Ударно-импульсный механизм Советский патент 1992 года по МПК B25B21/02 

Изобретение относится к машиностроению, а точнее к механизированному инструменту ударного действия, и может быть использовано в гайковертах для сборки и разборки резьбовых соединений.

Известен ударно-импульсный вращательный механизм, содержащий корпус, привод, размещенные в корпусе шпиндель- наковальню с рабочими кулачками с одной стороны и головкой под ключ - с другой, кинематически связанный с приводом ударник, центробежный регулятор, профильный элемент, взаимодействующий с ним управляющий палец и стопорный элемент.

Наиболее близким к предлагаемому является ударно-импульсный механизм, содержащий приводной вал со спиральными V-образными канавками на цилиндрической поверхности, охватывающий приводной вал и подпружиненный относительно него ударник с V-образными канавками на внутренней цилиндрической поверхности и

бойками на торцовой, установленные в V- обраэных канавках приводного вала и ударника, шарики и наковальню с бойками для взаимодействия с бойками ударника.

Недостатком известной конструкции ударно-импульсного механизма является нестабильность жесткости удара бойков из- за неопределенности их угловой ориентации - возможен кромочный или нежесткий (пустой) удар.

Целью изобретения является повышение КПД за счет оптимизации угловой ориентации бойков перед ударом.

Поставленная цель достигается тем, что в ударно-импульсном механизме, содержа- щем приводной вал со спиральными V-об- разными канавками на цилиндрической поверхности, охватывающей приводной вал и подпружиненный относительно него ударник с V-образными канавками на внутрен- ней цилиндрической поверхности и бойками на торцевой, установленные в V- образных канавках приводного вала и ударника шарики и наковальню с бойками для взаимодействия с бойками ударника, угол между нерабочими гранями бойков в момент их зацепления определен из соотношения:

,Л-кг 2h

V К

где К - коэффициент компенсации кинематической погрешности деталей механизма;

h - заданный осевой ход ударника, мм;

а - угол подъема спирали V-образных канавок, град;

D - диаметр качения шариков, мм.

На фиг.1 изображен предлагаемый ударно-импульсный механизм, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3-5 - схемы соударения бойков.

Ударно-импульсный механизм содержит приводной вал 1, установленный на шлицевом ведущем валу 2 редуктора (не показано). От приводного вала 1 крутящий момент через два ведущих шарика 3 передается ударнику 4. Шарики 3 размещены в V-образных спиральных канавках 5 и 6 приводного вала 1 и ударника 4 соответственно. Ударник 4 базируется на ведущих шариках 3 и прижимается к ним предвари- тельно сжатой пружиной 7. Второй опорой ударника 4 служит втулка 8, насаженная на ось 9 с возможностью углового и осевого перемещения. Ось 9 смонтирована на подшипниках 10 и 11. Усилие от предвари- тельно сжатой пружины 7 передается на упорный подшипник 11 через упорную шайбу 12. От ударника 4 крутящий момент передается наковальне 13, сцепленной своими секторными бойками 14 с секторными бойками 15 ударника 4, и далее через шпонки 16-на ключ 17, подпружиненный пружиной

18в осевом направлении. Наковальня 13 базируется на двух подшипниковых опорах

19в расточке корпуса 20. Угол р между нерабочими гранями бойков 14 и 15 в момент их зацепления определен из соотношения

к тщ

где К - коэффициент компенсации кинематической погрешности деталей механизма;

h - заданный осевой ход ударника;

а - угол подъема спирали V-образных канавок, град.;

D - диаметр качения шариков, мм;

Коэффициент компенсации кинематической погрешности деталей механизма К 0,9..., ;0,95 и зависит от коэффициента трения качения шариков, коэффициента трения скольжения трущихся пар и погрешности изготовления деталей.

Ударно-импульсный механизм работает следующим образом.

Приводной вал 1, ударник 4, наковальня 13 и ключ 17 вращаются вместе до тех пор, пока крутящий момент на ключе 17 не превысит момента сопротивления движению шариков 3 в V-образных канавках 6 ударника 4.

В момент остановки наковальни 13 приводной вал 1, продолжая вращаться, перегоняет шарики 3 в крайнее нижнее положение V-образной канавки и сжимает через ударник пружину 7 на величину h хода ударника 4. Бойки 15 ударника 4 выходят из зацепления с бойками 14 наковальни 13, преодолевая торцовое трение. При этом ударник 4 освобождается от наковальни 13 и находится в движении под действием двух сил; составляющей силы пружины 7, касательной к направлению спирали V-образной канавки, и окружной силы приводного вала 1. Под действием этих сил ударник 4 приобретает угловую скорость, большую угловой скорости вала 1, В конце хода пружины 7 бойки 15 ударника 4 ударяют по бойкам 14 наковальни 13. Происходит удар, при котором энергия сжатой пружины 7, а также кинематическая энергия маховых масс, передается через ключ 17 на резьбовое соединение (не показано).

Формула изобретения

Ударно-импульсный механизм, содержащий приводной вал со спиральными V- образными канавками на цилиндрической поверхности, охватывающий приводной вал и подпружиненный относительно него ударник с V-образными канавками на внутренней цилиндрической поверхности и

бойками на торцовой, установленные в V-об- разных канавках приводного вала и ударника шарики и наковальню с бойками для взаимодействия с бойками ударника, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет оптимизации угловой ориентации бойков перед ударом, угол р между нерабочими гранями бойков в момент их зацепления определен из соотношения

у К

2h

Dtga

где К - коэффициент компенсации кинетической погрешности деталей механизма;

h - заданный осевой ход ударника, мм;

а - угол подъема спирали V-образных канавок, град;

D - диаметр качения шариков, мм.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ударно-импульсным механизмам, и может быть использовано в гайковертах для сборки и разборки резьбовых соединений. Цель изобретения - повышение КПД за счет оптимизации угловой ориентации бойков перед ударом. Ударник взаимодействует с наковальней посредством секторных бойков. При этом угол между нерабочими гранями бойков в момент их, зацепления определяют из соотношения р К 2h рад, где К - коэффициент Dtga компенсации кинематической погрешности детали механизма; h - осевой ход ударника, мм; а - угол подъема спирали V-образной канавки, град; D - диаметр качения шариков, мм. В момент остановки наковальни вал, продолжая вращаться, перегоняет шарики в нижнее крайнее положение V-образной канавки и сжимает через ударник пружину на величину ударника. Одни секторные бойки ударника выходят из зацепления с другими секторными бойками наковальни. При этом ударник освобождается от наковальни и приобретает угловую скорость, большую угловой скорости вала, под действием составляющей силы пружины, касательной к направлению спирали V- образной канавки, и окружной силы вала 2. В конце хода пружины одни бойки ударника ударяют по другим бойкам наковальни. Происходит удар, при котором энергия сжатой пружины, а также кинематическая энергия маховых масс передается через ключ 17 на резьбовое соединение. 5 ил. W Ј 4 j± 4 Ю СЛ Os

г я ju /#

////////Л////1/////Л

77 /8 19

Г

F2.X4V№v4

1177

Я - А

/

Фиг. 2

fW 3

иг.Ч