УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЯЖКИ С КОНТРОЛИРУЕМЫМ МОМЕНТОМ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель относится к ручному инструменту, а именно к устройствам для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений, и может быть использована в различных отраслях машиностроения.
Известно устройство для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений (Левенсон Е.М. Контрольно-измерительные приспособления в машиностроении, изд.2, переработанное. М.: МАШГИЗ, 1960, рис.116, стр.190), представляющее собой динамометрический ключ, содержащий рукоятку, ключевую головку и систему измерения. Недостатком такого устройства является то, что его можно использовать только для затяжки резьбовых соединений с небольшим контролируемым моментом, равным усилию создаваемому рукой человека, умноженному на длину рычага ключа. Кроме того, при измерении момента затяжки динамометрическим ключом возникает случайная погрешность, вызванная влиянием человеческого фактора на то, что усилие не всегда прикладывается к рукоятке в точке, заданной при тарировке ключа.
Также известно устройство для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений (Каталог компании GEDORE (Германия), 2005 год, стр.255), содержащее редуктор с соосными входным и выходным валами. На выходном валу установлена ключевая головка для передачи момента на элемент резьбового соединения. Система измерения момента затяжки в устройстве выполнена в виде динамометрического ключа, связанного с входным валом редуктора. В таком устройстве момент, прикладываемый к резьбовому соединению, определяется усилием, прикладываемым к рукоятке динамометрического ключа, умноженным на длину рычага ключа и передаточное отношение редуктора и контролируется по показаниям динамометрического ключа. Так как зубчатые зацепления редуктора
соединяются между собой каждый раз разными зубьями, имеющими разные реальные размеры и конфигурацию, и также имеет место влияние поперечных сил в зубчатых зацеплениях, то при передаче усилия редуктором возникает погрешность. При этом силовая статическая погрешность планетарных редукторов может достигать 20%, а цилиндрических редукторов - до 40% в зависимости от точности изготовления (по данным ВНИИМСО г.Екатеринбург). При измерении момента затяжки динамометрическим ключом, усилие к рукоятке должно прикладываться в определенной точке, заданной при тарировке ключа, что не всегда соблюдается, так как имеет место влияние человеческого фактора. При этом погрешность измерения умножается на передаточное отношение редуктора. Такие погрешности не могут быть учтены, поскольку влияние указанных факторов является случайным.
Таким образом, недостатками указанного устройства являются погрешности силовой передачи редуктора и погрешность измерения динамометрическим ключом, вызванные, указанными выше случайными факторами, которые невозможно учесть при определении момента затяжки, прикладываемого к элементам резьбового соединения.
Технической задачей полезной модели является исключение указанных выше случайных погрешностей при определении момента затяжки элементов резьбового соединения посредством измерения равного ему реактивного момента на корпусе редуктора.
Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений содержит редуктор, включающий корпус, соосные входной и выходной валы, ключевую головку, расположенную на выходном валу и рукоятку на входном валу.
Новым в полезной модели является то, что система измерения момента затяжки содержит основание, в котором редуктор установлен с возможностью углового перемещения, на корпусе редуктора в плоскости,
перпендикулярной оси редуктора установлен рычаг, а в основании установлен тензодатчик, при этом рычаг имеет возможность контакта с тензодатчиком.
Для получения меньших габаритов и высокого передаточного отношения применяется планетарный редуктор.
Для использования устройства при затяжке с контролируемым моментом элементов резьбовых соединений или с левой, или с правой резьбой симметрично первому устанавливается второй рычаг, а в основании устанавливается дополнительный тензодатчик с возможностью контакта со вторым рычагом.
На фиг.1 изображено устройство для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений.
На фиг.2 изображено сечение А-А фиг.1.
Устройство содержит основание 1, планетарный редуктор 2, содержащий корпус 3, входной вал 4 и выходной вал 5. Планетарный редуктор 2 установлен в основании 1 в подшипниках 6. На входном валу 4 установлена рукоятка 7, на выходном валу 5 установлена ключевая головка 8. На корпусе 3 редуктора 2 перпендикулярно его оси установлен рычаг 9. В основании 1 установлен тензодатчик 10 с возможностью контакта с рычагом 9. Для использования устройства при затяжке с контролируемым моментом элементов резьбовых соединений или с левой, или с правой резьбой симметрично рычагу 9 может быть установлен рычаг 11, а в основании 1 - тензодатчик 12 с возможностью контакта с рычагом 11.
Основание 1 жестко связано с одним элементом 13 резьбового соединения (винт или гайка), а ключевая головка 8 - со вторым элементом 14.
Устройство для затяжки с контролируемым моментом резьбовых соединений работает следующим образом.
При вращении посредством рукоятки 7 входного вала 4 движение относительного вращения с моментом, приложенным к рукоятке 7,
умноженным на передаточное отношение редуктора передается элементам резьбового соединения. Так как в резьбовом соединении момент, приложенный к одному элементу соединения (винту или гайке) равен реактивному моменту второго элемента соединения, то относительный момент между выходным валом 5 редуктора 2 и основанием 1 соответствует моменту затяжки резьбового соединения. Этот момент передается на корпус 3 редуктора 2 и посредством одного из рычагов 9 или 11 (в зависимости от направления вращения рукоятки 7) передается на соответствующие тензодатчики 10 или 12, фиксирующие величину реактивного усилия между рычагами 9 или 11 и основанием 1, которая соответствует моменту затяжки резьбового соединения.
В предложенном устройстве реализована возможность определения момента затяжки посредством измерения реактивного усилия на рычаге на корпусе редуктора, соответствующего моменту, передаваемому ключевой головкой элементу резьбового соединения, что позволяет при определении момента затяжки, прикладываемого к элементам резьбового соединения исключить случайные погрешности силовой передачи редуктора.
Возникающая при использовании предложенного устройства погрешность, в отличие от известных устройств, незначительна и, при необходимости, поддается учету (погрешность тензодатчиков до 0,02%; погрешность, вызванная трением в подшипниках до 0,045%).