Устройство для завинчивания резьбовых деталей Советский патент 1991 года по МПК B25B21/00 

Изобретение относится к машиностроению, предназначено для завинчивания резьбовых деталей с определением усилия затяжки резьбовой пары и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется определение точного и стабильного усилия затяжки при сборке резьбовых соединений.

Целью изобретения является повышение точности и качества сборки путем повы- шения стабильности показаний по определению величины крутящего момента и угла.

На фиг.1 представлено устройство для завинчивания резьбовых деталей, общий вид; на фиг.2 - вариант исполнения сменной головки; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.5 - вид В на фиг.4; на фиг.6 - схема электронной системы управления.

Устройство для завинчивания резьбовых деталей содержит основание 1, плиту 2,

между которыми установлены стяжки 3 К основанию 1 крепится контактный датчик 4 конечного положения с роликом 5. На плите 2 размещены контактный датчик 6 начала отсчета с роликом 7 и резьбозавертываю- щий инструмент в корпусе 8 которого установлены пневмодвигатель 9 редуктор 10 с фазочувствительным преобразователем 11 и шпиндель 12 с рабочей головкой 13 На корпусе 8 закреплены два бесконтактных датчика 14, 15 угла поворота и измерения величины крутящего момента соответственно и соленоидный клапан 16. На шпинделе 12 установлен механизм 17 поворота, который выполнен совместно с тормозным элементом, регулирующим начальное страгивание. выполненным в виде инерционной массы 18иупорной втулки 19 связанной через ролик 7 с контактным датчиком 6. При этом механизм 17 поворота установлен на шпинделе 12с возможностью перемещения относительно пальца 20 закрепленного

сл

С

о ( о ю

4V Ч

в нем. Между механизмом 17 поворота и шпинделем 12 установлена пружина 21. При этом шпиндель 12 одним концом связан с фазочувствительным преобразователем 11, а другим - с рабочей головкой 13.

Контактный датчик б подключен к ячейкам И 22, 23 и триггеру 24. Последний в исходное положение устанавливается триггером 25 Шмидта через RC-цепочку 26. Контактный датчик 4 подключен к ячейкам И 27,28. Датчики 14 и 15 угла поворота и измерения величины крутящего момента формируют импульсы, которые поступают в блок 29 выделения фазового импульса, выполненный в виде двух триггеров и двух ячеек.

Логический блок содержит опорный генератор 31, делитель 32 частоты, формирователь 33 импульса сброса, ячейки ИЛИ 34-36, ячейки И 37-39. Элементы 37-39 управляют исполнительным элементом, выполненным в виде реле 40, состоящего из ячеек И, транзисторных ключей и исполнительных реле. Устройство пуска состоит из триггеров 41, 42, блоков 43-45 предустановки соответствующих параметров крутящего момента, угла поворота и окончательной затяжки, которые в свою очередь состоят из дешифраторов 46-48. счетчиков 49-51, блоков 52-54 индикации текущих значений измеряемых величин крутящего момента затяжки, угла поворота и окончательной затяжки соответственно. Блок 55 индикации предельного значения для крутящего момента и угла поворота состоит из триггеров 56, 57, которые служат также для аварийной остановки и контроля за состоянием резьбового соединения ячеек И 58-60, делителя 61 частоты импульса крутящего момента, делителя 62 частоты импульса угла поворота.

Устройство автоматизации состоит из триггеров 63-65, ячеек ИЛИ 66, 67 и ячейки И 68. Контактный датчик 6 начала ртсчета и датчик 14 угла поворота связаны с ячейкой И 69 и делителем 62 частоты импульса угла поворота. Кроме того, ячейка И 69 имеет связь с триггерами блока 29 и триггером 42, а контактный датчик 6 - с ячейкой И 30, триггером 42. Контактный датчик 4 связан с кнопкой Стоп триггера 42.

Устройство для завинчивания резьбовых деталей работает следующим образом.

