КЛЮЧ МОМЕНТНЫЙ ШКАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении и приборостроении, в частности, для определения момента усилия затяжки резьбовых соединений.
Известны моментные шкальные ключи, состоящие из пружины, корпуса в виде квадрата и рукоятки, снабженные указателем значения крутящего момента в виде шкалы и стрелки, указывающие момент усилия затяжки, принцип действия которых основан на измерении деформации продольного изгиба пружинных элементов. Эти ключи просты в изготовлении, но обладают рядом недостатков: они громоздки, их невозможно применять в труднодоступных местах, обладают невысокой точностью измерения.
В известных моментных ключах, принцип действия которых основан на измерении продольного изгиба пружинных элементов от приложения момента силы затяжки, в которых применяются рычажно-зубчатые механизмы, связанные с электронной схемой, деформация рычажно-зубчатого механизма вызывает изменения параметров электронной схемы, по которым определяют измеряемый момент затяжки [1].
Данные ключи обладают высокой точностью, их можно применять для измерения крутящего момента в труднодоступных местах. Однако они обладают такими недостатками, как чувствительность к ударам, сложность конструкции и технологии изготовления и, соответственно, высокой стоимостью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения момента усилия затяжки по значению угла закручивания вала, содержащее торсиометр с двумя опорными элементами, который выполнен в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала, жестко соединенных с одного конца, подпружиненный рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией, соединенный с обоими
валами торсиометра, и закрепленный на сплошном валу между двумя опорными элементами, в котором регулируемое плечо зубчатого сектора рычажно-зубчатого механизма соединено с полым валом подвижными тягами переменной длины, причем хотя бы одна из подвижных тяг выполнена с изгибом.
При работе устройства свободные концы торсиометра поворачиваются относительно другого на угол, определяемый деформацией сплошного вала, на концах которого имеются опорные элементы [2].
Это устройство обладает широкими пределами регулирования рычажно-зубчатого механизма и может быть использовано в труднодоступных местах.
Однако его недостатками являются: сложность конструкции, сложность настройки, установки на «ноль» и тарировки путем взаимозависимых регулировок тяг, увеличенные размеры торсиометра, большие усилия в подпружиненном механизме из-за наличия, по крайней мере, одной изогнутой подвижной тяги, имеющей смещенный центр тяжести, недостаточная защищенность рычажно-зубчатого механизма от ударов.
Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели, является снижение требований по точности изготовления и монтажа элементов, упрощение конструкции и регулировки, повышение технологической надежности инструмента.
Поставленная задача решается предлагаемым ключом моментным шкальным, содержащим торсиометр с двумя опорными элементами, выполненный в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала, жестко соединенных с одного конца, регулируемый подпружиненный узел со стрелочной индикацией, при этом регулируемый подпружиненный узел, размещен в корпусе, жестко соединенном со сплошным валом посредством втулки, и состоит из поворотной платы и подпружиненного рычажно-зубчатого механизма со стрелочной индикацией а подпружиненный рычажно-зубчатый механизм, соединен с обоими валами торсиометра и закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами, при этом
зубчатый сектор зубчатого механизма соединен с полым валом посредством двух рычагов и, по крайней мере, один рычаг выполнен с возможностью регулировки длины и регулировки положения центра вращения.
В заявляемой полезной модели соединение зубчатого сектора зубчатого механизма со стрелочной индикацией с полым валом торсиометра посредством двух рычагов, по крайней мере, один из которых, выполнен с регулировкой длины и регулировкой центра вращения, позволяет изменять передаточное отношение механизма регулировкой длины рычага и обеспечивать характеристики механизма наиболее близкие к линейным за счет регулирования положения центра вращения рычага. Кроме этого, исключение изогнутых подвижных тяг со смещенным центром тяжести позволяет уменьшить усилия, необходимые для выборки зазоров в рычажно-зубчатом механизме. Все это позволяет упростить конструкцию ключа, облегчить регулировку, повысить технологичность и надежность устройства.
Конструкция предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.
На фиг.1 представлена схема ключа моментного шкального, в котором зубчатый механизм неподвижно закреплен на сплошном валу, где:
1 - сплошной вал
2 - полый вал
3-4 - опорные элементы
5 - корпус
6 - поворотная плата
7 - зубчатый механизм
8 - рычаг
9 - регулируемый рычаг
10 - зубчатый сектор
11 - триб
12 - стрелка
13 - шкала
14 - кольцо
15 - втулка
16 - спиральная пружина
На фиг.2 - внешний вид ключа.
