Ключ моментный предельный
TORQUE LIMIT SWITCH

Изобретение относится к ручному инструменту, а именно, к ключам моментным для нормированной затяжки резьбовых соединений, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.
Известен ключ моментный, в корпусе которого расположен пружинный элемент выполненный в виде торсиона (см. Ключи моментные шкальные модели МТ ТУ 3926-002-29308240-2002). Достоинством ключа является то, что он не требует настройки на крутящий момент.
Недостатком ключа, кроме большой допустимой погрешности (от ±4%), является неудобство в эксплуатации ввиду того, что ключ может работать только торцевыми насадками. Кроме того, отсутствует устройство, сигнализирующее о достижении требуемого крутящего момента.
Известен «Динамометрический ключ» (см. авторское свидетельство СССР №1493453 МКИ В25В 23/14, опубл. 15.07.1989 г.), который по технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к заявляемому изобретению. Принимаем его в качестве прототипа.
Динамометрический ключ, принятый за прототип, содержит корпус с рукояткой, установленный в корпусе торсион, диск, закрепленный на корпусе индикатор и поводок, соединяющий последний с диском, отличается тем, что с целью повышения точности затяжки резьбовых соединений, в диске выполнены равномерно расположенные радиальные пазы, а торсион выполнен в виде закрепленных концами на корпусе стрежней, другие концы которых расположены в радиальных пазах диска.
Динамометрический ключ, принятый за прототип, имеет следующие недостатки:
• первым недостатком данного ключа является большая допустимая погрешность возникающих крутящих моментов, вызванная большим трением в узлах ключа;
• второй недостаток - большое время наладки ключа на требуемый крутящий момент.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении допустимой погрешности за счет уменьшения сил трения в узлах ключа, а также в упрощении в эксплуатации за счет исключения операции настройки ключа на требуемый крутящий момент.
Указанный технический результат достигается тем, что пружинный элемент выполнен в виде торсиона, для передачи крутящего момента на резьбовое соединение используются сменные насадки, имеется устройство, сигнализирующее о достижении требуемого крутящего момента.
Заявляемый ключ моментный предельный отличается тем, что замена сменных насадок позволяет изменять крутящий момент ключа, и настройки ключа на требуемый крутящий момент не требуется. Сигнализирующее устройство представляет собой взаимодействующие подпружиненные шток и собачку, которые, после срабатывания ключа, за счет раскручивания торсиона, возвращаются в исходное положение. Собачка расположена в ползуне, который используется для точной настройки ключа при тарировании.
Возможен также вариант ключа, в котором на ползуне закреплен указатель, показывающий положение, в котором срабатывает сигнализирующее устройство.
Заявляемое изобретение «Ключ моментный предельный» представлено на следующих изображениях:
фиг. 1 - ключ моментный предельный, главный вид;
фиг. 2 - ключ моментный предельный, вид сверху;
фиг. 3 - разрез вида сверху по собачке и штоку.
Ключ моментный предельный состоит из корпуса 1, с которым через обойму 2 соединен один конец торсиона 3. Второй конец торсиона через гильзу 4 жестко связан со сменной насадкой 5. Сменная насадка 5, также через гильзу 4, жестко связана с поводком 6 и держателем 7. В держателе 7 находится ползун 8, в котором расположена подпружиненная собачка 9 и на котором крепится указатель 10. В корпусе 1 расположен подпружиненный шток 11. Положение сменных насадок 5 удерживает гайка 12.
l - расстояние от центра вращения резьбового соединения до оси торсиона 3.
L - расстояние от центра оси торсиона 3 до точки приложения силы при тарировании.
γ - угол закручивания торсиона 3.
Ключ моментный предельный работает следующим образом. В зависимости от требуемого крутящего момента, берется необходимая сменная насадка 5 и закрепляется гайкой 12. Закручивая резьбовое соединение, прикладываем усилие к ручке 13. При достижении определенного момента торсион 3 начинает закручиваться, и шток 11 вступает в контакт с собачкой 9, а пружина 14 начинает сжиматься.
Когда шток 11 выходит из контакта с собачкой 9, происходит щелчок, который сигнализирует о достижении требуемого крутящего момента. Положение указателя 10 указывает место, где должно произойти срабатывание ключа. После снятия усилия с ручки 13, за счет раскручивания торсиона 3, ключ возвращается в исходное положение и готов к дальнейшей эксплуатации.
Изготовление сигнализирующего устройства в виде собачки и штока, взаимодействующих с торсионом, и отсутствие пружинных элементов, создающих крутящий момент, позволяет максимально снизить силы трения в ключе, что уменьшает допустимую погрешность. При испытаниях опытного образца ключа погрешность не превышала 0,5%.
Наличие ползуна позволяет осуществить точную настройку ключа при тарировании путем изменения положения собачки. Это уменьшает допустимую погрешность. Кроме того, появляется возможность в процессе эксплуатации компенсировать износ деталей ключа.
Наличие указателя на ползуне визуально показывает положение, в котором ключ срабатывает и уменьшает погрешности при работе с ключом.
Крутящий момент М, возникающий на ключе в процессе работы
М=P(l+L)=Pl+PL, где
Р - прикладываемое к ручке ключа усилие, при котором ключ срабатывает l и L - см. выше.
Величина PL для конкретного ключа величина постоянная, поэтому, меняя расстояние l сменных насадок, мы получаем необходимые крутящие моменты на ключе, а настройки ключа на требуемый момент не требуется, что ведет к исключению операции настройки ключа и упрощает его эксплуатацию.
Таким образом, заявляемый ключ моментный предельный позволяет упростить его эксплуатацию за счет исключения операции настройки ключа на требуемый крутящий момент, обладает новизной и промышленной применимостью.