Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом Советский патент 1990 года по МПК B25B21/00 G01L5/24 

чают приводной двигатель 3 гайковерта и схему 2 управления. После соприкосновения гайки резьбового соединения с опорной поверхностью датчик 7 крутя- - щего момента вырабатывает сигнал, по-1- ступающий на один вход аналогового компаратора 15, которьй срабатывает, и импульсы с генератора 14 через элемент 12 И начинают поступать на счет- Ю ный вход счетчика 18, состояние выходов которого с помощью цифроаналого- вого преобразователя 17 преобразуется в сигнал, поступающий на другой вход аналогового компаратора 15, который 15 в момент равенства сигналов на его входах закрывает поступление импульсов с генератора 14 через элемент 12 И на счетньй вход счетчика 18 импульсов, состояние разрядных выходов 20 которого отражает текущую величину крутящего момента на,присоединительной головке 8 гайковерта, при этом с моментом величины, равной половине заданного (нормированного) момента Мн 25 затяжки, срабатывает цифровой компаратор 16, что приводит к отключению с помощью ключа 11 обмотки 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта от источника питания. При этом редуктор 30 6 гайковерта отключается от привод- р ного двигателя 3 и, вращаясь по инерции, производит дополнительную дотяж- ку резьбового соединения до некоторой величины М Пф (0,5 Мн), которая отобразится на разрядных выходах счетчика 18 импульсов и поступит как входная величина в преобразователь 23 код - код, закон преобразования которого устанавливают предварительно исходя из результатов экспериментальной отработки для группы резьбовых соединений данного типа. При этом на выходе преобразователя 23 код-код появится код числа MOTt(, который по заднему фронту импульса одновибратора 21 перепишется в элемент 9 памяти и поступит на одну группу разрядных входов цифрового компаратора 16, одновременно вновь сработает ключ 11 и замкнет цепь питания обмотки 5 электромагнитной муфты гайковерта 1. Процесс затяжки возобновится. В момент достижения равенства крутящего момента на рабочей головке 8 гайковерта величине Мотц,вновь сработает цифровой компаратор 16 и с помощью ключа 11 обесточит обмотку 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта. При этом до- тяжка резьбового соединения до чины Мн осуществится за счет кинетической энергии вращающихся масс гайковерта 1 . 2 ил.

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки резьбовых соединений и может быть использовано для механизированной затяжки резьбовых соединений заданным крутящим моментом. Цель изобретения - повышение точности обеспечения момента затяжки. Присоединительную головку 8 гайковерта 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение, включают приводной двигатель 3 гайковерта и схему 2 управления. После соприкосновения гайки резьбового соединения с опорной поверхностью датчик 7 крутящего момента вырабатывает сигнал, поступающий на один вход аналогового компаратора 15, который срабатывает, и импульсы с генератора 14 через элемент 12 И начинают поступать на счетный вход счетчика 18, состояние выходов которого с помощью цифроаналогово преобразователя 17 преобразуется в сигнал, поступающий на другой вход аналогово компаратора 15, который в момент равенства сигналов на его входах закрывает поступление импульсов с генератора 14 через элемент 12 И на счетный вход счетчика 18 импульсов, состояние разрядных выходов которого отражает текущую величину крутящего момента на присоединительной головке 8 гайковерта, при этом с моментом величины, равной половине заданного (нормированного) момента М_н затяжки, срабатывает цифровой компаратор 16, что приводит к отключению с помощью ключа 11 обмотки 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта от источника питания. При этом редуктор 6 гайковерта отключается от приводного двигателя 3 и, вращаясь по инерции, производит дополнительную дотяжку резьбового соединения до некоторой величины М_пр (0,5 М_н), которая отобразится на разрядных выходах счетчика 18 импульсов и поступит как входная величина в преобразователь 23 код - код, закон преобразования которого устанавливают предварительно исходя из результатов экспериментальной отработки для группы резьбовых соединений данного типа. При этом на выходе преобразователя 23 код - код появится код числа М_отк, который по заднему фронту импульса одновибратора 21 перепишется в элемент 9 памяти и поступит на одну группу разрядных входов цифрового компаратора 16, одновременно вновь сработает ключ 11 и замкнет цепь питания обмотки 5 электромагнитной муфты гайковерта 1. Процесс затяжки возобновится. В момент достижения равенства крутящего момента на рабочей головке 8 гайковерта величине М_отк вновь сработает цифровой компаратор 16 и с помощью ключа 11 обесточит обмотку 5 электромагнитной муфты 4 гайковерта. При этом дотяжка резьбового соединения до величины М_н осуществится за счет кинетической энергии вращающихся масс гайковерта 1. 2 ил.

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки резь- , бовых соединений и может быть исполь- зовано для механизированной затяжки эд резьбовых соединений заданным крутящим моментом.

Цель изобретения - повышение точности обеспечения момента затяжки.

