ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЁРТ С ЭЛЕКТРОННЫМ КОНТРОЛЕМ МОМЕНТА
PNEUMATIC WRENCH WITH ELECTRONIC CONTROL OF TORQUE

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при затяжке резьбовых соединений.
Известен пневматический гайковерт с электронным контролем момента (см патент RU №2381098, опубл. 10.02.2010) содержащий электроклапан, датчик момента и устройство контроля, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, первого регистра памяти, первого цифрового компаратора, первого вычислительного устройства, счетчика импульсов, второго регистра памяти и триггера, R-входом через кнопку управления соединенного с шиной "Напряжение логической единицы", а инверсным выходом с управляющим входом электроклапана, выход датчика момента соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, информационными выходами подключенного к информационным входам первого регистра памяти и первым входам первого цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам первого регистра памяти, а выходом к входу "Запись" первого регистра памяти, первые входы первого вычислительного устройства подключены к выходам первого регистра памяти, а выходы к блоку цифровой индикации.
К недостаткам указанного гайковерта относится недостаточно высокая точность калибровка и сложность ее проведения.
Технический результат изобретения - повышение точности калибровки и упрощение ее проведения.
Поставленный технический результат достигается тем, что пневматический гайковерт с электронным контролем момента, содержащий электроклапан, датчик момента и устройство контроля, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, первого регистра памяти, первого цифрового компаратора, первого вычислительного устройства, счетчика импульсов, второго регистра памяти и триггера, R-входом через кнопку управления соединенного с шиной "Напряжение логической единицы", а инверсным выходом с управляющим входом электроклапана, выход датчика момента соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, информационными выходами подключенного к информационным входам первого регистра памяти и первым входам первого цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам первого регистра памяти, а выходом к входу "Запись" первого регистра памяти, первые входы первого вычислительного устройства подключены к выходам первого регистра памяти, а выходы к блоку цифровой индикации, снабжен вторым, третьим и четвертым вычислительными устройствами, вторым цифровым компаратором, цифровым мультиплексором, тремя формирователями импульсов, переключателем "Работа - калибровка", портом для подключения цифровых выходов образцового датчика момента и элементом И, выходы счетчика импульсов соединены с первыми входами второго и третьего вычислительных устройств, вторые входы второго вычислительного устройства подключены к выходам первого регистра памяти, а выходы к первым входам четвертого вычислительного устройства, вторые входы третьего вычислительного устройства подключены к выходам мультиплексора, а выходы ко вторым входам четвертого вычислительного устройства, выходами соединенного со вторыми входами первого вычислительного устройства, первые входы второго цифрового компаратора подключены к выходам второго регистра памяти, вторые входы к выходам мультиплексора, а выход к S-входу триггера, первые входы цифрового мультиплексора подключены к выходам первого вычислительного устройства, вторые входы к порту подключения цифровых выходов образцового датчика момента, а управляющий вход через переключатель "Работа - калибровка" к шине "Напряжение логической единицы", выход триггера подключен ко входам первого и второго формирователей импульсов, выход первого формирователя подключен к первому входу элемента И, вторым входом подключенного к переключателю "Работа - калибровка", а выходом к входам "Запись" первого, второго и третьего вычислительных устройства, а выход второго формирователя импульсов соединен с счетным входом счетчика импульсов входом "Сброс" первого регистра памяти и с портом подключения цифровых выходов образцового датчика момента, вход третьего формирователя импульсов подключен к переключателю "Работа - калибровка", а выход к R-входу счетчика импульсов
На фиг. 1 приведена блок-схема гайковерта. Пневматический гайковерт 1 с электронным контролем момента содержит электроклапан 2, датчик 3 момента и устройство 4 контроля, состоящее из аналого-цифрового преобразователя 5, первого регистра 6 памяти, первого цифрового компаратора 7, первого вычислительного устройства 8, счетчика 9 импульсов, второго регистра 10 памяти и триггера, 11 R-входом через кнопку 12 управления соединенного с шиной 13 "Напряжение логической единицы", а инверсным выходом с управляющим входом электроклапана 2, выход датчика 3 момента соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, 5 информационными выходами подключенного к информационным входам первого регистра 6 памяти и первым входам первого цифрового компаратора 7, вторыми входами подключенного к выходам первого регистра 6 памяти, а выходом к входу "Запись" первого регистра 6 памяти, первые входы первого вычислительного устройства 8 подключены к выходам первого регистра 6 памяти, а выходы к блоку 14 цифровой индикации второе, третье и четвертое вычислительные устройства 15. 16 и 17, второй цифровой компаратор 18, цифровой мультиплексор 19 три формирователя 20. 21 и 22 импульсов, переключатель 23 "Работа - калибровка", портом 24 для подключения цифровых выходов образцового датчика 25 момента и элементом 26 И, выходы счетчика 9 импульсов соединены с первыми входами второго и третьего вычислительных устройств 15 и 16, вторые входы второго вычислительного устройства 15 подключены к выходам первого регистра 6 памяти, а выходы к первым входам четвертого вычислительного устройства, 17 вторые входы третьего вычислительного устройства 16 подключены к выходам мультиплексора 19, а выходы ко вторым входам четвертого вычислительного устройства 17, выходами подключенного к вторым входам первого вычислительного устройства 8, первые входы второго цифрового компаратора 18 подключены к выходам второго регистра 10 памяти, вторые входы к выходам мультиплексора 19, а выход к S-входу триггера 11, первые входы цифрового мультиплексора 19 подключены к выходам первого вычислительного устройства 8, вторые входы к порту 24 подключения цифровых выходов образцового датчика 25 момента, а управляющий вход через переключатель 23 "Работа - калибровка" к шине 13 "Напряжение логической единицы", выход триггера 11 подключен ко входам первого и второго формирователей 20 и 21 импульсов, выход первого формирователя 20 подключен к первому входу элемента 26 И, вторым входом подключенного к переключателю "Работа - калибровка "а выходом к входам "Запись" первого, второго и третьего вычислительных устройств 7, 15, 16 и 17, а выход второго формирователя 21 импульсов соединен с счетным входом счетчика 9 импульсов, входом "Сброс" первого регистра 6 памяти и с портом 24 подключения цифровых выходов образцового датчика 25 момента, вход третьего формирователя 22 импульсов подключен к переключателю 23 "Работа - калибровка", а выход к R-входу счетчика 9 импульсов.
