Электрический вибрационныйгАйКОВЕРТ Советский патент 1981 года по МПК B25B21/00 

t

Изобретение относится к ручным инструментам, а именно к электричес КИМ вибрационным гайковертам, и может быть использовано в любой отрасли промышленности при завинчивании или отвинчивании резьбовых изделий конструкций.

Известен электрический вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, двигатель, боек, наконечник со сменной головкой и шпиндель с пружиной для передачи крутящего момента на наконечник l.

Недостаток указанного гайковерта заключается в том, что частота крутильных колебаний наконечника ограничена как малой -частотой вращения двигателя, так и применением механических переключателей (ударных зацепАвний, .храповиков и т.п.), которые работают эффективно на частотах не вьяйе 50 Гц, потому что на более высоких частотах имеют малые размерил, непрочны и быстро выходят из строя. Кроме того, применение для повышения вращающего момента способа накопления энергии в механических конденсаторах (пружинах) приводит к возникновению низкочастотных вибраций инструмента,, отрицательно воздействующих на оператора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрический вибрационный гайковерт , содержащий корпус с рукояткой, двигатель, боек и наконечник со сменной рабочей головкой t2l.

Недостатком указанного гайковерта

10 является низкая частота ударов массивного бойка по наконечнику, что предопределяет необходимость передачи большой мощности в момент удара и, следовательно, приводит к разру15шению ударного зацепления. Возникающая при работе низкочастотная вибрация инструмента воздействует на оператора, что требует введения в конструкцию специальных механических

20 резонаторов,состоящих из массивных тел и пружин, усложняющих конструкцию гайковерта и снижающих его эффективность .

Цель изобретения - по вышение эф25фективности и уменьшение габаритов,

Указанная цель достигается тем, что гайковерт снабжен акустической ,фильтр-пробкой, двигатель и боек вы полнены в виде пьезокерамического

30 полого цилиндра с электродами на

торцах, направление поляризации пьезокерамики которого расположено под острьом углом к его торцам,последние соединены: один с наконечниKOMjja другой с корпусом через акустическую фильтр-пробку.

Кроме того, указанная цель достигается за счет того, что акустическая -фильтр-пробка выполнена в виде упругих пластин.

На фиг. 1 изображен гайковерт, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Электрический вибрационный гайковерт содержит корпус 1 с рукояткой 2 и наконечник 3 со сменной головкой 4, акустическую фильтр-пробку 5,выполненную из упругих пластин. Корпус 1 выполнен в виде прилива 6 со стержнем 7, соединенным с рукояткой 2, имеющей идтепсельный разъем 8, кроме того, гайковерт содержит двигатель и боек, которые выполнены в виде пьезокерамического полого цилиндра 9 имеющего проводники 10 электродов 11, расположенных на его торцах, с направлением поляризации пьезокерамики под острым углом к его торцам. Один из торцов цилиндра 9 соединен с наконечником 3, другой торец закреплен акустической фильтр-пробкой 5 на корпусе 1. Последний, рукоятка 2 и акустическая фильтр-пробка 5 выполнены с отверстиями 12, 13 и 14, сообщенными с полостью цилиндра 9 и образующими единый канал, в котором размещены подведенные к штепсельному разъему 8 проводники 10 электродов 11. Направление поляризации Р пьезокерамики показано стрелками (фиг.1).

Электрический вибрационный гайковерт работает следующим образом.

На электроды 11 гайковерта подают электрическое напряжение и прижимают головку 4 наконечника 3 к резьбовому соединению с усилием не более 20 Н. Вследствие обратного пьезоэффекта вдоль пьезокерамического цилиндра 9 возбуждаются механические продольные волны и волны сдвига (крутильные колебания). Специальным подбором размеров пьезокерамического цилиндра 9, упругих пластин фильтра-пробки 5 и прилива 6 добиваются фазового сдвига между продольными и крутильными колебаниями,. близкого к 90. Тогда в момент максимального смещения наконечника 3 вперед (когда головк4 4 наконечника касается резьбового соединения (на чертеже не показано) и между ними возникает фрикционное сцепление , скорость крутильных колебаний достигает максимальног значения. В крайнем заднем положении скорость вращения наконечника 3 также максимальна и направлена в обратную сторону, но наконечник 3 не касается разьбового соединения.ТаКИМ образом, на резьбовое соединение действует вращающий момент, пропорциональный электрическому напряжению и величине фрикционного сцепления зависящего от материала головки 4 и конфигурации поверхности сцепления. Для : |ффективной работы гайковерта необходимо настроить в резонанс оба вида колебаний на частоту источника питания. Длину (высоту) пьезокерамического цилиндра подбирают из условия настройки крутильных колебаний на резонансную частоту источника питания

Vi

f.

2ос

где fo

-резонансная частота крутильных .колебаний цилиндра (частота источника питания) ;

V.

-скорость сдвиговых акустических волн в пьезокерамике, для ЦТС - 23 V, 2-10 м/с;

oi- - длина (высота) цилиндра. Так как скорость распространения продольных волн в 1,6 раза больше скорости волн сдвига, собственная резонансная частота цилиндра 9 для продольных колебаний на 30% больше резонансной частоты крутильных колебаний. Для снижения резонансной частоты продольных колебаний к основанию цилиндра 9 со стороны рукоятки 2 через упругие пластины фильтр-пробк 5, работающие на изгиб, присоединен прилив 6, масса которого рассчитана так, чтобы реактивный характер продольных колебаний предельно уменьшился, в результате чего реактивное сопротивление для продольных колебаний цилиндра 9 на частоте fg было бы примерно в три раза больше эквивалентного сопротивления механических потерь на продольных колебаниях,возникающих в момент прижима гайковерта к гайке резьбового соединения, а также от влияния руки оператора. Указанным приемом возбуждают достаточно сильное продольное возвратно-поступательное движение сменной головки 4 наконечника 3, сохраняя при этом реактивный характер продольных колебаний со сдвигом фазы, близким к 90® по отношению к крутильным колебаниям. Влияние массы прилива 6 на частоту крутильных колебаний устраняют настройкой в резонанс изгибных пружин 5 системы крепления цилиндра 9 к наконечнику 7 прилива 6 корпуса 1. Длина к толщина пружин 5 связаны с резонансной частотой формулой

. .

В - длина пружин;

rf - толщина пружин;

V- - скорость продольных акустических волн в материале пружины, для стали 5,2-10Ь м/с.