Вибрационный трубный ключ Советский патент 1991 года по МПК B25B13/50 

ратору 3 накидной скобой 16S выполненной из материала с низким коэффициентом трения. Генератор 17 питания вибратора 3 содержит блок 18 синхронизации, задающий генератор 19 и усилитель 20 мощности. Модулятор 21 подключен между задающим ге16431464

нератором 19 и усилителем 20 мощности. Регулятор 22 тока входом подйо- единен к кольцу 6, являющемуся элементом обратной связи, а выходом - к задающему генератору 19. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается сборочного инструмента. Целью изобретения является повышение надежности ключа. Для этого между элементом обратной связи и задающим гененатором подсоединяют регулятор тока, позволяющий получать в вибраторе одинаковые механические напряжения при любых режимах работы ключа. В результате на всех режимах ключ развивает максимально возможный крутящий момент. Ключ содержит вибратор 3, выполненный из набора пьезо- керамических колец 4-6 и токопрово- дящих шайб между ними. Вибратор 3 крепится в диэлектрическом кожухе 11 , установленным в рукоятке 1 с возможностью осевого перемещения. Вибратор 3 поджат к поверхности трубы 13 пр ужиной 12, а труба 13 - к виб- с УЭ (Л о Јь 00 S О5 1Ч

Изобретение относится к сборочному инструменту, предназначено для слесарно-монтажных работ в условиях ограниченного пространства,и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1484671.

Целью изобретения является повышение надежности.

Цель достигается тем, что между элементом обратной связи и задающим генератором подсоединяют регулятор тока, позволяющий получать в вибраторе одинаковые механические напряжения при любых режимах работы ключа в результате чего на всех режимах клю будет развивать максимально возможный для данной конструкции крутящий момент.

На фиг. 1 изображен ключ вместе с блок-схемой генератора питания вибратора, поперечный разрез- на фиг. 2 - диаграмма напряжения на входе усилителя мощности.

Вибрационный трубный ключ состоит из рукоятки 1 с пустотелым упором 2, в полости которого установлен вибратор 3, состоящий из набора пьезокера мических колец 4-6 с токоподводящими шайбами между ними. Кольцо 6 служит элементом обратной связи. Набор пьезокерамических колец 4-6 закрепле |На концентраторе 7 гайкой 8 с шайбой

и диэлектрической прокладкой 10 Вибратор 3 крепится в диэлектрическом кожухе 11, установленном в руко ятке 1 с возможностью продольного перемещения. Пружина 12 поджимает вибратор 3 к поверхности трубы 13, а упор 14 препятствует выходу вибратора 3 из рукоятки 1 в момент отсут- касания с трубой 13. Концентратор 7 снабжен износостойким наконечником 15, который с целью снижения проскальзывания выполнен из материала с высоким коэффициентом трения,. К вибратору 3 труба 13 поджата накид5

0

5

0

5

0

5

0

5

ной скобой 16, выполненной из мата- риала с низким коэффициентом трения либо с роликами.

Генератор 17 питания вибратора 3 содержит блок 18 синхронизации, задающий генератор 19 и усилитель 20 мощности. Ключ снабжен связанными с генератором 17 питания вибратора 3 модулятором 21 п регулятором 22 тока, модулятор 21 подключен между задающим генератором 19 и усилителем 20 мощности. Регулятор 12 тока входом подсоединен к элементу 6 обратной связи9 а выходом - к задающему генератору 19.

Вибрационный трубный ключ работает следующим образом.

Скобу 16 надевают на трубу 13 и поворотом рукоятки 1 к поверхности трубы 13 поджинают наконечник 15 концентратора 7. При подаче на пьезоке- рамические кольца 4 к 5 переменного напряжения вибратор 3 начинает колебаться (сжиматься и растягиваться) вдоль своей оси. Возбуждаемые с частотой 20-100 кГц колебания передаются наконечнику 15, который при этом совершает косые удары по поверхности трубы j, передавая при ка;чдом небольшой импульс. Большая частота ударов вибратора 3 является достаточной для вращения трубы 13.

Для эффективной работы ключа необходимо, чтобы частота питающего напряжения была равна собственной частоте механического резонанса вибратора 3, когда длина его. кратна половине длины волны распространяющихся в нем акустических колебаний.

Длина участка ступенчатого концентратора 7 с меньшим сечением должна быть равна четверти длины волны, а крепление вибратора 3 необходимо осуществлять также на расстоянии, четверти длины волны от конца, т.е,

51

в области, где находится узел колебательной скорости, Это предотвращает потери акустической энергии через элементы крепления. Форма концентратора 7 может быть любой. Кроме того, когда длина вибратора 3 равна длине волны (фиг.1), во время сжатия одной его половины другая растягивается. Поэтому пьезокерамические колъца А имеют относительно прикладываемого напряжения противоположное направление поляризации (указано стрелками) по сравнению с кольцами 5. При этом, когда одни из них растягиваются, другие сжимаются и наоборот.

При колебаниях вибратора 3 на электродах элемента 6 обратной связи генерируется электрическое напряжение, пропорциональное механическим напряжениям в вибраторе 3. Оно подается на вход генератора 17, автоматически поддерживая его частоту, равную частоте резонанса вибратора 3 Задающий генератор 19 формирует пря- моугольные напряжения (фиг.2) с периодом $„, совпадающим с периодом резонансных колебаний вибратора 3. Оно поступает на вход усилителя 20 мощности, на выходе которого может быть установлен LC-фильтр, выделяющий из прямоугольного напряжения. первую гармонику (синусоида), которая и подается на вибратор 3. Выходные каскады усилителя 20 мощности работают в ключевом режиме и почти не потребляют энергии, что в целом повышает КПД трубного ключа.

Модулятор 21 формирует из непрерывных колебаний, поступающих с задающего генератора 19, ряд радиоимo

5

1

46

пульсов длительностью Т (фигГ2) и периодом Т2 следования. Последний может составить порядка 10 с, а длительность Tj - порядка . Тогда мощность в импульсе будет на порядок превышать среднюю.

Регулятор 22 (фиг.1) тока управляет задающим генератором 19, изменяя параметры формируемого им напряжения - длительность Of (Фиг.2) одного из полупериодов ( Ј- при этом остается неизменным). Тогда при постоянной амплитуде колебаний изменяется амплитуда их первой гармоники, выделяемой на выходе усилителя 20 LC-фильт- ом и подаваемой на вибратор 3. Причем регулятор 22 тока включен так, что при увеличении сигнала с элемента б обратной связи уменьшается амплитуда первой гармоники на выходе усилителя 20 мощности, автоматически поддерживая сигнал с элемента 6, а значили механические напряжения в вибраторе 3 на одном уровне. Таким образом, при любых режимах работы ключа он создает максимально возможный для данной конструкции крутящий момент.

Формула изобретения

Вибрационный трубный ключ по авт.св. № , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен связанным с генератором питания и расположенным между ним и усилителем модулятором и регулятором тока, входом подсоединенным к элементу обратной связи, а выходом - к задающему генератору.

Шг

Фиг. 2