СПОСОБ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ УДАРНЫМ ГАЙКОВЕРТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF TIGHTENING THREADED JOINTS BY IMPACT NUT RUNNER, AND DEVICE TO THIS EFFECT

Изобретение относится к механизированной сборке резьбовых соединений с применением ударно-импульсных гайковертов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.
Известен способ затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом (см. А.С. СССР №1650424, В256 от 23.05.91 г.) заключающийся в обжатии стыка и затяжки ударными импульсами с фиксированием их суммарного числа и отключении гайковерта при достижении суммарным числом ударных импульсов установленного значения.
К недостаткам указанного изобретения относится высокая сложность способа, так как при затяжке контролируется момент и угол поворота гайки.
Технический результат изобретения - упрощение способа путем контроля только одной величины, а именно ускорения двигателя гайковерта в момент удара.
Поставленный технический результат достигается тем, что согласно способу затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом, содержащим двигатель, включающий приложение от ударного гайковерта момента затяжки и ударных импульсов до достижения заданной величины осевой силы затяжки при установленном значении количества ударных импульсов гайковерта с обеспечением обжатия стыка сопрягаемых деталей узла, собираемого с помощью резьбового соединения, и счет количества ударных импульсов, осуществляют измерение ускорения торможения двигателя гайковерта в момент приложения ударного импульса, а счет количества ударных импульсов начинают после обжатия стыка сопрягаемых деталей узла при увеличении значения ускорения торможения двигателя во время ударного импульса.
Известно устройство для затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом, содержащее двигатель с ротором, электромагнитный клапан, осуществляющий подключение двигателя гайковерта к пневмосети, счетчик импульсов, выходами подключенный к входам дешифратора, выходами соединенного со входами программного переключателя, выходом подключенного ко входам элемента И, выход элемента И подключен к установочному S-входу триггера, установочным R-входом соединенного с установочным R-входом счетчика импульсов и через кнопку управления подключенного к шине «Напряжение логической единицы», инверсный выход триггера подключен к управляющему входу транзисторного ключа, коллектором, через катушку возбуждения электромагнитного клапана подключенного к положительному выводу блока питания, а эмиттером - к общей нулевой шине (см. патент RU №2299799, МПК В25B21/00 от 27.05.2007 г.).
Недостатком указанного изобретения является невысокая точность контроля осевой силы затяжки, так как в процессе затяжки контролируется только суммарное число ударных импульсов.
Технический результат изобретения - повышение точности контроля путем измерения ускорения торможения двигателя в момент удара.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом, содержащее двигатель с ротором, электромагнитный клапан, осуществляющий подключение двигателя гайковерта к пневмосети, счетчик импульсов, выходами подключенный к входам дешифратора, выходами соединенного со входами программного переключателя, выходами подключенного ко входам элемента И, выход элемента И подключен к установочному S-входу триггера, установочным R-входом соединенного с установочным R-входом счетчика импульсов и через кнопку управления подключенного к шине «Напряжение логической единицы», инверсный выход триггера подключен к управляющему входу транзисторного ключа, коллектором через катушку возбуждения электромагнитного клапана подключенного к положительному выводу блока питания, а эмиттером - к общей нулевой шине снабжено датчиком ускорения, установленным на роторе двигателя гайковерта, и компаратором, первым входом подключенным к выходу датчика ускорения, вторым входом к выходу источника опорного напряжения, а выходом - к счетному входу счетчика импульсов.
На чертеже изображена схема устройства для затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом.
Устройство для затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом содержит двигатель 1 с ротором 2, электромагнитный клапан 3, осуществляющий подключение двигателя 1 гайковерта 18 к пневмосети 4, счетчик 5 импульсов выходами подключенный ко входам дешифратора 6, выходами соединенного со входами программного переключателя 7, выходами подключенного ко входам элемента И 8, выход элемента И 8 подключен к установочному S-входу триггера 9, установочным R-входом соединенного с установочным R-входом счетчика 5 импульсов и через кнопку 10 управления подключенного к шине «Напряжение логической единицы» 11, инверсный выход триггера 9 подключен к управляющему входу транзисторного ключа 12, коллектором через катушку 13 возбуждения электромагнитного клапана 3, подключенного к положительному выводу блока 14 питания, а эмиттером - к общей нулевой шине, датчик 15 ускорения, установленный на роторе 2 двигателя 1 гайковерта 18, компаратор 16, первым входом подключенный к выходу датчика 15 ускорения, вторым входом к источнику 17 опорного напряжения, а выходом - к счетному входу счетчика 5 импульсов.
Уравнение движения гайки во время удара имеет вид
г
нак
об
дв
φ(J+Jн+J+J+J)=-M,
где φ - угол поворота гайки;
г
н
нак
об
дв
J, J, J, J, J - моменты инерции гайки, насадки, наковальни, обоймы, ротора пневмодвигателя ударного гайковерта
М - момент затяжки гайки.
