ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ КЛЮЧ

Полезная модель относится к ручному инструменту для тарированной затяжки резьбовых соединений и может быть использована в любой отрасли машиностроения.
Известны устройства для тарированной затяжки резьбовых соединений - динамометрические ключи, которые определяют угол поворота или перемещение упругого элемента и предназначены для ручной сборки резьбовых соединений.
Известны торцовые динамометрические ключи для затяжки резьбовых соединений по углу поворота [Биргер И.А. Резьбовые соединения. /И.А.Биргер, Г.Б.Иосилевич М: Машиностроение, 1973. - 230 с].
Недостатками известных устройств являются сложность вычисления податливости стягиваемых деталей, определение начального угла поворота, при котором полностью выбираются зазоры в соединении, делает этот метод малоэффективным. Кроме того, усилия затяжки по углу поворота гайки непригоден для соединений с короткими болтами, так как расчетный угол поворота гайки невелик и погрешности метода сказываются в наибольшей степени [Патент №86522 Динамометрический ключ /Кузьмин Ю.А., Овечкин А.Ю.].
Наиболее близким устройством того же назначения к выявленной полезной модели по совокупности признаков является динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений с воздействием ультразвуковых колебаний, содержащий головку ключа, упругий элемент, ненагруженный стержень, индикатор, пьезопреобразователи, соединенные с ультразвуковым генератором, где волновод упирается своим углублением в грани затягиваемой гайки.
Недостатками известного динамометрического ключа является воздействие ультразвука на гайку в поперечном направлении перпендикулярно к оси болта.
Анализ результатов исследований показал, что одним из факторов облегчающих затяжку резьбовых соединений, является продольное перемещение волновода в торец гайки вдоль оси болта с воздействием ультразвуковых колебаний, поэтому для обеспечения высокого напряжения в стержне болта требуются меньшее усилие, меньший момент по сравнению с затяжкой при поперечном перемещении гайки.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что внутри упругого элемента динамометрического ключа размещены пьезопреобразователи, соединенные с генератором и сообщающие продольные ультразвуковые колебания на гайку и резьбовое соединение в целом.
Технический результат - повышение производительности устройства, расширение функциональной его возможности, сохраняемости витков резьбы, и в целом надежности работы резьбовых соединений.
Указанный технический результат полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для затяжки резьбовых соединений содержится головка ключа, упругий элемент, неподвижный стержень, индикатор, пьезопреобразователи и волновод. Особенность заключается в том, что волновод, расположенный внутри металлического корпуса, охватывающий болт и контактирующий с торцом гайки, выполнен с возможностью продольного перемещения при затяжке резьбы под воздействием продольных ультразвуковых колебаний.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан предлагаемый динамометрический ключ для затяжки резьбовых соединений, который состоит из металлического корпуса 1 цилиндрической формы, приваренного к металлическому корпусу упругого стержня 2, рукоятки 3, неподвижного стержня 4, приваренного к металлическому корпусу 1, и индикатора 5, который закреплен на неподвижном стержне 4 винтом 6; на фиг.2 показан металлический корпус цилиндрической формы в сборе, который содержит волновод 7, пьезопреобразователи 8, гайку 9 с текстолитовой шайбой 10, стягивающую пьезопреобразователи, центрирующую пружину 11, крышку 12 металлического корпуса 1, которая имеет лыску под ключ для затяжки резьбы, винт 13, поджимающий центрирующую пружину 11, текстолитовую прокладку 14, сменную головку 15 с зевом под гайку 16 и болт 17; на фиг.3 показана сменная головка, которая имеет отверстие под гайку 16 и два или более пазов для соединения с кулачками металлического корпуса 1.
Волновод 7, охватывающий болт 17 и поджатый центрирующей пружиной 11, постоянно находится в контакте с торцем гайки 16. Во избежание рассеивания ультразвуковой энергии пружина 11 изолирована от крышки 12 текстолитовой прокладкой 14.
Динамометрический ключ работает следующим образом.
Для затяжки гайки 16 подбираем сменную головку 15 с соответствующим зевом. Захватываем сменной головкой 15 до упора гайку 16 болтового соединения. На головку 15 толщиной не менее высоты гайки 16 устанавливается металлический корпус 1 цилиндрической формы и фиксируется на ней своими кулачками. Волновод 7, выполненный с возможностью продольного перемещения при затяжке резьбы под воздействием продольных ультразвуковых колебаний, упираясь в гайку, поджимает центрирующая пружина 1]. Затем включаем генератор, который посредством пьезопреобразователей 8 подает ультразвуковые колебания на торец гайки 16. Волновод 7 начинает постоянно бомбардировать гайку 16 и сообщает болтовому соединению продольные колебательные импульсы. Под воздействием ультразвука болт совершает продольные колебательные движения и более эффективно снижает коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки и, как следствие, снижается величина момента завинчивания гайки. Процесс затяжки резьбовых соединений, протекающий при воздействии ультразвука с обеспечением высоких напряжений, осуществляется с меньшим усилением без задиров, заеданий и схватываний.