Электромеханический гайковерт Советский патент 1992 года по МПК B25B21/00 

. F-H -i-THh t-M-хнМцьЧн-у-Чу- rv j/

J4. F-H -i-THh -хнМцьЧн-у-Чу rv j/

//

QJwf

2

GO 00 W 00

Изобретение относится к механизированному инструменту. Цель изобретения - повышение производительности. Рабочая головка 14 устанавливается на затягиваемое резьбовое соединение, нажатием на кнопку подают напряжение на магнитный пускатель, контакты последнего замыкают цепи питания двигателя 2, реле времени и тормозной электромагнитной муфты 22, а колодочный тормоз 21 отключают от сети. При включении двигателя 2 вращение выходного вала 3 через маховик 4, центральное зубчатое колесо 5, сателлиты 11 и водило 9 передается на шпиндель 13 с рабочей головкой 14. Происходит ускоренная затяжка резьбового соединения. В этот момент центральные колеса 7 и 8 с внутренними зубьями не вращаются, поскольку сопротивление в резьбе незначительно и пружина динамометра, взаимодействующая со стержнем 18 зубчатой рейки 20, удерживает от поворота центральные зубчатые

А-А лоНецнцто

колеса 7 и 8 с внутренними зубьями, которые кинематически связаны между собой. При возрастании сопротивления в резьбе стержень 18 перемещается в осевом направлении, его кулачок взаимодействует с электроконтактным выключателем, последний разрывает цепь питания тормозной магнитной муфты 22 и включает реле времени. Двигатель 2 и маховик 4 начинают разгоняться. По достижении заданной угловой

Изобретение относится к механизированному инструменту для сборки резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен гайковерт, содержащий двигатель с выходным валом, соединенный с последним через муфту двухступенчатый планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренними зубьями и водила с сателлитами, шпиндель с рабочей головкой, соединенный с водилом второй ступени, динамометр, предназначенный для взаимодействия с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями второй ступени, электроконтактный выключатель, связанный с динамометром, и колодочный тормоз, электрически связанный с электроконтактным выключателем и предназначенный для взаимодействия с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями первой ступени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромеханический гайковерт, содержащий корпус, установленный в нем двигатель с выходным валом, размещенный в корпусе и соединенный с выходным валом через маховик двухступенчатый планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренними зубьями и водила с размещенными в них сателлитами, шпиндель с рабочей головкой на конце, кинематически связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями первой ступени колодчатый тормоз, тормозную электромагнитную муфту и связанную с ними систему измерения момента затяжки, включающую магнитные пускатели, реле времени, электрический связанный с последними электроконтактный выключатель и динамометр, выполненный в виде цилиндра и размещенного в нем стержня, подпру- жиненного в осевом направлении и имеющего на конце кулачок, предназначен

скорости последних срабатывает реле времени и замыкает цепь питания тормозной электромагнитной муфты 22, при этом стержень 18с кулачком вновь перемещается в осевом направлении, кулачок включает следующее реле времени и колодочный тормоз 21. При этом осуществляется затяжка резьбового соединения, а после срабатывания последнего реле времени отключает двигатель 2. 3 ил.

ный для взаимодействия с электроконтактным выключателем.

Недостаток известного электромеханического гайковерта заключается в том,

что он имеет низкую производительность, обусловленную не высокой точностью измерения момента затяжки резьбового соединения.

Цель изобретения - повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в электромеханическом гайковерте, содержащем корпус, установленный в нем двигатель с выходным валом, размещенный в

корпусе и соединенный с выходным валом через маховик двухступенчатый планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренними зубьями и водила с размещенными в них

сателлитами, шпиндель с рабочей головкой на конце, кинематически связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями первой ступени, колодочный тормоз, тормозную электромагнитную муфту и

связанную с ними систему измерения момент затяжки, включающую магнитные пускатели, реле времени, электрически связанный с последними электроконтактный выключатель и динамометр, выполненный в виде цилиндра и размещенного в нем стержня, подпружиненного в осевом направлении и имеющего на конце кулачок, предназначенный для взаимодействия с электромагнитным выключателем, вторая

ступень планетарного редуктора установлена параллельно первой его ступени, на наружной поверхности центральных зубчатых колес с внутренними зубьями первой и второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора нарезаны зубья, центральное зубчатое колесо с наружными зубьями второй ступени кинематически соединено с наружными зубьями центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями первой ступени, шпиндель соединен с водияом первой

ступени, тормозная электромагнитная муфта кинематически связана с водило второй ступени планетарного редуктора, а на стержне динамометра выполнена зубчатая рейка, предназначенная для взаимодействия с наружными зубьями центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями второй ступени.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема гайковерта; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная схема системы измерения момента затяжки.

