ПОРШНЕВОЙ ГАЙКОВЕРТ СО СДВОЕННОЙ ХРАПОВОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
PISTON WRENCH WITH DOUBLED RATCHET GEAR

Изобретение относится к ручным механизированным устройствам с пневматическим приводом для затяжки и разборки резьбовых соединений.
Известен гайковерт [1], содержащий поршневой привод, включающий шток-поршень в силовой камере с двумя каналами для подвода-отвода рабочей среды и храпового механизма, состоящего из храпового колеса (захвата) и блока подпружиненных собачек, в котором на его раме (корпусе устройства) размещен вращающийся захват. Причем в захвате предусмотрено отверстие или выточка, которую устанавливают на головку болта или гайки. Между цилиндром и захватом установлен элемент, обеспечивающий поворот захвата. Один из концов указанного элемента соединен со штоком поршня, а другой входит в зацепление с захватом, причем связь между ним и захватом обеспечивается посредством храпового механизма, который может поворачиваться в одну и другую сторону, вокруг оси вращения захвата. Недостатками данного гайковерта является наличие холостого хода, так как затяжка резьбового соединения возможна лишь при движении поршня только в одну сторону, что снижает эффективность сборки и увеличивает продолжительность самого процесса.
Известен гайковерт [2], содержащий корпус, имеющий цилиндрическое продольное отверстие и выходящие из него каналы, установленную в корпусе съемную рукоятку, размещенный в продольном отверстии и образующий с корпусом рабочие полости поршень со штоком, кинематически связанный с концом штока палец, размещенные в корпусе шпиндель с головкой под ключ на конце с храповым колесом, закрепленным в его средней части, установленную на пальце и подпружиненную к храповому колесу собачку и подпружиненный в осевом направлении упор для периодического взаимодействия с зубьями храпового колеса, в котором для повышения надежности и уменьшения массы и габаритов в боковых стенках выполнены параллельные друг другу дуговые пазы, центр кривизны которых совмещен с осью шпинделя, для размещения концов пальца, последний на участке сопряжения с собачкой в нормальном сечении имеет эллипс с секторным пазом, расположенным симметрично относительно его большей оси, а собачка выполнена из двух соединенных с возможностью продольного перемещения относительно друг друга половин, каждая из которых имеет на одном конце зуб для взаимодействия с соответствующим зубом храпового колеса, на другом конце - полукруглый канал, образующий совместно с полукруглым каналом другой половины цилиндрическое отверстие, диаметр которого равен большей оси эллипса, в одной из половин выполнено сквозное резьбовое отверстие, выходящее в полукруглый канал, а гайковерт снабжен размещенным в сквозном резьбовом отверстии упором с концом, выходящим в полукруглый канал и предназначенный для периодического взаимодействия с боковыми сторонами секторного паза. Недостатками данного гайковерта является конструктивная сложность и снижение точности крутящего момента из-за трения. Соединение двух половин собачки осуществлено шпильками, а при работе гайковерта эллиптическая часть оси давит на обе половинки собачки, в шпильке возникают большие напряжения, что приводит к ее растяжению и, как следствие, деформациям половинок собачки. Кроме того, в сквозном резьбовом отверстии размещен упор с концом, выходящим в полукруглый канал, и который предназначен для периодического взаимодействия со сторонами секторного паза, однако это взаимодействие идет по линии, а не по площадке, и это вызывает большую концентрацию напряжений в нем и его быстрое разрушение.
Известен гайковерт [3], содержащий корпус, расположенный в нем гидроцилиндр с полым штоком и храповой механизм с прямой собачкой, связанный с гидроцилиндром через толкатель с проушиной, расположенный в штоке, в котором храповой механизм снабжен дополнительной обратной собачкой, установленной на одной оси с прямой собачкой, причем обе собачки друг с другом соединены пружиной, а на корпусе смонтирована крышка, внутренняя поверхность которой выполнена цилиндрической, соосной с храповым механизмом для взаимодействия с проушиной толкателя при обратном ходе. Недостатками данного устройства является наличие холостого хода, что снижает интенсивность рабочего цикла и эффективность в целом.
Ближайшим техническим решением является гайковерт [4], содержащий пневмопривод, храповый механизм с блоком подпружиненных собачек и выходной вал с установленным на нем храповым колесом, в котором для повышения надежности и точности выдержки крутящего момента пневмопривод выполнен из двух цилиндров, храповый механизм связан с пневмоприводом через вилку и снабжен двумя кривошипами, задающими траекторию движения блока подпружиненных собачек и установленными на выходном валу на одной оси с вилкой, а выходной вал расположен в двух соосных подшипниках скольжения, один из которых запрессован в корпус, а второй - в крышку, прикрепленную к корпусу. Недостатком прототипа является низкая интенсивность рабочего цикла (50% - рабочий ход, 50% - холостой ход), так как в конструкции полезная работа (затяжка резьбового соединения) выполнима лишь при движении поршней справа-налево, а при движении поршней слева-направо имеет место холостой ход привода (собачки проскальзывают по задним поверхностям храпового колеса).
Задача изобретения - повышение интенсивности рабочего цикла за счет исключения режима холостого хода.
Задача достигается тем, что два зубчатых профиля храпового колеса поочередно вступают в контакт с собачками. Система золотника позволяет поочередно подавать воздух в пневмокамеры, система передачи движения от поршней к собачкам позволяет входить в зацепление зубьям храпового колеса и собачки, так как при расчете длины коромысла учтено соотношение диаметров зубчатых венцов храпового колеса.
