Устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений Советский патент 1985 года по МПК B25B21/00 

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пьезоэлектрические элементыiвыполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно

перпендикулярных плоскостях попарно и р 1аметрально противоположно одна другой, поверхности всех пластин обращенные к корпусу, связаны с ним, поверхности обращённые к рабочей головке, связаны с ней, а рабочая головка имеет форму профиля элемента резьбового соединения.

3.Устройство по п. 1, о т л ичающее-ся тем, что пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях

,попарно, рабочая головка выполнена в виде двух пластин, продольные поверхности которых с одной стороны взаимодействуют с элементом резьбового соединения, с друго - связаны с одной из пар керамических пластин, а Поперечные поверхности пластин связаны с другой парой керамических пластин.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пьезоэлектрические элементы выполнены в виде коаксиально расположенных и связанных между собой двух керамических колец, наружное из которых связано внешней поверхностью с корпусом, а внутренняя прверхность внутреннего кольца связана с рабочей головкой.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВИНЧИВАНИЯ И ОТВИНЧИВАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку, отличающееся тем, что, с целью компенсации осевой реактивной силы и повышения эффективности, привод выполнен в виде взаимодействукидих между собой пьезоэлектрических элементов. i со 00 00 о 7 Фиг. 7

Изобретение относится к устройствам для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений и может быть использовано при проведении, монтажно-сборочиых работ, особенно в условиях отсутствия опоры для работающего.

Известно устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений, содержащее корпус, размещенные в нем привод, выполненный в виде генератора механических колебаний, специальное механическое приспособление для преобразования колебательного движения во вращательное С1 О.

Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции обусловленная наличием преобразователя колебательного движения во вра щательное, а также значительный реактивный момент, возникающий при вращении деталей устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и связанную с последним рабочую головку (.2J.

Недостатком известного устройства является реактивный MOMeHTj воздействующий на оператора, посколвку прижимное усилие и направлёже осевых колебаний совпадают и действие последних приводит к появлению осевой реактивной силы, вы.зывающей отталкивание устройства от резьбового соединения, что приходится компенсировать дополнительным усилием со стороны оператора. Воздействие головки на торцовую поверхность элемента резьбового соединения малоэффективно при завинчивании резьбовых соединений, торцовая поверхность которых мала, например, труб.

Целью изобретения является компенсация осевой реактивной силы и повышения эффективности;

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для завинчивания и отвшьчивания резьбовых соединений, содержащем корпус с рукояткой, размещенные в нем привод и свзанную с последним рабочую головку, привод выполнен в виде взаимодействующих между собой пьезоэлектрических элементов.

Пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях попарно и диаметрально противоположно одна другой, поверхности всех пластин, обращенные к корпусу, связаны с ним, поверхности, обращенные к рабочей головке, связаны с ней, а рабочая головка имеет форму профиля элемента резьбового соединения.

Пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях попарно, рабочая головка выполнена в виде двух пластин, продольные поверхности которых с одной стороны взаимодействуют с элементом резьбового соединения, с другой связаны с одной из пар керамических пластин, а поперечные поверхности пластин связаны с другой парой керамических пластий.

Пьезоэлектрические элементы выполнены в виде коакс,иально расположенных и связанных между собой двух колец, наружное кольцо из которых связано внешней поверхностью с корпсом, а внутренняя поверхность внутреннего кольца связана с рабочей головкой.

На фиг. 1 изображен вариант выполнения устройства с рабочей головкой в виде профиля элемента резьбового соединения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вариант выполнения устройства с рабочей головкой в виде двух пластин; на фиг.вариант выполнения устройства с коаксиальным расположением пьезоэлементов.

Устройство для завинчивания и отвинчивания резьбовых соединений содержит корпус 1 с рукояткой 2, размщенные в нем привод, выполненный в виде взаимодействующих между собо пьезоэлектрических элементов, и связанную с приводом рабочую головку 3.

В устройстве (фиг. 1) пьезоэлектрические элементы выполнены в виде связанных между собой керамических пластин 4-7, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях попарно и диаметрально противоположно одна другой (4, 6 и 5, 7), поверхности всех пластин, обращенных к корпусу 1, связаны с ним, поверхности, обращенные к рабочей головке 3, Ьвязаны с ней, а рабочая головка 3 имеет форму профиля элемента 8 резьбового соединения.

