Гайковерт Советский патент 1982 года по МПК B25B21/00 

(54) ГАЙКОВЕРТ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных , отраслях промышленности и строительства для механизированной сборки и разборки резьбовых соединений рабочим инструментом, в частности гайковертами.

Известен гайковерт, содержаш.ий корпус, размешенные в нем электродвигатель, узел контроля и регулирования крутяшего момента в виде электромагнитной фрикционной муфты с внешними и внутренними дисками, ведущая полумуфта которой выполнена в виде маховика, шпиндель с рабочей головкой, поводок, соединенный с внешними дисками электромагнитной муфты и закреггленный на корпусе ее ведушей полумуфты, который соединен с выходным валом электродвигателя через втулку, закрепленную в нем и выполненную из немагнитного материала, шпиндель выполнен со шлицами, на которых размещены внутренние диски электромагнитной муфты, и установлен посредством тел качения в корпусе и втулке из немагнитного материала, и систему управления 1.

Недостатком указанного гайковерта является то, что при работе с ним в вертикальной плоскости, когда ведомая часть электромагнитной муфты (ее якорь и фрикционные диски) расположена сверху ее ведущей части, происходит резкое снижение КПД и производительности гайковерта изза существенного увеличения остаточного момента муфты, приводящего к снижению скорости разгона ведущей полумуфты-маховика, к снижению величины накопленной кинетической энергии в ней и перегрузке электродви гателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гайковерт, содержащий корпус, размещенные в нем электродвигатель, шпиндель с рабочей головкой, узел контроля и регулирования крутящего 15 момента в виде электромагнитной фрикционной муфты, ведомая полумуфта которой размещена на шпинделе, якорь, поводок, закрепленный на корпусе ведущей полумуфты и соединенный с ее внещними фрикционными дисками, и систему управления 2.

Недостаток указанного гайковерта заключается в том, что эффективность гайковерта снижается за счет потерь запасенной энергии на изменение скорости вращения неподвижного якоря при включении электромагнитной муфты после разгона ее ведущей полумуфты-маховика электродвигателем. Расположение же якоря на шпинделе и необходимость его свободного перемещения по нему приводят к образованию неравномерного воздушного зазора и неравномерного сопротивления магнитному потоку между якорем и поводком. Это приводит иногда к перекосу якоря при отключении электромагнитной муфты и при ее размагничивании - к нечетному возвращению его и фрикционных дисков в исходное положение. В результате чего увеличивается остаточный момент муфты, нагрузка и температура электродвигателя. Цель изобретения - повышение эффективности гайковерта. Поставленная цель обеспечивается тем, что гайковерт, содержащий корпус, размешенные в нем электродвигатель, щпиндель с рабочей головкой, узел контроля и регулирования крутящего момента в виде электромагнитной фрикционной муфты, ведомая полумуфта которой размещена на щпинделе, якорь, поводок, закрепленный на корпусе ведущей полумуфты и соединенный с ее внещними фрикционными дисками, и систему управления, поводок выполнен с пазами, якорь имеет выступы, выполненные с осевыми отверстиями и подпружиненные относительно пазов, а гайковерт снабжен ограничителями, проходящими через осевые отверстия и установленными в пазах, и пружинами, размещенными на ограничителях. На фиг. 1 изображен гайковерт; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 блок-схема гайковерта; на фиг. 4 - циклограмма формирования импульсов включения электродвигателя и электромагнитной муфты программным блоком. Гайковерт содержит корпус 1, размещенные на нем на подшипниках 2 шпиндель 3 с рабочей головкой, узел контроля и регулирования крутяшего момента в виде электромагнитной фрикционной муфты 4, ведомая полумуфта которой (функцию ее выполняют внутренние фрикционные диски 5) установлена на шлицах 6 шпинделя 3. Ведущая полумуфта 7 электромагнитной муфты 4 установлена на шпинделе 3 на подшипниках 8. Причем между подшипниками 8 и корпусом ведущей полумуфты 7 размещена немагнитная втулка 9, которая может быть выполнена заодно с ведомой частью 10 кинематической связи, ведущая часть 11 которой соединена с валом электродвигателя 12. На корпусе ведущей полу муфты 7 закреплен поводок 13, соединенный с внешними фрикционными дисками 14. Якорь 15 снабжен выступами 16,, установленными в пазах поводка 13, в которых закреплены также ограничители 17. Выступы 16 якоря 15 выполнены с отверстиями, посредством которых якорь 15 устанавливается и на ограничителях 17, удерживающих его в исходном отключенном состоянии. На ограничителях 17 между выступами 16 якоря 15 и корпусом ведущей полумуфты 7 (поводка 13) размещены пружины 18. Ограничители 17 размещены равномерно по всей окружности поводка 13 и могут устанавливаться в его пазах над выступами внешних фрикционных дисков 14, или в отдельных пазах, в которых устанавливаются только выступы 16 якоря 15, который смонтирован со шпинделем с образованием воздушного зазора между ними. Для осуществления возможности регулирования равномерного сжатия всех пружин 18 ограничители 17 устаналиваются в поводке 13 на резьбе и стопорятся гайками 19. Ведущая полумуфта 7, поводок 13, якорь 15, ротор электродвигателя 12, немагнитная втулка 9 (ведущая и ведомая части 10 и 11 кинематической связи) выполняют роль маховика. Гайковерт имеет систему 20 управления, включающую узел 21 питания электродвигателя 12, узел 22 питания постоянным током катущки возбуждения электромагнитной фрикционной муфты 4, выполняющей функцию узла контроля и регулирования крутящего момента, блок 23 размагничивания электромагнитной, муфты 4 и программный блок 24 формирования программы импульсов включения электродвигателя 12 и электромагнитной муфты 4. Гайковерт работает по програ.мме импульсного включения электродвигателя 12 и электромагнитной муфты 4 (см. фиг. 5), где TI - время размагничивания муфты 4, разжатия ее фрикционных дисков 5 и 14 и возвращения якоря 15 в исходное (отключенное) положение;Т2 -время включенного состояния электродвигателя 12; Tj Время включенного состояния муфты 4. Гайковерт работает следующим образом. При включении гайковерта в течение времени Т, на катущку электромагнитной муфты 4 от блока 23 размагничивания подается переменное напряжение и под действием создаваемого переменного .магнитного потока ее фрикционные диски 5, 14 и якорь 15 вибрируют с частотой напряжения питающей катушку сети. Остаточный магнитный поток, создающийся после отключения муфты 4 от узла 22 питания ее постоянным током, размагничивается, а под действием пружин 18 и подпружиненных между собой по конструктивному исполнению фрикционных дисков 5 и 14, якорь 15, вибрируя, интенсивно возвращается в исходное отключенное крайнее положение, в котором он удерживается ограничителями 17. Фрикционные диски 5 и 14,

