СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЗАТЯЖКОЙ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ГАЙКОВЕРТА
CONTROL METHOD OF TIGHTENING OF THREADED CONNECTION USING PNEUMATIC NUT DRIVER

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для управления пневматическим гайковертом при затяжке резьбовых соединений.
Известен способ управления затяжкой резьбового соединения с использованием пневматического гайковерта, заключающийся в предварительной затяжке резьбового соединения и отключении гайковерта при достижении крутящим моментом установленной величины предварительного момента, окончательной затяжки и отключении гайковерта при достижении крутящим моментом установленной величины требуемого момента затяжки (см. патент RU №2367917, опубл. 20.09. 2009 г.).
Однако использование этого способа может привести к значительной перетяжке резьбового соединения, при контроле момента затяжки, что ограничивает использование этого способа.
Технический результат изобретения - расширение технологических возможностей способа путем исключения перетяжки затягиваемого соединения.
Поставленный технический результат достигается тем, что согласно способу управления затяжкой резьбового соединения с использованием пневматического гайковерта предварительно осуществляют затяжку резьбового соединения до заранее установленной величины, равной 0,2-0,5 окончательной величины требуемого момента затяжки, при этом подают сжатый воздух в пневматический двигатель с постоянным давлением и отключают гайковерт на 0,2-1,0 сек при достижении крутящим моментом установленной величины, а окончательную затяжку осуществляют с плавным увеличением давления сжатого воздуха, подаваемого в пневматический двигатель, от минимально установленной величины до достижения крутящим моментом гайковерта установленной величины требуемого момента затяжки.
Известен пневматический гайковерт, содержащий корпус, пневматический двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан с катушкой возбуждения, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электронный блок управления, первыми входами подключенный к выходам датчика момента, первый и второй развязывающие элементы и блок питания, выходами подключенный к первому и второму выводам подключения питания электронного блока управления (см. Патент RU №2367917, опубл. 20. 09. 2009 г.).
К недостаткам указанного гайковерта относится недостаточно высокая точность контроля крутящего момента затяжки, так как окончательная дотяжка резьбового соединения ведется с высокой угловой скоростью. Поэтому накопленная двигателем гайковерта кинетическая энергия передается в резьбовое соединение, что приводит к перетяжке последнего. Технический результат изобретения - расширение технологических возможностей гайковерта путем исключения перетяжки затягиваемого соединения.
Поставленный технический результат достигается тем, что пневматический гайковерт, содержащий корпус, пневматический двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан с катушкой возбуждения, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электронный блок управления, первыми входами подключенный к выходам датчика момента, первый и второй развязывающие элементы и блок питания, выходами подключенный к первому и второму выводам подключения питания электронного блока управления, отличающийся тем, что гайковерт снабжен электромагнитным регулятором давления сжатого воздуха с катушкой возбуждения, регулируемым источником опорного напряжения, генератором линейно-возрастающего напряжения, одновибратором, элементом И, третьим и четвертым развязывающими элементами, первый выход электронного блока управления подключен ко входу одновибратора, входу регулируемого источника опорного напряжения и через первый развязывающий элемент к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного клапана, второй выход электронного блока управления подключен к первому входу элемента И, вторым входом подключенного к выходу одновибратора, а выходом - ко входу генератора линейно-возрастающего напряжения и через второй развязывающий элемент к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного клапана, выходы генератора линейно-возрастающего напряжения и регулируемого источника опорного напряжения через третий и четвертый развязывающие элементы подключены к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного регулятора давления, входом подключенного к пневмомагистрали, а выходом - через электромагнитный клапан подключенного к пневмодвигателю гайковерта, а вторые выводы катушек возбуждения соединены со вторым выводом подключения питания электронного блока управления.
На фиг. 1 приведена блок-схема пневматического гайковерта. Пневматический гайковерт содержит корпус 1, пневматический двигатель 2 с редуктором 3 и выходным валом 4, отключающий электромагнитный клапан 5, шпиндель 6 с рабочей головкой 7, датчик 8 крутящего момента и электронный блок 9 управления, первыми входами подключенный к выходам датчика 8 момента, первый и второй развязывающие элементы 10 и 11 и блок 12 питания, выходами подключенный к первому и второму выводам подключения питания электронного блока 9 управления электромагнитный регулятор 13 давления сжатого воздуха, регулируемый источник 14 опорного напряжения, генератор 15 линейно-возрастающего напряжения, одновибратор 16, элемент 17 И, третий и четвертый развязывающие элементы 18 и 19, первый выход электронного блока 9 управления подключен ко входу одновибратора 16, входу регулируемого источника 14 опорного напряжения и через первый развязывающий элемент 10 к первому выводу катушки 20 возбуждения электромагнитного клапана 5, второй выход электронного блока 9 управления подключен к первому входу элемента 17 И, вторым входом подключенного к выходу одновибратора 16, а выходом - ко входу генератора 15 линейно-возрастающего напряжения и через второй развязывающий элемент 11 к первому выводу катушки 20 возбуждения электромагнитного клапана 5, выходы генератора 15 линейно-возрастающего напряжения и регулируемого источника 14 опорного напряжения через третий и  четвертый развязывающие элементы 18 и 19 подключены к первому выводу катушки 21 возбуждения электромагнитного регулятора 13 давления сжатого воздуха, входом подключенного к пневмомагистрали 22, выходом через электромагнитный клапан 5 к пневмодвигателю 2 гайковерта, а вторые выводы катушек 20 и 21 возбуждения соединены со вторым выводом подключения питания электронного блока 9 управления.