Технический результат:
- повышение интенсивности рабочего цикла устройства за счет выполнения храпового механизма в форме сдвоенной храповой передачи, кинематически связанного соответственно: через собачку - с левым поршнем (в случае движения поршней справа-налево), и через вторую собачку и систему рычагов - с правым поршнем (в случае движения поршней слева-направо);
- кроме того, при реализации рабочего цикла (суть - одновременного совместного движения жестко связанных поршней влево-вправо до окончания затяжки резьбового соединения) поршни механически жестко связаны между собой тягами, поэтому они вступают в работу поочередно, более интенсивно выполняют полезную работу (то есть затяжку резьбого соединения).
На фиг. 1 изображен гайковерт, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, разрез по А-А.
Гайковерт содержит корпус 1 (фиг. 1), храповое колесо 2, содержащее два зубчатых профиля, крайние ступени колеса выполнены с квадратным сечением для обеспечения возможности соединения накидного ключа (не показан). При этом храповое колесо размещено с возможностью вращения вокруг своей оси в соосных отверстиях двух бронзовых втулок 3 (подшипниках скольжения), запрессованных наружными диаметрами в корпус 1 и крышку 4. Корпус 1 жестко связан с пневмоприводом, включающим (фиг. 2) два силовых цилиндра 5 и 6 с запрессованными в них гильзами 7 (фиг. 1), корпус золотника 8 (фиг. 2) с запрессованной в последний гильзой 9 с золотником 10 (фиг. 1). Для исключения возможности проворота золотника 10 вокруг своей оси (в целях обеспечения параллельности осей входного и выходного отверстий корпуса золотника и воздухопроводящих каналов золотнике) в корпусе золотника 8 (фиг. 2) жестко установлены (заштифтованы) два стопорных диска 11 (фиг. 1). При этом силовые цилиндры 5 и 6 и корпус золотника 8 жестко соединены между собой болтами 12 (фиг. 2).
В гильзе 7 (фиг. 1) силового цилиндра 5 с возможностью возвратно-поступательных движений установлен поршень 13 со штоком 14 (фиг. 1), на левом конце которого установлена собачка 15.
Поршень 16 (фиг. 1) установлен с возможностью возвратно-поступательных движений в силовом цилиндре 6 (фиг. 2) и четырьмя тягами 17 жестко связан с левым поршнем 13 (фиг. 1), размещенным в силовом цилиндре 5 (фиг. 2). Поршень 16 имеет шток 18, жестко связанный с тягой 19 с помощью коромысла 20 (фиг. 1). Тяга 19 установлена в направляющей 21 (фиг.1) с возможностью возвратно-поступательного движения. На тяге 19 установлена собачка 22 (фиг. 1).
Входной штуцер 23 запрессован в корпус золотника 6. Воздухопроводящие каналы 24 и 25 в золотнике 10 и два отверстия 26 и 27 на боковой поверхности корпуса золотника 8 при крайнем правом или крайнем левом положениях поршней 13 и 16 (фиг. 1) соответственно предназначены для обеспечения возможности сброса отработанного воздуха в атмосферу.
Для удобства эксплуатации гайковерта к корпусу 1 прикреплены ручки 28 и 29, крюк (рым-болт) 30 привинчен к корпусу 1 и предназначен для подвески устройства на рабочем месте сборщика.
Гайковерт работает следующим образом.
Гайковерт подсоединяют к питающей пневмомагистрали через входной штуцер 23. Сжатый воздух, проходя через канал 24 золотника 10, попадает в левую рабочую полость силового цилиндра 5 и давит на поршень 13, который перемещается влево. При этом шток 14 начинает воздействовать на собачку 15, которая входит в зацепление с храповым колесом 2, вследствие чего последнее начинает вращаться и передает вращение на накидной ключ (не показан). Одновременно с поршнем 14 перемещается и поршень 16 за счет тяг 17. Шток 18 передает движение штока 16 на толкатель 19 через коромысло 20, вследствие чего толкатель, вместе с собачкой 22, перемещается вправо, при этом последняя не входит в зацепление с храповым колесом 2. При достижении поршнем 13 крайнего левого положения, поршень 16 перемещает золотник 10 влево, в результате чего перекрывается канал 24 и прекращается подача воздуха в полость цилиндра 5. Воздух из цилиндра 5 стравливается в атмосферу через отверстие 26 в корпусе золотника 8. Далее воздух из напорной линии через канал 25 поступает в полость цилиндра 6 и начинает перемещать поршень 16 вправо, при этом шток 18 через коромысло 20 передает движение на толкатель 19, вследствие чего последний перемещается влево. Вместе с толкателем 19 собачка 22 начинает двигаться влево и входит в зацепление с храповым колесом 2, вследствие чего последнее вращается и передает вращение на накидной ключ (не показан). Приближаясь к крайнему правому положению, поршень 13 сдвигает золотник 10, при этом канал 24 соединяется с напорной линией, а сжатый воздух из цилиндра 6 через отверстие 27 в корпусе золотника 8 стравливается в атмосферу. После чего цикл повторяется.
Таким образом, вращение храпового колеса продолжается независимо от направления движения поршней. При непрерывной подаче воздуха, устройство работает в автоматическом режиме.
Список литературы
1. Патент DE №3637605, МПК В23Р 19/06, 1987.
2. АС СССР №1609635 «Гайковерт» от 30.11.1990 г.
3. АС РФ №2225288 «Гайковерт гидравлический» от 10.03.2004 г.
4. RU 201012588А «Поршневой гайковерт» от 27.12.2011.