Гайковерт работает следующим образом. Предварительно осуществляют калибровку гайковерта 1. Для этого на его шпиндель (не указан) устанавливают образцовый датчик 25 момента и подключают цифровые выходы образцового датчика момента к порту 24 устройства 4 контроля гайковерта. Устройство 4 контроля переключателем 13 "Работа - калибровка" переводят в режим калибровки, а в регистр 10 памяти записывают код требуемой величины крутящего момента. При включении режима "Калибровка" формирователем 22 формируется короткий импульс, которым счетчик 9 устанавливается в нулевое состояние. Затем гайковерт 1 устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение (не показано) и нажимают кнопку 12 управления. При этом триггер 11 устанавливается в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется напряжение логической единицы. Из заднего фронта напряжения на выходе триггера 11 формирователем 21 формируется короткий импульс, который поступает на счетный вход счетчика 9 импульсов и увеличивает его состояние на единицу. Импульс с выхода формирователя 21 поступает на вход "Сброс" регистра 6 памяти, производя его очистку, и сбрасывает регистр памяти (не указан) образцового датчика 25 момента, осуществляя его подготовку к измерению. Напряжение с выхода триггера 11 поступает на управляющий вход электроклапана 2. Клапан срабатывает и подключает гайковерт 1 к пневмосети 27. Начинается затяжка резьбового соединения. Напряжение на выходе датчика момента 3 начинает возрастать. С выхода датчика момента 3 напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5, который осуществляет преобразование напряжения с выхода датчика 3 момента в цифровой код, который поступает на входы первого регистра 6 памяти и первые входы первого цифрового компаратора 7, на вторые входы которого поступает цифровой код с выходов регистра 6 памяти. Цифровой компаратор 7 производит сравнение кодов с выходов регистра 6 памяти и аналого-цифрового преобразователя 5. При этом если код с выходов аналого-цифрового преобразователя 5 больше кода с выходов регистра 6 памяти, то импульсом с выхода цифрового компаратора 7 этот код записывается в регистр 6 памяти. Таким образом, в регистре 6 памяти хранится код максимальной величины крутящего момента за время затяжки данного резьбового соединения.
Так как на гайковерте установлен режим "Калибровка", то на управляющем входе цифрового мультиплексора 19, напряжение логической единицы, поэтому на выходах мультиплексора 19 присутствует код с выходов образцового датчика 25 момента, который поступает на первые входы цифрового компаратора 18, на вторые входы которого поступает код с выходов регистра 10 памяти. При достижении моментом на шпинделе гайковерта 1 величины установленного значения, которая записана в регистре 10 памяти на выходе цифрового компаратора 18 появляется импульс, которым триггер 11 устанавливается в единичное состояние, на его инверсном выходе напряжение пропадает, клапан 2 отключает гайковерт 1 от пневмосети 27 и затяжка заканчивается. Из переднего фронта напряжения на выходе триггера 11 формирователем 20 формируется импульс. Так как на первом входе элемента 26 И напряжение логической единицы, то импульс с выхода формирователя 20 появляется на его выходе и по импульсу с выхода элемента 26 И осуществляется запись в вычислительное устройство 15 кодов с выходов регистра 6 памяти, соответствующего моменту, измеренному гайковертом, и с выходов счетчика 9 импульсов, соответствующего количеству затяжек, а в вычислительное устройство 16 кодов с выходов образцового датчика 25 момента, соответствующего моменту, измеренному образцовым датчиком 25 момента, и кодов с выходов счетчика 9 импульсов, соответствующего количеству затяжек. Вычислительные устройства 15 и 16 вычисляют средние значения величин крутящих моментов, измеренных гайковертом 1 и образцовым датчиком 25 момента. Затем производят повторную затяжку. Для этого нажимают кнопку 12 управления, триггер 11 вновь устанавливается в нулевое состояние, клапан 2 вновь срабатывает и производит подключение гайковерта 1 к пневмосети 27. Фронтом напряжения с выхода триггера 11 осуществляется сброс регистра 6 памяти и регистра памяти образцового датчика, благодаря чему осуществляется подготовка к измерениям в течение текущей затяжки. При достижении моментом установленной величины гайковерт отключается и в вычислительные устройства 15 и 16 записываются код количества затяжек с выходов счетчика 9 импульсов и коды моментов, измеренных гайковертом и образцовым датчиком момента. Когда произведено необходимое количество затяжек, на выходах вычислительных устройств 15 и 16 присутствуют коды вычисленных средних значений величин моментов, измеренных гайковертом и образцовым датчиком 25 момента. Эти коды поступают на входы вычислительного устройства 