Электромеханический гайковерт содержит корпус 1, установленный на нем двигатель 2 с выходным валом 3, размещенный в корпусе и соединенный с выходным валом 3 через маховик 4 двухступенчатый планетарный редуктор с параллельным расположением ступеней, включающий центральные зубчатые колеса 5, 6 с наруж- ными зубьями, центральные зубчатые колеса 7. 8 с внутренними зубьями, водила 9, 10 с размещенными в них сателлитами 11, 12, шпиндель 13 с рабочей головкой 14 на конце, соединенный с водилом 9 первой ступе- ни.

На наружной цилиндрической поверхности центральных зубчатых колес 7, 8 с внутренними зубьями первой и второй ступени редуктора нарезаны зубья 15 и 16 со- ответственно, а центральное зубчатое колесо 6 с наружными зубьями второй ступени кинематически соединено с наружными зубьями 15 центрального зубчатого колеса 7 с внутренними зубьями первой сту- пени. С центральным зубчатым колесом 8 с внутренними зубьями кинематически связан динамометр, выполненный в виде цилиндра 17 и размещенного в нем стержня 18, подпружиненного пружиной 19 в осевом направлении. На стержне 18 динамометра выполнена зубчатая рейка 20, предназначенная для взаимодействия с наружными зубьями 16 центрального зубчатого колеса 8 с внутренними зубьями второй ступени.

На центральном зубчатом колесе 7 с внутренними зубьями первой ступени установлен кинематически связанный с ним колодочный тормоз 21, а на водиле 10 второй ступени установлена кинематически свя- занная с ним тормозная электромагнитная муфта 22, которые связаны с системой измерения момента затяжки, включающей магнитные пускатели 23, 24, 25, реле 26, 27, 28 времени, электрически связанный с послед- ними электроконтактный выключатель 29. На конце стержня 18 выполнен кулачок 30, предназначенный для взаимодействия с электроконтактным выключателем 29. Кинематическая связь наружных зубьев 15 цент-

рального зубчатого колеса с внутренними зубьями первой ступени с центральным зубчатым колесом 6 с наружными зубьями выполнена в виде закрепленного на оси последнего зубчатого колеса 31. Магнитный пускатель 23 имеет нормально разомкнутые контакты 32-35, размещенные в цепях питания - первые два контакта 32 и 33 - в цепях питания двигателя 2 и магнитного пускателя 24 соответственно контакты 34 и 35 - в цепях питания реле 26 и 27 времени и электромагнитной муфты 22, и нормально замкнутые контакты 36 и 37, размещенные в цепях питания реле 28 времени и колодочного тормоза 21 соответственно. Магнитный пускатель 24 имеет нормально открытый 38 и закрытый 39 контакты, размещенные в цепях питания, при этом контакты 38 размещены в цепях питания реле 26 и 27 времени и самого магнитного пускателя 24, а контакт 39 - в цепи питания электромагнитной муфты 22 последовательно с контактом 35 магнитного пускателя 23.

Магнитный пускатель 25 имеет нормально открытые контакты 40,41 и 42, также размещенные в цепях питания самого пускателя 25, реле 28 времени и колодочного тормоза 21 соответственно. Реле 26 времени имеет нормально открытый контакт 43, размещенный в цепи питания электромагнитной муфты 22, параллельно контактам 35 и 36 магнитных пускателей 23 и 24 соответственно. Реле 27 и 28 времени имеют нормально замкнутые контакты 44 и 45, размещенные в цепях питания магнитных пускателей 23 и 25 соответственно.

Конечный выключатель выполнен двух- позиционным и имеет контакты 46 и 47, каждый из которых размещен в цепях питания, при этом контакт 46 - в цепи питания реле 26 и 27 времени и магнитного пускателя 24, а контакт 47 - в цепи питания магнитного пускателя 25. Для включения электромеханического гайковерта в последнем установлена кнопка 48.

Вместо колодочного тормоза 21 может быть использована электромагнитная фрикционная муфта.

Гайковеьт работает следующим образом.

Рабочая головка 14 устанавливается на резьбовое соединение (не показано), после чего нажимают кнопку 48, включая магнитный пускатель 23. При этом его нормально открытые контакты 32, 33 и 35 замыкают цепи питания двигателя 2 и электромагнитной муфты 22 соответственно, контакт 33 блокирует кнопку 48, а нормально разомкнутые контакты 36 и 37 разрывают цепи

питания реле 28 времени и колодочного тормоза 21.

Происходит запуск двигателя 2, тормоз 21 в этом случае выключен, а тормозная электромагнитная муфта 22 включена.

Центральное колесо 7 первой ступени удерживается от проворота кинематически связанной с ним рейкой 20 стержня 16 динамометра, предварительное поджатие пружины 19 которого соответствует 5% номинального момента затяжки,

Происходит навинчивание крепежа С высокой угловой скоростью шпинделя 13. При достижении момента затяжки, соответствующего 5% номинального значения, центральное зубчатое колесо 7 с внутренними зубьями под действием реактивного момента, поворачиваясь, увлекает за собой кинематически связанное с ним центральное зубчатое колесо 8 с внутренними зубьями, при этом его наружные зубья 16, взаимодействуя с рейкой 20 динамометра, перемещают в осевом направлении стержень 18, сжимая пружину 19.