В устройстве (фиг. 3) пьезоэлек грические элементы выполнены в ви де связанных между собой керамических пластин 9-12, установленных

во взаимно перпендикулярньгх плоскобтях попарно и диаметрально противоположно одна другой (9, 11 и 10, 12), а рабочая головка 3 выполнена в виде двух пластин, продольные поверхности 13 которых с одной стороны взаимодействуют с элементом 8 резьбового соединения, с другой связаны с одной из пар керамических пластин (9, 11), а поперечные поверхности 14 пластин связаны с другой парой керамических пластин (10, 12).

В устройстве (фиг. 4) пьезоэлектрические элементы вьтолнены в виде

коаксиально расположенных и связаниых между собой двух керамических колец 15 и 16, наружное кольцо 15 из которых связано внешней поверхностью 17 с корпусом 1, а внутренняя

поверхность I8 внутреннего кольца 16 связана с рабочей головкой 3.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве (. 1) на керамические пластины 4-7 подается переменное напряжение, причем напряжение на пластины 4, 6 и 5, 7 в парах подается в противофазе так, чтобы при сжатии одной пластины в направлении,

показанном на фиг. 1 стрелкой, противоположная пластина расширялась. Между напряжениями, подаваемыми на пары пластин 4, 6 и 5,7, осуществляется сдвиг фаз, равный четверти

периода. При такой подаче напряжения рабочая головка 3, жестко скрепленная с пластинами 4-7, начинает совершать колебания таким образе, что каждая ее точка описывает окружность

в плоскости колебаний. При этом рабочая головка 3 как бы обкатывает находящийся внутри ffee элемент 8 резьбового соединения и приводит его во вращение. Для изменения направления вращения достаточно изменить фазы питающих напряжений одной из пар противоположных пластин на половину периода. Устройство при наличии нескольких отверстий в рабочей

головке 3 позволяет завинчивать или отвинчивать одновременно несколько элементов резьбовых соединений, причем различного диаметра, соответстS1венно диаметру и форме отверстий рабочей головки. В устройстве, (фиг. 3) керамические пластины 9 и 11 обеспечивают за хват элемента 8 резьбового соединения плоскими пластинами рабочей головки 3, аКерамические пластины 10 и 12 создают тангенциальное движени пластин рабочей головки 3 относител но оси завинчивания, что приводит к повороту элемента 8 резьбового соединения. Тангенциальное движение пл стин 10 и 12 должно совершаться в противофазе, а радиальное движение пластин 9, П - в фазе. При таком выполнении устройства керамических пластин может быть от трех и более. . В устройстве (фиг. 4) на керамические кольца 15 и 16 подают переменное напряжение одинаковой частот со сдвигом фаз, равным четверти периода. При этом рабочая головка 3 совершает тангенциально-радиальные колебания, причем повороту в одну сторону соответствует сжатие пластин, а повороту в другую - их растяжение. За счет того, что трение между рабочей головкой 3 и элементом 8 резьбового соединения при сжа тии увеличивается, происходит направленное вращение элемента 8. Очевидно, что при таком выполнении уст ройства рабочая головка 3 может отсутствовать, ее функцию будет выполнять внутреннее кольцо J6. Во всех вариантах выполнения уст ройства рабочая головка 3 имеет внут реннюю рабочую поверхность, а элемент 8 резьбового соединения - наруж- 40 вия

ную. Однако варианты выполнения устройства могут быть изготовлены с обг ратньи соотношением рабочих поверхдает возможность завинчивать или отвинчивать детали с малой торцовой поверхностью. ностей, а именно рабочая головка может выполняться в виде цилиндра, вставляемого внутрь осевого цилиндрического отверстия, выполненного в элементе 8, например, внутрь трубы. Во всех вариантах вьшолнения устройства рабочая головка изображена с цилиндрическими поверхностями, однако ее рабочая поверхность может иметь любую форму поверхности вращения и для создания максимального момента поверхность рабочей головки должна соответствовать форме элемента 8 резьбового соединения. Привод может быть выполнен не только на пьезоэлементах, но и на электромагнитах, пневматических элементах и т.д. При нецилиндрической форме поверхности рабочей головки 3 возникает осевая составляющая; реактивной силы. Для ее компенсации при закручивании ферромагнитных деталей рабочая головка выполняется из намагниченного ферромагнетика, т.е. представляет собой постоянный магнит, а реактивная сила компенсируется за счет притяжения рабочей головки к элементу резьбового соединения . Изобретение позволяет уменьшить осевую реактивную силу и воздействие вибрации на оператора за счет того, что в устройстве отсутствуют осевые колебания. Перпендикулярная направленность колебаний к оси завинчивания или отвинчивания резьбовых соединений позволяет производить их монтаж или демонтаж путем воздейстна их боковую поверхность, что,