Ключ моментный шкальный (фиг.1) содержит торсиометр, включающий сплошной вал 1 с двумя опорными элементами 3 и 4, выполненными в виде наружного и внутреннего квадратов, с одной стороны жестко соединенных с полым валом 2, а с другой стороны с помощью втулки 15 с корпусом 5 подпружиненного узла со стрелочной индикацией. В корпусе 5 установлена поворотная плата 6, на которой жестко закреплен зубчатый механизм 7. Полый вал 2 жестко соединен с рычагом 8, контактирующим с регулируемым рычагом 9, выполненным цельно с зубчатым сектором 10. Сектор 10 находится в зацеплении с трибом 11, на оси которого жестко закреплена стрелка 12. Спиральная пружина 16 выбирает зазоры в рычажно-зубчатом механизме. Шкала 13 установлена в кольце 14, которое может поворачиваться в корпусе 5.
Пример конкретного выполнения (фиг.1).
Ключ содержит торсиометр в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала. Сплошной вал 1 выполнен из стали 65Г длиной 106 мм., диаметром рабочей части торсиона 17 мм. Опорные элементы 3 и 4 выполнены соответственно в виде наружного и внутреннего квадратов размером 13×13 мм. Полый вал 2 выполнен в виде трубы с диаметром 18 и 21,3 мм, длиной 61 мм из стали 10. Поворотная плата 6 выполнена из листовой стали 10 толщиной 3 мм. Корпус 5 и втулка 15 выполнены из труб диаметром и длиной соответственно 60 мм и L=32 мм; 26,8 мм и L=28 мм из стали 10. Зубчатый механизм представляет собой зубчатый сектор 10 из латуни ЛС59-1 (выполнен цельно с регулируемым рычагом 9), находящийся в зацеплении с трибом 11, выполненным из стали У10А, и заключенным между платами из латуни Л63 толщиной 0,8 мм. На триб насажена стрелка
толщиной 0,15 мм и длиной 25 мм из стали У10А. Рычаг 8 диаметром 2,5 мм и длиной 48 мм выполнен из латуни ЛС59-1.
Регулируемое плечо рычага 9 может изменяться в пределах 5±1 мм. Необходимое передаточное отношение и наиболее близкие к линейным характеристикам механизма достигаются за счет регулировки рычага 9 и поворота центра вращения рычага 9 - сектор 10 вместе с платой 6 вокруг оси триба. Плата 6 может поворачиваться на угол 360°, что позволяет регулировать механизмы с центрами вращения рычагов на одну и разные стороны от точки контакта. Кольцо 14 со шкалой 13 может поворачиваться на угол 360°, позволяя тем самым производить установку шкалы на «ноль» или на заданное значение момента затяжки путем предварительного совмещения соответствующей отметки на шкале со стрелкой; при этом затяжку производят до момента совпадения стрелки с нулевой отметкой.
Ключ работает следующим образом: опорный элемент 3 с помощью насадной головки устанавливают в месте затяжки резьбовых соединений. К опорному элементу 4 прикладывается момент затяжки. При этом происходит упругое скручивание вала 1 и поворот корпуса 5 с механизмом 7 относительно полого вала 2. Рычаг 8 воздействует на рычаг 9 зубчатого сектора 10 и поворачивает последний. Вращение передается через триб 10 на стрелку 12, угол поворота которой характеризует значение момента затяжки.
Применение в предлагаемом устройстве двух рычагов, один из которых имеет регулировку длины плеча и регулировку положения центра вращения позволяет упростить конструкцию, облегчить изготовление деталей за счет расширения допусков на размеры и расположение элементов, упростить регулировку и обеспечение оптимальных характеристик передаточного механизма за счет введения всего двух независимых регулировок.
Выполнение опорного элемента 4 в виде внутреннего квадрата позволяет использовать унифицированные воротки. Соединение корпуса, выполненного в виде трубы с размещенным в нем регулируемым подпружиненным узлом, со сплошным валом посредством втулки уменьшает
продольные размеры конструкции за счет расположения опорного элемента 4 внутри втулки, надежно защищает узел от ударов, обеспечивает надежность соединения корпуса с закаленным сплошным валом, позволяет использовать унифицированную конструкцию корпуса с подпружиненным узлом для различных типоразмеров ключей.
Возможность установки шкалы на заданный момент затяжки позволяет при работе лишь отслеживать момент выхода стрелки на ноль. Это удобно для пользователя, особенно в труднодоступных местах машин и механизмов.
Таким образом, предложенная полезная модель проста в изготовлении, сборке и регулировке, удобна в использовании.
Использованная литература:
1. Полезная модель SU №12699 А, ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ КЛЮЧ, 30.10.1980.
2. Полезная модель РФ №17620 А, КЛЮЧ ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ, 10.04.2001, бюл. №10.