УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ ГАЙКОВЕРТА
NUT DRIVER IMPACT MECHANISM

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ручному механизированному инструменту ударного действия, в частности к гайковертам, и может быть использовано для затяжки резьбовых соединений.
Известен ударный механизм гайковерта SU 1184659 В25В 21/02 от 21.02.1983. Известный аналог относится к механизированному инструменту ударного действия и применяется для затяжки резьбовых соединений в различных отраслях промышленности. Конструкция такого механизма содержит корпус, размещенные в нем шпиндель-наковальню с головкой под ключ на одном конце и рабочими кулачками на другом, приводной вал, а также ударник, установленный соосно на наковальне, жестко закрепленный на приводном валу. Причем ударник выполнен с профильными V-образными пазами, образующие которых параллельны оси приводного вала, а их вершины обращены к периферии ударника. В V-образных пазах с возможностью перемещения размещены ролики, которые периодически взаимодействуют с рабочими кулачками шпиндель-наковальни. Недостатком известного аналога являются его большие габаритные размеры.
Известны многочисленные конструкции синусошариковых редукторов, описанных в [1] или в авторских свидетельствах на изобретения SU 1490306 А1, 15.06.1987 и SU 1092266 А, 03.03.1983, а также планетарных шариковых передающих узлов, например RU 2246649 С1, 26.06.2003. Все подобные устройства в основном состоят из трех дисковых (в случае плоского механизма) или цилиндрических (в случае пространственного механизма) звеньев. Два звена имеют на своих поверхностях замкнутые периодические канавки обычно по синусоидальной траектории, взаимодействующие с телами качения - шариками. Третье звено является сепаратором и имеет радиальные прорези для шариков. Одно из звеньев соединено с корпусом, другое - с ведомым валом, а третье связано с ведущим валом.
Такие механизмы в большинстве случаев используются в качестве передач в приводах машин. Так, в авторском свидетельстве SU 1092266 А цилиндрический синусошариковый редуктор с возможностью движения приводного вала в осевом направлении может быть использован в установках ударно-вращательного бурения.
Техническое решение по патенту RU 2246649 С1, 26.06.2003 ЗАО «Томские трансмиссионные системы» может быть использовано для создания ручного механического гайковерта для увеличения статического крутящего момента на ключе. Недостатком известного аналога является ограниченность его применения только в качестве редуктора ручного гайковерта из-за наличия реактивного крутящего момента, который может привести к короткому замыканию электродвигателя. В отличие от ручных гайковертов, в электрогайковертах необходимо наличие ударного механизма. Для возможности использования схемы плоского синусошарикового узла в качестве ударно-вращательного механизма гайковерта требуется изменить его конструкцию таким образом, чтобы одно из звеньев в процессе движения накапливало кинетическую энергию и периодически передавало ее второму звену в результате ударного взаимодействия.
Синусошариковые редукторы и передающие узлы с телами качения особенно в плоском исполнении отличаются простотой конструкции и имеют относительно небольшие габаритные размеры. Недостатком данных механизмов применительно к гайковертам является то, что они способны передавать лишь статический момент. Изменение конструкции выходного звена позволит использовать схему синусошариковой передачи для формирования ударных импульсов, что позволит создать ударный механизм гайковерта нового типа.
Технической задачей настоящего изобретения является создание простого ударного механизма гайковерта с улучшенными массово-габаритными характеристиками за счет использования схемы плоского механизма с телами качения и соосным расположением валов.
Технический результат достигается тем, что в ударном механизме гайковерта, содержащем корпус, расположенные в нем вдоль одной оси шпиндель-наковальню с рабочими кулачками, сепаратор с радиальными пазами и ударник, жестко закрепленный на приводном валу, а также бойки, размещенные в радиальных пазах сепаратора с возможностью периодического взаимодействия с рабочими кулачками наковальни, ударник выполнен по схеме механизма плоского синусошарикового редуктора, при этом бойки имеют возможность движения вдоль радиальных пазов сепаратора и взаимодействуют с замкнутой периодической беговой дорожкой синусоидальной формы, выполненной на поверхности ударника.