Так как моменты инерции величины постоянные для данного гайковерта, то, контролируя величину ускорения торможения двигателя во время удара, можно контролировать величину момента затяжки резьбового соединения.
Способ затяжки резьбовых соединений ударно-импульсным гайковертом осуществляют следующим образом.
На первоначальном этапе ударной затяжки, когда происходит обжатие микронеровностей и деформационная компенсация погрешностей формы сопрягаемых поверхностей деталей, момент на гайке незначительный, поэтому ускорение двигателя в момент удара не достигает установленной величины и счета ударов не происходит.
После обжатия стыка момент на гайке начинает возрастать, следовательно начинает возрастать ускорение двигателя во время удара. При достижении ускорением установленного значения начинается отсчет количества ударов. После достижения установленного количества импульсов гайковерт отключают, и затяжка прекращается.
Устройство, реализующее указанный способ затяжки, работает следующим образом.
Гайковерт 18 устанавливают на гайку резьбового соединения (не показана) и нажимают кнопку 10 управления.
При этом счетчик 5 и триггер 9 устанавливаются в нулевое состояние. На инверсном выходе триггера 9 появляется напряжение логической единицы, транзисторный ключ 12 открывается и подключает катушку 13 возбуждения электромагнитного клапана 3 к блоку 14 питания. Клапан 3 срабатывает и подключает двигатель 2 к пневмосети 4.
Ротор 2 двигателя 1 приходит во вращение и начинается холостое навинчивание гайки.
После соприкосновения торца гайки с опорной поверхностью собираемого узла начинаются обжатие микронеровностей и деформационная компенсация погрешностей формы сопрягаемых поверхностей деталей.
При этом момент на гайке незначительный, поэтому ускорение торможения ротора 2 двигателя 1 также небольшое. Датчик 15 ускорения вырабатывает электрический сигнал, величина которого пропорциональна ускорению ротора 2 двигателя 1.
Этот сигнал поступает на первый вход компаратора 16, который осуществляет его сравнение с опорным напряжением, поступающим на второй вход компаратора.
Так как на первоначальном участке ускорение ротора 2 незначительно, то амплитуда импульса с выхода датчика 15 ускорения не достигает установленного значения, и, поскольку величина задается регулировкой источника 17 опорного напряжения, ее импульс на выходе компаратора 16 отсутствует и счетчик 5 продолжает оставаться в нулевом состоянии.
После обжатия стыка момент на гайке начинает возрастать, следовательно начинает возрастать ускорение ротора 2 двигателя 1 во время удара. Это приводит к возрастанию амплитуды импульса с выхода датчика 15 ускорения.
При достижении амплитудой импульса с выхода датчика 15 установленной величины на выходе компаратора появляются импульсы, частота которых соответствует частоте ударных импульсов гайковерта. С выхода компаратора 16 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5, с выходов счетчика 5 двоично-десятичный код, соответствующий количеству импульсов, поступивших на его вход с выхода компаратора 16, поступает на входы дешифратора 6, который осуществляет преобразование двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, который поступает на входы программного переключателя 7. При достижении заданной осевой силы затяжки, величина которой задается количеством ударных импульсов, число которых устанавливается в программном переключателе 7, код на выходах дешифратора 6 совпадает с кодом, набранным в программном переключателе 7. Условие совпадения для элемента И 8 начинает выполняться, на его выходе появляется напряжение логической единицы, которым триггер 9 устанавливается в единичное состояние, на его инверсном выходе устанавливается напряжение логического нуля, транзисторный ключ 12 закрывается и отключает катушку 13 возбуждения электромагнитного клапана 3 от блока 14 питания. Клапан 3 срабатывает и отключает двигатель 1 гайковерта 18 от пневмосети 4. Гайковерт 18 отключается, затяжка гайки заканчивается.
Введение в устройство для затяжки резьбовых соединений ударным гайковертом, содержащее двигатель с ротором, электромагнитный клапан, осуществляющий подключение двигателя гайковерта к пневмосети, счетчик импульсов, выходами подключенный ко входам дешифратора, выходами соединенного со входами программного переключателя, выходами подключенного ко входам элемента И, выходом подключенного к установочному S-входу триггера, установочным R-входом соединенного с установочным R-входом счетчика импульсов и через кнопку управления подключенного к шине «Напряжение логической единицы», причем инверсный выход триггера подключен к управляющему входу транзисторного ключа, коллектором, через катушку возбуждения электромагнитного клапана подключенного к положительному выводу блока питания, а эмиттером - к общей нулевой шине, датчика ускорения, установленного на роторе двигателя гайковерта, и компаратора, первым входом подключенного к выходу датчика ускорения, вторым входом к источнику опорного напряжения, а выходом - к счетному входу счетчика импульсов, позволило повысить точность контроля осевой силы затяжки, так как в процессе затяжки контролируется ускорение двигателя в момент удара, характеризующее момент затяжки резьбового соединения.