17 рычаг 11, который упором 20 взаимодействует с буртиком 21 рукоятки 3. Поворачиваясь вокруг оси диска 17, рычаг 11 увлекает за собой платформу 6, с которой он связан при помощи штырей 8, при этом платформа б скользит вдоль рычагов 11 и 10, так как поворачивается одновременно

и корпус 1 совместно с головкой 2 под ключ на некоторый угол.

В процессе движения платформы 6 . относительно корпуса 1, на котором закреплен планшет 22, перо (не показано) графопостроителя 7 рисует кривые 25 или 26 (фиг. 6). Так как в процессе затяжки резьбового соедине- ния происходит стягивание фланцев 39 с заключенной между ними прокладкой 40, то в последней возникают напряжения под действием усилия затяжки. В случае, когда напряжения находятся в зоне упругих деформаций, соответствующих закону Гука, то перо графопостроителя рисует кривую 25.

Для достижения предельного момен- та затяжки необходимо, чтобы напряжения, возникающие в прокладке, соответствовали области пластической деформации, т.е. когда они достигают предела текучести, в этом случае перо графопостроителя рисует кривую 26 и процесс затяжки прекращают. После этого динамометрический ключ снимают с затянутого резьбового соединения и устанавливают на соседнее резьбо,вое соединение. Динамометрический . ключ в другом выполнении целесообразно использовать, когда во фланцевом соединении устанавливаются прокладки из цветных металлов или алюминия, у которых-переход из области упругих деформаций в область пластической деформации трудно вьщелить.

Ключ, выполненный в другом вариан те, работает следукщим образом.

Динамометрический ключ устанавливается головкой 2 под ключ на пред- . варительно навернутую на болт 31 и затянутую гайку 32, при этом следят, чтобы конец 36 ползуна 37 вошел в один из пазов 33 болта 31. После этого прикладывают усилие, к рукоятке 3 и производят затяжку гайки 32. Под действием прилагаемого усилия рукоятка 3 поворачивается относительно корпуса 1 на некоторый, угол, пропорциональный прилагаемому усилию. В результате поворота рукоятки 3 относительно корпуса 1 в пьезоэлементе 34 возникают растягивающие напряжения, которые возбуждают в нем ЭДС, которое и регистрируется ЭВМ. Одновременно с поворотом рукоятки 3 поворачивается и корпус 1 вместе с гайкой 32, при этом перемещается реохорд относительно ползунка 37, который остается неподвижным, так как его конец 36 заходит в паз 33 болта 31. Концы реохорда через разъем 38 соединены с ЭВМ. В случае достижения области пластических деформаций ЭВМ вьщает соответствующую информацию, и процесс чатяжки резьбового соединения прекращают. После чего динамометричес-

кий ключ снимают с затянутого резьбового соеяинения.

За счет изменения конструкции отсчетного устройства путем ввода в него графопостроителя кинематически связанного с корпусом рукоятки и привалочной поверхностью собираемых изделий и планшета, предназначенного для нанесения на нем кривых отражакидих изменения напряжений в собираемых изделиях или введения в

конструкцию пьезоэлемента, взаимодействующего концами с корпусом и рукояткой, и реохорда кинематически связывающего корпус с болтсм затягиваемого резьбового соединения расширяются технологические возможности и повышается производительность, так как не требуетсяпереналадки при переходе от одного типоразмера собираемых резьбовых соединений к другому типоразмеру.

1. Динамометрический ключ, содержащий корпус с головкой под ключ, рукоятку, установленную с возможно-; стью поворота относительно корпуса, и отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повьошения производительности, отсчетное устройство выполнено в виде размещенной над корпусом платформы с графопостроителем и штырями с диаметральными отверстиями, оси которых параллельны платформе , свободно размещенных в отверстиях штырей и расположенных под прямым углом друг к другу рычагов, один из которых имеет на конце ось, предназначенную для взаимодействия с привалочной поверхностью собираемых изделий, дисков, установленных с возможностью поворота на корпусе со стороны рукоятки и имекхцих диаметральные отверстия, расположенные на уровне отверстий штырей, конец каждого из рндчагов свободно размещен в отверстии соответствующего диска, при этом конец второго рычага, проходящий через отверстие диска, взаимодействует с рукояткой, и планшет, закрепленный на корпусе под платформой и предназначенный для нанесения на нем кривых при помоци пера графопостроителя. 2.Динамометрический ключ по п. 1, отличающийся тем, что ось рычага взаимодействует с привалочной поверхностью собираемых изделий через установленный в корпусе над зевом головки под ключ секторный рычаг с шипом на конце, i фиксируемый на болте затягиваемого резьбового соединения. (О 3.Динамометрический ключ, содержащий корпус с головкой под ключ, с рукоятку, установленную с возможностью поворота относительно корпуса и отсчетное устройство, о т л и. чающийся тем, что, с целью:расширенйя технологических возможностей и повышения производительности , отсчетное устройство выполнено о о в виде пьезоэлемента, концы которого взаимсяействуют с корпусом и рукояткой, и реоховда, закрепленного 00 на корпусе так, что конец его полел зунка размещается в торцовом пазу болта затягиваемого резьбового 00 динения, а контакты пьезоэлемента и реохорда подключаются к ЭВМ.

21 v V

8 ФигЛ

//10 2

22

25 25

Фиг.5

п

w//.m.