При включении соленоидного клапана 16 осуществляется подача воздуха в пнев- модвигатель 9. Воздух, попадая в пневмод- вигатель 9. приводит в движение его вал, который через редуктор 10 передает вращение фазочувствительному преобразователю 11, а от него - шпинделю 12 и рабочей головке 13. В процессе работы резьбозаверты- вающего инструмента происходит

заворачивание резьбовой детали при помощи рабочей головки 13, обеспечивая обжатие стыка. Механизм 17 поворота при помощи упорной втулки 19 через ролик 7 воздействует на контактный датчик 6 нача0 ла отсчета, который через ячейки И 22, 23 и триггер 24 подает команду на обнуление и начало работы электронной системы управления. Одновременно с этим происходит нагружение фазочувствительного

5 преобразователя 11. Бесконтактные датчики 14, 15 угла поворота и величины крутящего момента основаны на принципе срыва колебаний блокинг-генератора. Импульсная последовательность от бло0 кинг-генерэтора формируется в виде последовательности прямоугольных импульсов, заданных по длительности и амплитуде триггером 25 Шмитта и одновибра- тором.

5После формирования импульсов по амплитуде они поступают в блок 29 выделения фазового импульса, выполненный в виде дву-х триггеров и двух ячеек. Сформированный фазовый импульс поступает на

0 один из входов ячейки И 30. На другие входы ячейки И 30 поступают импульсы заполнения и команда Пуск от триггера 42. Пачка импульсов, пропорциональная величине крутящего момента, с выхода

5 ячейки И 30 поступает через делитель 61 на вход четырехразрядного счетчика 49. Состояние счетчика 49 индицируется на табло блока 52 индикации . Одновременно сигналы со счетчика 49 поступают на де0 кадный дешифратор 46 и ячейку ИЛИ 34 Один из выводов ячейки ИЛИ 34 связан с формирователем 33 импульса сброса, а другой - со счетчиком 50 угла затяжки и триггером 65, Сигнал с дешифратора 46 с

5 предварительной установкой разряда величины момента по одному из каналов поступает через триггер 57, ячейку И 59 в блок 55 индикации предельного значения крутящего момента затяжки, а по другому каQ налу сигнал с дешифратора 46 поступает в ячейку ИЛИ 66/При достижении заданного крутящего момента срабатывает триг- гер 63, его сигнал поступает на один из входов ячейки И 68. Аналогично работает

е канал угла поворота, отличие состоит в том, что импульсы с формирователя бесконтактного датчика 14 поступают на один из входов ячейки И 60, на другие два входа поступают сигналы от триггера 42 и команда от контактного датчика 6. Импульсы с

выхода ячейки И 69 поступают на вход делителя 62 частоты, а от него - на четырехразрядный счетчик 50. Состояние счетчика

50индицируется на табло блока 53 индикации. Одновременно сигналы со счетчика 50 поступают на дешифратор 47. Сигнал с дешифратора 47 с предварительной установкой разряда угла поворота по одному из каналов поступает через триггер 56 в ячейку И 58, а затем - в блок 55 индикации. По другому каналу сигнал с дешифратора 47 поступает через ячейку ИЛИ 67 на вход триггера 64 при достижении заданного угла поворота. -Одновременное срабатывание триггеров 63, 64 (при достижении заданных параметров крутящего момента и угла поворота) осуществляет передачу сигналов на вход ячейки И 68. Окончательная затяжка резьбовых деталей осуществляется при помощи инерционно й массы 18 и упорной втулки 19, которые перемещаются относительно пальца 20, установленного жестко в шпинделе 12. и сжимают пружину 21. Размыкая контактный датчик 6 начала отсчета при помощи ролика 7, образуется сигнал, который через ячейки И 22, 23, триггер 24 поступает в ячейки И 30.69. Установка триггера 24 в исходное положение происходит при помощи триггера 25 Шмитта через RC- цепочку 26.