На фиг о.1 приведена функциональная 4§ схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы на выходе некоторых элементов схемы управления.

Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом ,.« содержит гайковерт 1 и схему 2 управления .

Гайковерт 1 выполнен в виде кине- матическ и последовательно соединенных приводного двигателя 3, электромагнитной муфты 4 с обмоткой 5, редуктора 6, датчика 7 момента и присоединительной головки 8. Схема 2 управления включает в себя элемент 9 памяти, выполненный в виде регистра, элемент НЕ 10, ключ 11, два элемента И 12, 13, генератор 14 импульсов, аналоговый компаратор 15, цифровой компаратор 16, цифроаналоговый компаратор 15, цифровой компаратор 16, цифроаналоговый преобразователь 17, счетчик 18 импульсов, формирователь 22 импульсов, и преобразователь 23 код - код.

Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом работает следующим образом.

Предварительно с помощью, предлагаемого устройства на группе однотипных резьбовых соединений производят серию экспериментов с целью установления закона соответствия преобразователя 23 код-код.

Для этого с помощью гайковерта 1 производят затяжку резьбовых соединений и отключают приводной двигатель 3 с помощью муфты 4 при достижении

величины текущего момента затяжки, равный половине величины нормированного для цанного типа резьбового соединения момента Мн затяжки. За счет накоп- . ленной в редукторе 6 и присоединенных к нему вращающихся масс кинематической энергии затяжка резьбового соединения происходит и после отключения приводного двигателя 3, после оста- новки которого определяют фактически достигнутый в резьбовом соединении момент К,,- затяжки. Для группы однотипных резьбовых соединений находят инвают в преобразователь 23 код-код как входные адреса ячеек памяти, в каждую из которых записывают величину Моткопределяемую из выражения

тервал значений МПр, которые запасы- is ляется напряжение логической единицы,

и генератор 14 импульсов оказывается подключенным к счетному входу счетчика 18 импульсов. Счетчик 18 начинает заполняться импульсами, следователь- 20 но, начинает возрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 17. Как только напряжение на .выходе цифроаналогового преобразователя 17 превысит (на величину одной

М

ОТК

-Vl, -Mjp ,

np

т.е. в преобразователе 23 код-код

каждому значению входной величины М.

устанавливают в соответствие значение 25 ступени образцового напряжения) навыходной величины Мотк. При этом ну- пряжение, снимаемое с выхода датчика

левому значению входной величины пре- 7 крутящего момента, аналоговый комобразователя 23 код-код устанавливают паратор 15 возвращается в исходное созначение выходной величины 0,5 М. стояние и отключает генератор 14 от

После этого предлагаемое устройст- 30 счетного входа счетчика 18 импульсов, во готово,к работе. Присоединительную Таким образом, в каждый момент головку 8 гайковерта 1 устанавливают на резьбовое соединение, включают приводной двигатель 3 гайковерта 1 и схему 2 управления, которую предвари- 35 нительной головке 8 гайковерта 1. С тельно устанавливают в исходное состо- выходов счетчика 18 импульсов код со- яние. При этом триггеры 19, 20 и счетчик импульсов устанавливается в нулевое состояние, а в элемент 9 памяти из преобразователя 23 код-код записи- 40 группу разрядных входов цифрового вается код соответствующий 0,5 Мц. компаратора 16, на вторые входы котоНа инверсном выходе триггера 19 появляется напряжение логической единивремени в счетчике 18 записано количество импульсов, соответствующее величине крутящего момента на присоедиответствующей величине крутящего момента на присоединительной головке 8 гайковерта 1 поступает на первую

рого поступает код с разрядных выходов преобразователя 23 код-код, соответствующий 0,5 Mw.

цы, условие совпадения для элемента И 13 начинает выполняться, ключ 11 открывается и подключает обмотку 5 электромагнитной муфты 4 к источнику питания. Муфта 4 включается, начинает передавать вращение двигателя 3 на

присоединительную головку 8 и начина- 50 ливается в единичное состояние. Одновременно напряжение с выхода цифрового компаратора 16 поступает на вход одновибратора 21 и осуществляет его запуск.

55 На выходе одновибратора 21 появляется импульс заданной длительности. При этом условие совпадения для элемента 13 И перестает выполняться, ключ 11 закрывается и отключает обется холостое навинчивание гайки.

