Пневматический гайковерт Советский патент 1982 года по МПК B25B21/00 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пневматическим гайковертам, автоматизирующим сборку и разборку резьбовых соединений.

Известен гайковерт, содержащий несамотормозящую винтовую нарезку в виде пары трубчатый щпиндель - хвостовик, с помощью которой происходит наживление гаек резьбовых соединений с небольщим крутящим моментом, а дальнейщее их навинчивание осуществляется с большими оборотами и крутящим моментом 1.

Недостатком данного гайковерта является отсутствие реверса щпинделя для исключения заклинивания.

Наиболее близким к изобретению является пневматический гайковерт, содержащий цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, привод, щпиндель с рабочей головкой, дифференциальную передачу, связывающую выходной вал привода со шпинделем, системы управления и подвода воздуха 2.

Недостаток известного гайковерта заключается в невозможности регулировать количество реверсивных оборотов привода и

автоматически, после наживания с незначительным крутящим моментом, предупреждающим повреждение резьбового соединения, переключаться на завичивание и затяжку с требуемым крутящим моментом. Цель изобретения - повыщение надежности сборки резьбовых соединений.

Цель достигается тем, что корпус выполнен с внутренней торцовой зубчатой на10резкой, радиальные отверстия расположены в корпусе в трех параллельных плоскостях, система управления выполнена в виде электромагнитного клапана, редукционного клапана и золотникового распределителя, ,5 имеющего полый золотник с каналом и наружными зубьями на одном из торцов и выступы на другом установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения, разделяющего полость корпуса на две камеры и периодически перекрывающего среднее из ранодиальных отверстий, которого сообщено посредством регулируемого дросселя с атмосферой, и размещенную в полости золотника и закрепленную на выходном валу распределительную втулку, водило дифференциальной передачи выполнено с продольными пазами, с которыми взаимодействуют выступы золотника, периодически образующие с зубчатой торцовой нарезкой корпуса муфту сцепления, выходной вал выполнен с буртом, имеющем торцовую зубчатую нарезку, периодичес-ки образующую с зубьями золотника предохранительную муфту, с осевым отверстием и сообщенными с ним радиальными отверстиями, лежащими в параллельных плоскостях, одни из которых сообщены с радиальным отверстием в корпусе, сообщенным с системой подвода воздуха и расположенным на конце корпуса, противоположном рабочей головке, другие - с полостью золотника, камера корпуса над золотником сообщается периодически через среднее радиальное отверстие в корпусе и регулируемый дроссель и через редукционный клапан - с атмосферой, а камера корпуса под золотником сообщена с системой подвода воздуха, нагнетаемого под давлением, MeHbujHM давления, нагнетаемого в радиальное отверстие корпуса, расположенное на ег конце, противоположном рабочей головке.