Тактовые сигналы окончательной затяжки резьбовой детали поступают с делителя 32 частоты в ячейку И 68, который с одной стороны подключен к опорному генератору 31, а с другой - к ячейке И 30 и формирователю 33 импульса сброса. Формирование количества импульсов окончательной затяжки происходит следующим образом. Импульсы с выхода ячейки И 68 через ячейку И 38 поступают на вход двух- разрядного счетчика 51. Состояние счетчика

51индицируется на табло блока 54 индикации. Одновременно сигналы со счетчика 51 поступают на дешифратор 48, который связан с блоком 45 предварительной установки. При достижении заданного числа тактов, равных окончательной затяжке, сигнал с дешифратора 48 через ячейку 36 ИЛИ, триггер 65, ячейку И 37 поступает на вход ячейки ИЛИ 35, а от нее через ячейку И 60 - в блок 55 индикации предельного значения, указывая окончательную величину момента затяжки и угла поворота. При этом механизм 17 перемещения при помощи упорной втулки 19, сжимая пружину 21, через ролик 5 воздействует на контактный датчик 4 конечного положения, который через ячейки И 27. 28 и триггер 42 производит отключение системы. Одновременно при достижении заданного числа тактов сигнал с дешифратора

48 через ячейку ИЛИ 36 устанавливает триггер 65 в нулевое положение, поступление импульсов на вход ячейки ИЛИ 35 прекращается. Так как импульсы с ячейки И 68

поступают в ячейку И 37, состояние триггера 65 определяет поступление тактовых импульсов окончательной затяжки на исполнительный элемент 40, выполненный в виде реле, через ячейку ИЛИ 35 и ячейку И

39, При поступлении последнего тактового импульса окончательной затяжки триггер 57 срабатывает и переводит в исходное состояние триггеры 63, 64, поступление импульсов с выхода ячейки И 68 прекращается.

Прекращение поступления импульсов с выхода ячейки И 68, прекращение работы исполнительного элемента 40, следящего за автоматическим управлением процесса затяжки, и включение триггера 42 производит отключение всей системы и перевод устройства для завинчивания резьбовых деталей в исходное положение. После завершения процесса сборки резьбовых деталей инерционная масса 18 с упорной втулкой 19 под действием пружины 21 возвращается в ис- ходное положение. Упорная втулка 19. перемещаясь по шпинделю 12. воздействует через ролик 7 на контактный датчик 6. котоРЫЙ приводит электронную систему управления к началу работы.

Формула и бретения

1.Устройство для завинчивания резьбо- вых деталей, содержащее основание, соединенную с ним при помощи стяжек плиту, установленный на основании резьбозавер- тывающий инструмент, представляющий собой корпус, размещенные в нем и кинематически связанные между собой пневмодви- гатель, редуктор с фазочувствительным преобразователем и шпиндель с рабочей головкой, закрепленные на корпусе соленоидный клапан и датчики величины крутящего момента и угла поворота, электрически связанные с электронной системой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и качества сборки путем повышения стабильности показаний по

определению величины крутящего момента и угла затяжки, оно снабжено размещенным на шпинделе механизмом поворота, выполненным в виде инерционной массы и подпружиненной к ней упорной втулки для

взаимодействия с датчиками начала отсчета и конечного положения.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что датчик начала отсчета размещен на плите, а датчик конечного положения установлен на основании.

3. Устройство no п.1, о т л и ч а ю щ е е- с и тем, что датчики начала отсчета и конечного положения установлены на корпусе резьбозавертывающего инструмента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется определение точного и стабильного усилия затяжки при сборке резьбовых соединений. Цель изобретения - повышение точности и качества сборки. В процессе работы механизм поворота при помощи упорной втулки через ролик воздействует на датчик начала отсчета, который подает команду на обнуление и на начало работы электронной системы управления. После завершения процесса сборки инерционная масса с упорной втулкой под действием пружины возвращается в исходное положение. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

/5

Фиг./

А

А-А

IS

17

12

Фиг.5