Планетарный редуктор становится дифференциальным.

Во время работы планетарного редуктора гайковерта в дифференциальном режиме происходит плавное нарастание крутящего момента на шпинделе и при достижении затяжки, соответствующей 20% номинального момента, кулачок 30 стержня 18 воздействует на электроконтактный выключатель 29, контакт 46 которого замыкает цепь питания магнитного пускателя 24, нормально закрытый контакт 39 которого размыкает цепь питания электромагнитной муфты 22, Одновременно с включением магнитного пускателя 24 включается реле 26 времени с выдержкой 0,5-1,5 с и реле 27 времени с выдержкой 2,5-3,0 с. Так как отключение электромагнитной муфты 20 происходит при значительно пониженной угловой скорости-шпинделя, то погрешности достижения первоначального момента затяжки сведены к минимуму, при этом нормально открытый контакт 38 блокирует цепь питания магнитного пускателя 24.

После отключения муфты 22 вторая ступень планетарного редуктора преобразует две степени свободы. Под действием пружины 19 стержень 18 динамометра занимает исходное положение, а кулачок 30 сходит с электроконтактного выключателя 29, однако цепь питания реле 26 и 27 времени заблокирована в этом случае нормально открытым контактом 38 пускателя 24,

Поскольку двигатель 2 отключен от нагрузки, он набирает обороты холостого хода, соответствующие максимальному

значению. В этом случае ротор двигателя 2 и маховик 4 выполняют функцию расчетной инерционной массы, которая при максимальных оборотах двигателя обладает постоянкой величиной энергии.

Затем срабатывает реле 27 времени и его нормально открытый контакт 43 замыкает цепь питания электромагнитной муфты 22. При этом под действием вращающего

момента двигателя 2 стержень 18 динамометра вновь перемещается в осевом направлении в результате взаимодействия рейки 20 с наружными зубьями 16 центрального зубчатого колеса 8 с внутренжчми зубьями. Происходит плавное нарастание нагрузки в кинематической цепи гайковерта. После выравнивания моментов на шпинделе 13 и центральном зубчатом колесе 7 с внутренними зубьями первой ступени кулачок 30 стержня 18 во второй раз за цикл воздействует на электроконтактный выключатель 29. При этом контакт 47 последнего включает магнитный пускатель 25, а его нормально открытые контакты 41, 42

замыкают цепи питания реле 28 времени и колодочного тормоза 21, Одновременно с этим нормально закрытый контакт 44 реле 27 времени разрывает цепь питания двигателя 2. Реле 28 времени включается для отключения блок-схемы после завершения цикла.

Включенный колодочный тормоз 21 затормаживает центральное зубчатое колесо 7 с внутренними зубьями и дальнейшая затяжка с высокой угловой скоростью шпинделя обеспечивается энергией инерционной массы до полной остановки последней при обеспечении окончательного момента затяжки.

После окончания цикла нормально зам- кнуть й контакт 45 реле 28 времени размыкает цепь питания магнитного пускателя 25 и при сходе кулачка 30 с электроконтактного выключателя 29 динамометр и все элементы

электросхемы занимают исходное положение.

При выравнивании моментов на шпинделе 13 и центральном зубчатом колесе 7 с внутренними зубьями происходит незначительное падение угловой скорости двигателя, которое определяется жест костью (., пружины динамометра, имеющей постоянное значение. Поэтому величина падения угловой скорости двигателя есть величина

5 постоянная, а ее значение можно учесть при определении энергии инерционной массы.

Формула изобретения Электромеханический гайковерт, содержащий корпус, установленный в нем

двигатель с входным валом, размещенный в корпусе и соединенный с выходным валом через маховик двухступенчатый планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренни- ми зубьями и водила с размещенными в них сателлитами, шпиндель с рабочей головкой на конце, кинематически связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями первой ступени, колодочный тор- моз, тормозную электромагнитную муфту и связанную с ними систему измерения момента затяжки, включающую магнитные пускатели, реле времени, электрически связанные с последними электроконтакт- ный выключатель и динамометр, выполненный в виде цилиндра и размещенного в нем стержня, подпружиненного в осевом направлении и имеющего на конце кулачок, предназначенный для взаимодействия с электроконтактным выключателем, отлиJ0- &- 0-

, г-иwi шОЙцЗ ШО Щ) РГЬГ

чающийся тем, что, с целью повышения производительности, вторая ступень планетарного редуктора установлена параллельно первой его ступени, на наружной поверхности центральных зубчатых колес с внутренними зубьями первой и второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора нарезаны зубья, центральное зубчатое колесо с наружными зубьями второй ступени кинематически связано с наружными зубьями центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями первой ступени, шпиндель соединен с водилом ступени, тормозная электромагнитная муфта кинематически связана с водилом второй ступени планетарного редуктора, а на стержне динамометра выполнена зубчатая рейка, предназначенная для взаимодействия с наружными зубьями центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями второй ступени.

г-Ј-| 35