Так как счетчик 18 импульсов находится в нулевом состоянии, то на выходе цифроаналогового преофразова- теля 17 напряжение отсутствует, напряжение отсутствует и на выходе датчика 7 крутящего момента, следовательно, на выходе аналогового компаратора 15 напряжение логического нуля. Условие совпадения для элемента И 12 не выполняется и выход генератора 14 им- пульсов отключен от счетного входа счетчика 18 импульсов. После соприкосновения торца гайки с опорной поверхностью собираемого узла начинается процесс затяжки гайки. Момент на присоединительной головке 8 гайковерта 1 начинает возрастать, следовательно начинает возрастать напряжение, . снимаемое с выхода датчика 7 крутя- щего момента, аналоговый компаратор 15 срабатывает, на его выходе появ счетного входа счетчика 18 импульсов, Таким образом, в каждый момент нительной головке 8 гайковерта 1. С выходов счетчика 18 импульсов код со- группу разрядных входов цифрового компаратора 16, на вторые входы котовремени в счетчике 18 записано количество импульсов, соответствующее величине крутящего момента на присоеди счетного входа счетчика 18 импульсов Таким образом, в каждый момент нительной головке 8 гайковерта 1. С выходов счетчика 18 импульсов код со- группу разрядных входов цифрового компаратора 16, на вторые входы котоответствующей величине крутящего момента на присоединительной головке 8 гайковерта 1 поступает на первую

рого поступает код с разрядных выходов преобразователя 23 код-код, соответствующий 0,5 Mw.

При достижении крутящим моментом величины, равной 0,5 Мн цифровой компаратор 16 срабатывает, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которым триггер 20 устанав

мотку 5 электромагнитной муфты 4 от источника питания. Муфта 4 отключается , но вследствие накопленной гайковертом 1 кинетической энергии затяжка продолжается и крутящий момент на присоединительной головке 8 продолжает возрастать. При этом код крутяще- гр момента затяжки фиксируется в счетчике 18 импульсов. С разрядных выходов счетчика 8 импульсов код крутящего момента затяжки поступает на разрядные входы преобразователя 23 код- код. При этом на разрядных выходах преобразователя 23 код-код появляется код, соответствующий моменту отключения МОТ( привода 3 гайковерта 1.

Задним фронтом импульса одновибра- трра 21 производится запись кода мо- отключения Мотк с выходов пре- оЗразователя 23 код-код в элемент 9 памяти.

После окончания времени действия импульса одновибратора 21 условия сЬвпадения для элемента И 13 вновь начинает выполняться, ключ 11 откры- вЬется и производит подключение обмот кя 5 электромагнитной муфты 4 к источ нику питания. Муфта 4 включается и

начинается окончательная затяжка

/

азьбового соединения. При достижении рутящим моментом на при с о едините ль- эй головке 8 гайковерта 1 величины

эментэ отключения М

отк

срабатывает

-1фровой компаратор 16. На его выхо,

появляется напряжение логической щницы, которым триггер 19 устанав- 1вается в единичное состояние.

Условие совпадения для элемента И 13 перестает выполняться, ключ 11 закрывается и отключает обмотку 5 электромагнитной муфты 4 от источника питания. Муфта 4 отключается, а дотяжка до нормированной величины Крутящего момента затяжки Mw осущест вляется за счет накопленной кинетической энергии гайковерта 1.

После окончания затяжки отключают п|риводной двигатель 3 и гайковерт 1 отводят от затянутого резьбового соединения.

Формула изо бретения Устройство для затяжки резьбового соединения заданным крутящим моментом,

to

5

15

0

30

35

40

дг

50

содержащее гайковерт, выполненный в виде кинематически последовательно соединенных приводного двигателя, электромагнитной муфты, редуктора, датчика момента и присоединительной головки, а также схему управления, включающую в себя элемент памяти, элемент НЕ, ключ, два элемента И, два триггера, генератор импульсов, подключенный к первому входу первого элемента И, аналоговый компаратор, цифровой компаратор, цифроаналоговый преобразователь, счетчик импульсов, разрядные выходы которого подключены к первой группе разрядных входов цифрового компаратора и к разрядным входам цифроаналогового преобразователя, подключенного выходом к первому входу аналогового компаратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, подключенного выходом к входу счетчика импульсов, при этом выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, а первый вход первого триггера подключен к выходу второго триггера, первый вход которого подключен к шине логической единицы, кроме того электромагнитная муфта гайковерта подключена к источнику питания через ключ в схеме управления, второй вход аналогового компаратора которой под-, ключей к датчику момента гайковерта, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обеспечения момента затяжки, в Него введены формирователь импульсов, преобразователь код-код, подключенный выходом к входу элемента НЕ, а входом - к вторым входам триггеров и к выходу цифрового компаратора, вторая группа разрядных входов которого подключена к разрядным выходам элемента памяти, который выполнен в виде регистра, выход формирователя импульсов подключен к управляющему входу, элемента памяти, а выход - к выходу элемента НЕ и к второму входу второго элемента И, подключенного выходом к управляющему входу ключа, а разрядные входы преобразователя код-код подключены к разрядным выходам счетчика импульсов, разрядные выходы - к разрядным входам элемента памяти.

Ы

О

и,2 о

%

о

U21

о

20

о

%

о

%

о (1гг

о

Фиг. 2