17, вычисляющего калибровочный коэффициент как отношение средней величины крутящего момента, измеренного образцовым датчиком момента, к средней величины крутящего момента, измеренного гайковертом. Калибровка закончена. Переключатель "Работа - калибровка" переводят в положение "Работа". При этом на управляющем входе цифрового мультиплексора 19 появляется напряжение логического нуля и к входам компаратора 18 подключаются выходы вычислительного устройства 8, на первом входе элемента 26 И напряжение логического нуля, поэтому вычислительные устройства 15, 16 и 17 переходят в режим хранения информации. Затем снимают образцовый датчик 25 со шпинделя гайковерта 1, гайковерт ключевой головкой устанавливают на затягиваемое резьбовое соединение и нажимают кнопку 12. Начинается затяжка резьбового соединения. Момент на шпинделе гайковерта начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать цифровой код на выходах регистра 6 памяти, который поступает на входы вычислительного устройства 8, на вторые входы которого поступает цифровой код с выходов вычислительного устройства 17, соответствующий калибровочному коэффициенту. Вычислительное устройство 8, используя цифровой код калибровочного коэффициента, производит вычисления, и на его выходах формируется код величины крутящего момента в заданных единицах измерения, который отображается цифровыми индикаторами 14. С выходов вычислительного устройства 8 цифровой код через мультиплексор 19 поступает на первые входы цифрового компаратора 18, на вторые входы которого поступает код с выходов регистра 10 памяти. При достижении моментом установленной величины, на выходе компаратора 18 появляется импульс, которым триггер 1 устанавливается в единичное состояние, напряжение на управляющем входе клапана 2 пропадает и клапан 2 отключает гайковерт от пневмосети 27, затяжка закончилась. Для проведения следующей затяжки гайковерт устанавливают на следующее резьбовое соединение и производят нажатие кнопки 12.
Введение в пневматический гайковерт с электронным контролем момента, содержащий электроклапан, датчик момента и устройство контроля, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, первого регистра памяти, первого цифрового компаратора, первого вычислительного устройства, счетчика импульсов, второго регистра памяти и триггера, R-входом через кнопку управления соединенного с шиной "Напряжение логической единицы", а инверсным выходом с управляющим входом электроклапана, выход датчика момента соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, информационными выходами подключенного к информационным входам первого регистра памяти и первым входам первого цифрового компаратора, вторыми входами подключенного к выходам первого регистра памяти, а выходом к входу "Запись" первого регистра памяти, первые входы первого вычислительного устройства подключены к выходам первого регистра памяти, а выходы к блоку цифровой индикации, второго, третьего и четвертого вычислительных устройств, второго цифрового компаратора, цифрового мультиплексора трех формирователей импульсов, переключателя "Работа - калибровка", порта для подключения цифровых выходов образцового датчика момента и элемента И, выходы счетчика импульсов соединены с первыми входами второго и третьего вычислительных устройств, вторые входы второго вычислительного устройства подключены к выходам первого регистра памяти, а выходы к первым входам четвертого вычислительного устройства, вторые входы третьего вычислительного устройства подключены к выходам мультиплексора, а выходы ко вторым входам четвертого вычислительного устройства, выходами соединенного со вторыми входами первого вычислительного устройства, первые входы второго цифрового компаратора подключены к выходам второго регистра памяти, вторые входы к выходам мультиплексора, а выход к S-входу триггера, первые входы цифрового мультиплексора подключены к выходам первого вычислительного устройства, вторые входы к порту подключения цифровых выходов образцового датчика момента, а управляющий вход через переключатель "Работа - калибровка" к шине "Напряжение логической единицы", выход триггера подключен ко входам первого и второго формирователей импульсов, выход первого формирователя подключен к первому входу элемента И, вторым входом подключенного к переключателю "Работа - калибровка", а выходом к входам "Запись" первого, второго и третьего вычислительных устройства, а выход второго формирователя импульсов соединен с счетным входом счетчика импульсов входом "Сброс" первого регистра памяти и с портом подключения цифровых выходов образцового датчика момента, вход третьего формирователя импульсов подключен к переключателю "Работа - калибровка", а выход к R-входу счетчика импульсов, позволило повысить точность калибровки и упростить ее проведение.