На фиг. 1 изображен гайковерт, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Пневматический гайковерт содержит цилиндрический корпус 1 с радиальными отверстиями 2-4, привод (на чертеже не показан), щпиндель 5 с рабочей головкой б, дифференциальную передачу 7, связывающую выходной вал 8 привода со шпинделем 5, системы управления и подвода воздуха. Корпус 1 гайковерта выполнен с внутренней торцовой зубчатой нарезкой 9, радиальные отверстия 2-4 расположены в корпусе 1 в трех параллельных плоскостях, система управления выполнена в виде электромагнитного клапана (на чертеже не показан), редукционного клапана 10 и золотникового распределителя, имеющего полый золотник 11 с каналом 12 и наружными зубьями 13 на одном из торцов и выступы 14 на другом, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения, разделяющего полость корпуса на две камеры 15 и 16 и периодически перекрывающего среднее 3 из радиальных отверстий, которое сообщено посредством регулируемого дросселя 17 с атмосферой, и размещенную в полости золотника 11 и закрепленную на выходном валу 8 распределительную втулку 18. Водило 19 дифференциальной передачи 7 выполнено с продольными пазами 20,- с которыми взаимодействуют выступы 14 золотника, периодически образующие с зубчатой торцовой нарезкой 9 корпуса 1 муфту сцепления. Выходной вал 8 вьтолиен с буртом 21, имеющим торцовую зубчатую нарезку 22, периодически образующую с зубьями 13 золотника И предохранительную муфту с осевым отверстием 23 и сообщенными с ним радиальными отверстиями 24 и 25, лежащими в параллельных плоскостях, одни 24 из которых сообщены с радиальным отверстием 2 в корпусе 1, другие 25 - с полостью 26 золотника 11. Камера 15 корпуса 1 над золотником 11 сообщается периодически через среднее 3 радиальное отверстие в корпусе 1 и регулируемый дроссель 17 и через редукционный клапан 10 - с атмосферой, а камера 16 корпуса 1 под золотником 11 сообщена с системой подвода воздуха, нагнетаемого под давлением, меньщимдавления PI , нагнетаемого в радиальное отверстие 2 корпуса 1, расположенное на его конце, противоположном рабочей головке 6. Дифференциальная передача 7 выполнена в виде щестерни 27, размещенной на выходном валу 8 и кинематически связанной посредством сателлитов 28, установленных на оси 29 водила 19, с зубчатым колесом 30 внутреннего зацепления. Рабочая головка 6 установлена в щпинделе 5 с помощью Щтифта 31 и пружины 32. На щпинделе 5 размещена втулка 33. Редукционный клапан 10 размещен в корпусе 1 и регулируется посредством пружины 34, усилие которой устанавливается с помощью винта 35. Сжатый воздух давления PI подводится с помощью электромагнитного клапана, управляемого микропереключателем 36 с рычагом 37, в отверстие 2 корпуса 1, и далее через отверстия 23, 24 и 25 подается в полость 26 золотника И. Камера 15 над золотником 11 соединена с атмосферой двумя путями - через среднее радиальное отверстие 3 и регулируемый дроссель 17, а также через канал 38 и отверстие 39 корпуса 1, совмещенное с проточкой редукционного клапана 10. В камеру 16 под золотником через отверстие 4 корпуса подведен сжатый воздух давлением PZ (причем PJ Pj), которое подобрано таким образом, чтобы сила давления воздуха, действующая, из камеры 16 на кольцевую площадь (D2-di) золотника И, была бы больще силы давления воздуха, действующей сверху из полости 26 на кольцевую площадь (D| -d|) того же золотника 11. За счет разницы этих усилий золотник 11 находится в своем верхнем положении и замыкает предохранительную муфту, в то время как муфта сцепления разомкнута. Гайковерт должен завернуть болт 40 в резьбовое отверстие детали 41. В начале работы болт 40 базируется в отверстие планки 42, которая крепится к детали 41. Распределительная втулка 18 выполнена с отсечной кромкой 43, а распределительный клапан 10 размещен в посадочном гнезде 44 корпуса 1. Золотник 11 периодически взаимодействует с распределительной втулкой 18 по ее нижним 45 и верхним 46 торцам. Выходной вал 8 выполнен с торцом 47, а распределительная втулка 18 - с торцом 48. Кроме того, выходной вал 8 снабжён буртом 49. Гайковерт работает следующим образом. Выходной вал 8 привода после его включения постоянно вращается с шестерней 27 в направлении свинчивания резьбового соединения. Посредством предохранительной муфты вращение передается золотнику 11, через выступы 14 которого затем на водило 19 с осями 29 и сателлитами 28. Далее вращение передается на колесо 30, шпиндель .,. 5 и через пазы последнего на щтифт 31 и рабочую головку 6. При движении гайковерта вниз рабочая головка останавливается после соприкосновения с болтом 40, пружина 32 сжимается, а корпус 1 вместе с рычагом 37 и микровыключателем 36 опускается на глубину завинчивания болта 40. В результате этого втулка 33 нажимает на левый конец рычага 37 и через него микровыключатель 36 включает электромагнитный клапан (на чертеже не показан), через который подается сжатый воздух в отверстие 2 и через отверстия 23, 24 и 25 в полость 26 золотника П. Рабочая головка 6, вращаясь, захватывает головку болта 40 и завинчивает его в резьбовое отверстие детали 41. Если происходит заедание резьбового соединения, то шпиндель 5 с колесом 30 останавливается , а выходной вал 8 с шестерней 27 продолжает вращение, которое передается через сателлиты 28 и оси 29 дальще на водило 19. Так как количество зубьев колеса 30 больще числа зубьев шеетерни 27, то водило 19 вместе с золотником 11 вращается