УДАРНЫЙ ГАЙКОВЕРТ
THRUST NUT DRIVER

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений с большим моментом затяжки.
Известен ударный гайковерт, содержащий корпус с двигателем, вал которого соединен с первой полумуфтой, и вторую полумуфту, соединенную с приводным валом, на котором установлен ключ (см. кн. Сарбаев В.И., Селиванов С.С., Коноплев В.Н. Механизация производственных процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей. М.: Изд-во МГИУ, 2006. - 284 с. Стр.210, рис.9.7).
Известен также ударный гайковерт, содержащий корпус с двигателем, вал которого соединен с первой полумуфтой, и вторую полумуфту, соединенную с приводным валом, на котором установлен ключ, причем одна из полумуфт соединена с электромагнитом (см. кн. Власов Ю.А., Тищенко Н.Т. Проектирование технологического оборудования автотранспортных предприятий. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2009. - 296 с. Стр.76, рис.5.1).
Недостатком известных конструкций является высокая шумность и вибрация при работе из-за периодических соударений выступов полумуфт, а также быстрый выход из строя этих выступов, испытывающих скользяще-ударную нагрузку, что снижает ресурс работы устройства.
Задачей изобретения является снижение шумности и вибрации, повышение ресурса работы.
Указанная задача решается тем, что в известном ударном гайковерте, содержащем корпус, двигатель с валом, который соединен с первой полумуфтой, и установленную соосно с ней вторую полумуфту, соединенную с приводным валом, на котором установлен ключ, и выключатель, причем одна из полумуфт соединена с электромагнитом, первая полумуфта выполнена в виде зубчатого ротора, а вторая - в виде зубчатого статора, между статором и ротором образована герметичная полость, заполненная стальным порошком, а выключатель выполнен двухпозиционным с первым контактом, обеспечивающим подсоединение к электрической сети электродвигателя при незамкнутом втором контакте, обеспечивающем подвод электроэнергии к электромагниту при незамкнутом первом контакте.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично изображено поперечное сечение ударного гайковерта.
На фиг.2 в увеличенном масштабе изображено сечение гайковерта в зоне полумуфт.
На фиг.3 изображена электрическая схема подключения двигателя и электромагнита.
Ударный гайковерт (фиг.1, 2) состоит из внешнего корпуса 1, в котором установлен двигатель 2 (в данном примере электродвигатель) с валом 3, выполненным заодно с массивным зубчатым ротором 4, представляющим собой первую полумуфту. На валу 3 с возможностью свободного относительно вала 3 вращения установлен зубчатый статор 5, являющийся второй полумуфтой, с внутренним корпусом 6, образующим герметичную полость 7, и кольцевым электромагнитом 8. К внутреннему корпусу 6 жестко прикреплен приводной вал 9, на котором установлен торцовый ключ 10. На корпусе 1 закреплена рукоятка 11 с кнопкой управления 12. Щеточное устройство 13 служит для подвода электроэнергии к электромагниту 8. Герметичная полость 7 заполнена стальным мелкозернистым порошком (на рисунках условно не показан).
Кнопка управления 12 (фиг.3) входит в состав двухпозиционного выключателя 14 и подпружинена пружиной возврата 15. Выключатель имеет контакты 16 и 17, контакт 16 присоединяет к электрической сети электродвигатель 2 (при незамкнутом контакте 17), а контакт 17 подключает электромагнит 8 (при незамкнутом контакте 16).
Ударный гайковерт работает следующим образом (фиг.1-3).
Работник, удерживая гайковерт за рукоятку 11 (фиг.1), надевает ключ 10 на головку болта или на гайку, которые необходимо закрутить (на рисунках они условно не показаны). Затем работник нажимает пальцем на кнопку управления 12 и соединяет таким образом контакт 16 (фиг.3) с электрической сетью. При этом электродвигатель 2 начинает вращаться, приводя во вращение вал 3 и зубчатый ротор 4.
-1
-1
Зубчатый сектор 4 своими зубцами начинает вращать мелкозернистый стальной порошок, заполняющий герметичную полость 7. Вращающийся порошок воздействует силами трения на зубцы статора 5 и вращает его, в связи с чем вращается внутренний корпус 7, вал 9 и ключ 10. При этом зубчатый ротор 4 вращается намного быстрее зубчатого статора 5, т.к. происходит проскальзывание стального порошка. Например, если зубчатый ротор 4 вращается с частотой 3000 мин, то зубчатый статор 5 - с частотой около 150-200 мин. Происходит плавное вращение болта или гайки и их предварительная затяжка.
После окончания предварительной затяжки, когда момент вращения резко возрастает, сил трения порошка недостаточно для вращения зубчатого статора 5, внутреннего корпуса 7 и вала 9 с ключом 10, между зубчатым ротором 4 и зубчатым статором 5 начинается проскальзывание, вращение ключа 10 останавливается и работник дальнейшим нажатием кнопки 12 включает контакт 17, в связи с чем электроэнергия поступает на электромагнит 8, магнитные силовые линии которого практически мгновенно намагничивают стальной порошок, его частицы слипаются друг с другом, образуя твердое тело, заполняющее герметичную полость 7, и вызывая жесткую кинематическую связь между зубчатым ротором 4 и зубчатым статором 5. В результате этого происходит резкое торможение продолжающего вращаться по инерции зубчатого ротора 4 с валом 3 электродвигателя 2, т.е. происходит крутильный удар, энергия которого пропорциональна сумме масс зубчатого ротора 4 и вала 3 с ротором электродвигателя 2 и квадрату частоты их вращения. В результате этого удара происходит окончательная затяжка резьбового соединения (болта или гайки, на которые воздействует ключ 10).
При необходимости крутильный удар может быть повторен. Для этого работник переводит кнопку 12 (частично отпускает ее) в положение включенного контакта 16 (при этом электромагнит 8 отключается и стальной порошок, заполняющий герметичную полость 7, снова становится сыпучим), включенный электродвигатель 2 снова раскручивает зубчатый ротор (зубчатый статор 5 не вращается, т.к. ненамагниченный стальной порошок проскальзывает по нему). Работник ждет, пока электродвигатель 2 наберет максимальные обороты, после чего снова переводит положение кнопки 12, при котором электродвигатель 2 отключается, а электромагнит 8 включается и происходит повторный крутильный удар.
При откручивании сильно затянутых или заржавевших резьбовых соединений электродвигатель 2 переключается на обратное вращение (механизм переключения условно не показан), ключ 10 устанавливается на головку болта или на гайку, работник кнопкой 12 включает вращение электродвигателя 2 и ждет, пока он не наберет максимальные обороты, после чего продвигает кнопку дальше в направлении пружины 15, сжимая ее, выключается контакт 16, включается контакт 17 и электромагнит 8. При этом, как и при закручивании, описанном выше, ротор 4 жестко соединяется отвердевшим стальным порошком со статором 5 и происходит крутильный удар в направлении откручивания. После ослабления резьбового соединения в результате удара или нескольких ударов происходит откручивание резьбового соединения включением контакта 16 при выключенном контакте 17 за счет сил трения между зубчатым ротором 4, металлическим порошком, заполняющим герметичную полость 7, и зубчатым статором 5.
В предложенной конструкции отсутствует шум и вибрация при работе, т.к. ударные нагрузки передаются через отвердевший металлический порошок по всем поверхностям полумуфт (зубчатого ротора 4 и зубчатого статора 5), а не только через их выступы, в связи с чем их износ и поломки практически исключены, что повышает ресурс работы. Таким образом поставленная задача полностью выполняется.