Способ управления затяжкой резьбовых соединений с использованием пневматического гайковерта осуществляется следующим образом. На резьбовое соединение надевают ключевую головку гайковерта (не указана) и производят первоначальную затяжку резьбового соединения. При этом в пневматический двигатель гайковерта поступает сжатый воздух постоянного давления. При достижении моментом установленной величины предварительного момента, устанавливаемой в диапазоне 0,2-0,5 окончательной величины требуемого момента затяжки, гайковерт отключают в течение 0,2-1,0 секунды, затем включают вновь, но при окончательной затяжке давление сжатого воздуха, поступающего в пневматический двигатель гайковерта, плавно возрастает с заданной скоростью от минимально установленной величины до достижения крутящим моментом гайковерта установленной величины требуемого момента затяжки. Так как давление сжатого воздуха плавно возрастает, то также плавно будет возрастать момент пневмодвигателя, а следовательно, и момент затяжки, поэтому исключается перетяжка резьбового соединения.
Пневматический гайковерт работает следующим образом. Предварительно в блоке 9 управления устанавливают значение предварительного крутящего момента отключения, которое обычно составляет 0,2-0,5 от установленной величины требуемого момента затяжки, и значение величины требуемого момента затяжки. Затем гайковерт рабочей головкой 7 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение (не показано) и производят включение гайковерта. При этом на первом выходе блока 9 управления появляется напряжение логической единицы, которое через развязывающий элемент 10 поступает на катушку 20 возбуждения электромагнитного клапана 5, клапан срабатывает и подключает пневмодвигатель 2 гайковерта через электромагнитный регулятор 13 давления сжатого воздуха к пневмосети 22. Так как на первом выходе блока 9 управления напряжение логической единицы, то на выходе источника 15 опорного напряжения появляется напряжение, которое через развязывающий элемент 18 поступает на катушку возбуждения 21 электромагнитного регулятора 13 давления сжатого воздуха. При этом на выходе регулятора 13 давления устанавливается давление, пропорциональное величине напряжения с выхода источника 15 опорного напряжения. Регулировкой источника 15 устанавливают величину давления сжатого воздуха, поступающего в пневмодвигатель2 гайковерта в пределах 0,8-1,0 от давления энергоносителя в пневмосети 22. При этом происходит предварительная затяжка резьбового соединения при постоянном давлении сжатого воздуха, поступающего в пневмодвигатель 2 гайковерта. При достижении крутящим моментом величины предварительного момента, установленного в блоке 9, на первом выходе блока 9 пропадает напряжение логической единицы и клапан 5 отключает двигатель 2 гайковерта от пневмосети 22. Предварительная затяжка резьбового соединения заканчивается. Задним фронтом импульса на первом выходе блока 9 управления осуществляется запуск одновибратора 16, на входе которого появляется напряжение логического нуля в течение 0,2-1,0 сек. В течение этого времени условие совпадения для элемента И 17 не выполняется, поэтому клапан 5 находится в отключенном состоянии и в двигатель 2 сжатый воздух не поступает. Так как при окончательной затяжке напряжение логической единицы появляется на втором выходе блока 9, то после окончания временной задержки условие совпадения для элемента И 17 начинает выполняться и напряжение логической единицы через развязывающий элемент 11 поступает на катушку 20 возбуждения электромагнитного клапана 5. Клапан 5 срабатывает, и выход регулятора 13 давления подключается к пневмодвигателю 2 гайковерта. С выхода элемента И 17 напряжение логической единицы поступает также на вход генератора 15 возрастающего напряжения. При этом на его выходе начинает формироваться линейно-возрастающее напряжение, которое через развязывающий элемент 19 поступает на катушку 21 возбуждения электромагнитного регулятора 13 давления, и на выходе регулятора 13 давление сжатого воздуха начинает возрастать со скоростью возрастания напряжения на выходе генератора 15. Сжатый воздух с плавно возрастающим давлением начинает поступать в гайковерт, и начинается плавная дотяжка резьбового соединения. При этом скорость возрастания момента определяется скоростью возрастания напряжения на выходе генератора 15. При достижении моментом установленной величины требуемого момента затяжки на втором выходе блока 9 появляется напряжение логического нуля, условие совпадения для элемента И 17 перестает выполняться, на его выходе также появляется напряжение логического нуля, клапан 5 отключается, подача сжатого воздуха в пневмодвигатель 2 прекращается, затяжка заканчивается. Гайковерт снимают с затянутого резьбового соединения.
Введение в пневматический гайковерт, содержащий корпус, пневматический двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан с катушкой возбуждения, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электронный блок управления, первыми входами подключенный к выходам датчика момента, первый и второй развязывающие элементы и блок питания, выходами подключенный к первому и второму выводам подключения питания электронного блока управления, электромагнитного регулятора давления сжатого воздуха, регулируемого источника опорного напряжения, генератора линейно-возрастающего напряжения, одновибратора, элемента И, третьего и четвертого развязывающих элементов, первый выход электронного блока управления подключен ко входу одновибратора, входу регулируемого источника опорного напряжения и через первый развязывающий элемент к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного клапана, второй выход электронного блока управления подключен к первому входу элемента И, вторым входом подключенного к выходу одновибратора, а выходом ко входу генератора линейно-возрастающего напряжения и через второй развязывающий элемент к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного клапана, выходы генератора линейно-возрастающего напряжения и регулируемого источника опорного напряжения через третий и четвертый развязывающие элементы подключены к первому выводу катушки возбуждения электромагнитного регулятора давления, входом подключенного к пневмомагистрали, а выходом через электромагнитный клапан подключенного к пневмодвигателю гайковерта, а вторые выводы катушек возбуждения соединены со вторым выводом подключения питания электронного блока управления, позволило расширить технологические возможности гайковерта путем исключения перетяжки затягиваемого соединения.