Бойки выполнены в виде тел качения в форме шариков, а кулачки шпиндель-наковальни выполнены с криволинейными рабочими поверхностями.
На фиг.1 изображен ударный гайковерт, где обозначено:
1 - шпиндель-наковальня;
2 - ударник;
3 - шарик;
4 - сепаратор;
5 - подшипник ударного механизма;
6 - корпус ударного механизма;
7 - квадрат для крепления ключа;
8 - щит промежуточный;
9 - приводной вал;
10 - водило редуктора;
11 - сателлит редуктора;
12 - квадрат для крепления ударника;
13 - зубчатый венец редуктора;
14 - корпус гайковерта;
15 - втулка подшипника скольжения.
На фиг.2 изображены основные конструктивные элементы ударного гайковерта, где обозначено:
16 - удерживающее кольцо;
17 - ось сателлита;
18 - подшипник водила;
19 - подшипник приводного вала;
20 - зубчатая шестерня на приводном валу.
На фиг.3 изображен ударный механизм гайковерта, где обозначено:
21 - кулачок наковальни;
22 - беговая дорожка ударника.
Ударный механизм включает шпиндель-наковальню 1, ударник 2 и сепаратор 3, расположенные вдоль одной оси и помещенные в корпус ударного механизма 6. Ударник 2 на стороне, обращенной к наковальне, имеет беговую дорожку для шариков 3, выполняющих роль бойков. Беговая дорожка 22 представляет собой замкнутую периодическую канавку синусоидальной формы. С противоположной стороны ударник имеет квадратное отверстие для жесткого крепления приводного вала водила 10 через квадрат 12. Сепаратор 4 имеет открытые радиальные пазы с фасками в поперечном сечении, предназначенными для установки шариков 3. Сепаратор 4 через подшипник 5 посажен на шпиндель-наковальню.
Шпиндель-наковальня имеет кулачки 21 для зацепления с шариками и квадрат 7 для крепления ключа (не показан). Рабочие поверхности кулачков 21 выполнены криволинейными и расположены под углом к радиальному направлению наковальни.
Ударный механизм гайковерта работает следующим образом. При включении привода (не показан) вращение передается от вала 9 через зубчатую шестерню 20 водилу зубчатого планетарного редуктора, жестко скрепленному с ударником 2, через квадрат 12. Благодаря наличию беговой дорожки 22 ударник взаимодействует с шариками 3 и приводит их в движение вместе с сепаратором 4. При достижении предельной скорости ударника 2 шарики 3 под действием центробежных сил перемещаются к внешним вершинам беговой дорожки 22 и входят в контакт с рабочими кулачками 21 шпиндель-наковальни 1. Таким образом, кинетическая энергия, накопленная шариками 3 и сепаратором 4, передается в виде ударного импульса наковальне и соответственно затягиваемому резьбовому соединению (не показано). Под действием ударного импульса шпиндель-наковальня совместно с элементом резьбового соединения поворачивается на некоторый угол, обуславливаемый моментом сопротивления, и останавливается. В результате сепаратор 4 совместно с шариками 3 теряет свою скорость, в то время как ударник 2, жестко скрепленный с валом 9, продолжает движение, при этом за счет изгиба беговой дорожки 22 и взаимодействия с рабочими поверхностями кулачков шарики начинают перемещаться вдоль пазов сепаратора 4 и выходят из зацепления при достижении внутренних впадин беговой дорожки 22. После выхода из зацепления шарики 3 и сепаратор 4 вновь начинают вращаться вместе с ударником, огибая кулачки 21. Затем цикл повторяется в описанной последовательности.
Литература
1. Игнатищев P.M. Синусошариковые редукторы. Минск, Высшая школа, 1983 г.