также вибрируя, отделяются друг от друга и тем самым исключается действие сил молекулярного сцепления между ними на величину остаточного момента электромагнитной муфты 4, обеспечивая минимальную нагрузку на электродвигатель 12 при его включении.

По истечении времени Т| программным блоком 24 и блоком 23 размагничивания отключается переменное напряжение, а узлом 21 питания системы 20 управления на время Т2 включается электродвигатель 12 и его ротор вместе с ведущей полумуфтой 7, поводком 13, якорем 15, кинематической связью и втулкой 9 разгоняются по номинальной скорости, накапливая кинетическую энергию. При сборке и разборке резьбовых соединений, расположенных в различных плоскостях, шпиндель 3 гайковерта должен располагаться или в горизонтальной плоскости, или в таком положении, когда ведущая полумуфта 7 расположена сверху якоря 15 и фрикционных дисков 5 и 14, и если момент затяжки (при свободном навинчивании) резьбового соединения меньи1е остаточного момента муфты 4, то вместе с ведущей полумуфтой 7 вращается ведомая полумуфта (внутренние фрикционные диски 5) и шпиндель 3.

По истечении времени Тг програм.мным блоком 24 и узлом 21 питания системы 20 управления отключается электродвигатель 12, а программным блоком 24 и узлом 22 питания на время Tj подается постоянное напряжение на катушку возбуждения муфты 4. Якорь 15 сжимает фрикционные диски 5 и 14 и накопленная маховиком кинетическая энергия, благодаря резко возрошему трению в пакете фрикционных дисков 5 и 14, выделяется на щпинделе 3 в виде импульса крутящего момента. Величина, этого импульса момента, при.постоянной величине запасенной энергии в маховике, зависит от времени выделения энергии на шпинделе 3, т.е. от времени нарастания и окончательного усилия сжатия фрикционных дисков, которые зависят от скорости нарастания и окончательной величины постоянного тока, протекающего по катушке муфты 4.

По истечении времени Тз с катушки муфты 4 снимается постоянное напряжение и, если оператор оставляет гайковерт включенным, то снова на катушку муфты 4 на время Т| подается переменное напряжение и интенсив.но.снижается ее остаточный момент перед очередным включением электродвигателя 12. Такой порядок работы элементов гайковерта осуществляется авто.матически программным блоком 24 системы 20 управления.

Преимуществом указанного гайковерта является то, что якорь в не.м является накопителем энергии. А так как момент инерции якоря.составляет до 10% момента инерции ведущей полумуфты и поводка, то запас энергии, накапливаемой и выделяемой гайковертом в виде импульса крутяп1его момента, повышается на 20% при те.х же параметрах и массе гайковерта, что и у известного гайковерта.

Кроме того, такая конструкция якоря,

подпружинен.чого от корпуса электромагнитной муфты и установленного выступа.ми в пазах поводка, обеспечивается, при совместном действии переменного магнитного потока при размагничивании и сил пружин, эффективное (за десятые доли секунды) от° деление фрикционных дисков друг от друга и возвращение якоря в исходное отключенное положение, подготавливая всегда включение электродвигателя при минимальном остаточном моменте электромагнитной муфты.

П ктоянный же металлический контакт магнитопроводящих выступов якоря и поводка обеспечивает существенное снижение сопротивления .магнитному потоку .между магнитопроводом электромагнитной муфты

° и ее якорем в сравнении с величиной этого сопротивления в известно.м гайковерте, в котором между якорем я поводком, жестко соединенным с магнитопроводом муфты, с ществует воздушный зазор, а между якоре.м

и шпинделем осуществляется металлический контакт только через немагнитное кольцо из цветных металлов. А уменьшение магнитного сопротивления обеспечивает увеличение скорости и силы сжатия фрикционных дисков якоре.м, и, те.м самым, увеличение импульса крутящего момента на единицу мощности и массы гайковерта.

Формула изобретения

Гайковерт, содержащий корпус, раз.мещенные в нем электродвигатель, шпиндель с рабочей головкой, узел контроля и регулирования крутящего момента в впде электромагнитной фрикционной муфты, ведо.мая полумуфта которой размещена на шпинделе, якорь, поводок, закрепленный на корпусе ведущей полумуфты и соединенный с ее внешними фрикционными дисками, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, поводок

выполнен с пазами, якорь имеет выступы, выполненные с осевыми отверстиями и подпружиненные относительно пазов, а гайковерт снабжен ограничителями, проходящими через осевые отверстия и установленными в пазах, и пружина.ми, размещенными на

ограничителях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

фиг

duff A

П

фаг. г

фие.З