в ту же сторону, что и выходной вал 8 привода, но медленнее. За счет разности угловых скоростей выходного вала 8 и водила 19 с золотником 11 начинает проскальзывать предохранительная муфта, а золотник 11, преодолевая усилие от давления 1. сжатого воздуха, отходит вниз на величину, равную высоте зубьев 13, при этом канал 12 золотника 11, пройдя отсечную кромку 43 распределительной втулки 18, соединяет полость 26 и камеру 15 золотника И, и давление в последней выравнивается до давления PI . В начальный период возрастания давления в камере 15 воздух через канал 38 -отверстия 39 корпуса и кольцевую проточку распределительного клапана 10 поступает в атмосферу, но поскольку суммарное проходное сечение канала 38 больше сечения отверстия 39, то давление в камере 15 возрастает. Одновременно с этим сжатый воздух через канал 38 попадает под нижний торец распределительного калапана 10 и передвигает его вверх до упора в торец посадочного гнезда 44, при этом пружина 34 сжимается. а выход в атмосферу через отверстие 39 перекрывается нижним пояском распределительного клапана 10. На кольцевую площадь (DZ-d| ) золотника 11 сверху деиствует давление Р , а снизу - Рг . Поскольку PI Ра. то золотник 11, перемещаясь вниз, периодически взаимодействует с распределительной втулкой 18 по нижним 45 и верхним 46 ее торцам, при этом, двигаясь с больщой скоростью, золотник 11 создает вакуум между торцами 47 вала 8 и распределительной втулки 18, пока торец 48 последней не упрется в бурт 49 вала 8, Золотник 11 в это время занимает нижнее положение, выступы 14 входят во впадины зубчатой нарезки 9 корпуса 1, после чего оказывается замкнутой муфта сцепления, вращение водила 19 с осями 29 и сателлитами 28 прекращается, а колесо 30 со щпинделем 5 и рабочей головкой 6 получает вращение в противоположную сторону с меньшими оборотами чем выходной вал 8. Таким образом производится реверс шпинделя 5 с рабочей головкой 6, в результате чего заедание в резьбовом соединении устраняется, и болт 40 сможет точнее саоустановиться по резьбовому отверстию изделия 41, изменив свое расположение. Продолжительность реверса или количество реверсивных оборотов щпинделя 5 определяется временем замыкания сцепной муфты или длительностью перио да, при котором золотник 11 и распределительная втулка 18 находятся в нижнем положении, когда подвод сжатого воздуха давлением PJ через отверстие 25 в полость 26 и камеру 15 перекрыт распределительной втулкой 18, а истечение в атмосферу из этих объемов продолжается через дроссель 17. В результате этого давление в полости 26 и камере 15 постепенно уменьшается и через некоторое время достигает значения, при котором пружина 34 отжимает редукционный клапан 10 в нижнее положение, и полость 26 и камера 15 оказываются сообщенными с атмосферой посредством отверстия 39, канала 38 и кольцевой проточки редукционного клапана 10. Давление в этих полостях резко падает, и под действием сжатого воздуха давлением Р в камере 16 золотни(с 11 начинает движение вверх. Выступы 14 выходят из зацепления с зубьями 9, т. е. муфта сцепления размыкается, и реверс щпинделя 5 с рабочей головкой 6 прекращается. Время выдержки золотника 11 в нижнем положении, а значит и количество реверсивных оборотов шпинделя 5, устанавливается дросселем 17 путем изменения скорости истечения сжатого воздуха в атмосферу из полости 26 и камеры 15, а также регулированием усилия пружины 34 посредством винта 35. Это усилие регулируется так, чтобы толкнуть золотник 11 вниз несколько раньше, чем давление в полости 26 и камере 15 за счет истечения воздуха только через дроссель 17 уменьшится настолько, что золотник 11 сможет пойти вверх под действием давления Pj. При движении золотника 11 вверх он выходит из контакта с распределительной втулкой 18 по торцам 46 и начинает взаимодействовать с ней торцами 45. Золотник И занимает свое верхнее положение и замыкает предохранительную муфту, при этом канал 12 золотника 11 располагается выше отсечной кромки 43, разобщая полость 26 и камеру 15, а отверстия 25 опять соединят полость 26 с подводом сжатого воздуха давлением Р| . После замыкания предохранительной муфты шпиндель 5 с рабочей головкой 6 вращается в ту же сторону, что и выходной вал 8 в направлении свинчивания. В процессе свинчивания рабочая головка 6 и штифт 31 опускаются вслед за болтом 40. Вместе со штифтом 31 опускается и втулка 33, выходя из контакта с рычагом 37, и через микропереключатель 36 подает сигнал электромагнитному клапану, который отключает подачу сжатого воздуха давлением Р, в отверстие 2. За счет этого при с- .тывании предохранительной муфты в процессе затяжки реверс не включается, а сама затяжка резьбового соединения производится с повышенным крутящим моментом, величину которого можно регулировать давлением воздуха Рг в камере 16, действующим на золотник 11 снизу. В начале евинчивания (при наживлении) крутящий момент на рабочей головке 6 должен быть незначительным, чтобы не повредить резьбу, если возникает заедание. Для этого величина крутящ-его момента регулируется путем подбора значений давлений Р, и Рг. Причем сначала подбирают значение Pj, которое обеспечивает заданный момент затяжки, а потом значение Р, , при котором разница усилий Р (D/-d) -Р; -f-lDr t) дает момент срабатывания предохранительной муфты, не вызывающий повреждений резьбы при заедании. После затяжки резьбового соединения гайковерт поднимается и в дальнейшем цикл повторяется.

В данном гайковерте в отличие от известных путем регулирования дросселя, сообщающегося надзолотниковую полость гайковерта с атмосферой, а также регулированием усилия пружины редукционного клапана, через проточку которого и совмещенного с этой проточкой отверстия в корпусе надзолотниковая полость еще раз сообщается с атмосферой, можно регулировать количество реверсивных оборотов шпинделя в очень широких пределах. После наживления резьбовых деталей втулка, расположенная на шпинделе, посредством рычага воздействует на микровыключатель и подает сигнал к электромагнитному клапану, который отключает подачу сжатого воздуха в полость распределительной втулки, а давление в подзолотниковой полости не изменяется. За счет этого предохранительная муфта автоматически перестраивается на передачу большого крутящего момента, который и обеспечивает надежность затяжки резьбового соединения.

Формула изобретения

Пневматический гайковерт, содержащий цилиндрический корпус -с радиальными отверстиями, привод, шпиндель с рабочей головкой, дифференциальную передачу, связывающую выходной вал привода со шпинделем, системы управления и подвода воздуха отличающийся тем, что, с целью повышения надежности сборки резьбовых соединений, корпус выполнен с внутренней торцовой зубчатой нарезкой, радиальные отверстия расположены в корпусе в трех параллельных плоскостях, система управления выполнена в виде электромагнитного клапана, редукционного клапана и золотникового распределителя, имеющего полый золотник с каналом и наружными зубьями на одном из торцов и выступы на другом, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения, разделяющего полость корпуса на две камеры и периодически перекрывающего среднее из радиальных отверстий, которое сообщено посредством регулируемого дросселя с атмосферой, и размещенную в полости золотника и закрепленную на выходном валу распределительную втулку, водило дифференциальной передачи выполнено с продольными пазами, с которыми взаимодействуют выступы золотника, периодически образующие с зубчатой торцоЁой нарезкой корпуса муфту сцепления, выходной вал выполнен с буртом, имеющим торцовую зубчатую нарезку, периодически образующую с зубьями золотника предохранительную муфту с осевым отверстием и сообщенными с ним радиальными отверстиями, лежащими в параллельных плоскостях, одни из которых сообщены с радиальным отверстием в корпусе, сообщенным с системой подвода воздуха и расположенным на конце корпуса, противоположном рабочей головке, другие - с полостью золотника, камера корпуса над золотником сообщается периодически через среднее радиальное отверстие в корпусе и регулируемый дроссель и через редукционный клапан - с атмосферой, а камера корпуса под золотником сообщена с системой подвода воздуха, нагнетаемого под давлением, меньщим давления, нагнетаемого в радиальное отверстие корпуса, расположенное на его конце, противоположном рабочей головке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2776011/25-28, кл. В 25 В 21/00, 1979 (прототип).