Электрический вибрационныйгайковерт

Электрический вибрационныйгайковерт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it>848334 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.05.79 (21) 2771200/25-28 с присоединением заявки ¹ .(23) Приоритет

Опубликовано 23.07.81. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23. 07. 81 (51)M Кл З

В 25 В 21/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открыти и (53) УДК 621.883 (088.8) С;„- 4 ... I

Хэ4, t. м - 1 и

Г.Т. Левченко, A.A. През и A.Н. Радзикойс суй

М

rl=g

) ч

4 к;,,„„...

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРАЦИОННЫЙ ГАЙКОВЕРТ

Изобретение относится к ручным инструментам, а именно к электричес ким вибрационным гайковертам, и может быть использовано в любой отрасли промышленности при завлнчивании или отвинчивании резьбовых изделий конструкций.

Известен электрический вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, двигатель, боек, наконечник со .сменной головкой и шпиндель с пружиной для передачи крутящего момента на наконечник (1) .

Недостаток указанного гайковерта заключается в том, что частота крутильных колебаний наконечника ограничена как малой. частотой вращения двигателя, так и применением механических переключателей (ударных зацепйний, .храповиков и т.п.), которые работают эффективно на частотах не выше 50 Гц, потому что на более высоких частотах имеют малые размеры, непрочны н быстро выходят из строя. Кроме того, применение для повышения вращающего момента способа накопления энергии в механических конденсаторах (пружинах) приводит к возникновению низкочастотных вибраций инструмента, отрицательно воздействующих на оператора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрический вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, двигатель, боек и наконечник со сменной рабочей головкой (2) .

Недостатком указанного гайковерта является низкая частота ударов массивного бойка по наконечнику, что предопределяет необходимость передачи большой мощности в момент удара и, следовательно, приводит к разру15 шению ударного зацепления. Возникающая при работе низкочастотная вибрация инструмента воздействует на оператора, что требует введения в конструкцию специальных механических

20 резонаторов,состоящих из массивных тел и пружин, усложняющих конструкцию гайковерта и снижающих его эффективность.

Цель изобретения — повышение эффективности и уменьшение габаритор.

Укаэанная цель достигается тем, что гайковерт снабжен акустической фильтр-пробкой, двигатель и боек вы полнены в виде пьезокерамического

30 1полого цилиндра с электродами на

848334

40 торцах, направление поляризации пьеэокерамики которого расположено под острым углом к его торцам,последние соединены: один с наконечником а другой с корпусом через акусти ескую фильтр-пробку.

Кроме того, указанная цель дости5 гается за счет того, что акустическая фильтр-пробка выполнена в виде упругих пластин.

На фиг. 1 изображен гайковерт, продольный разрез; на фиг.2 — сечение A-А на фиг.1.

Электрический вибрационный гайковерт содержит корпус 1 с рукояткой

2 и наконечник 3 со сменной головкой

4, акустическую фильтр-пробку 5,вы- 15 полненную из упругих пластин. Корпус

1 выполнен в виде прилива б со стержнем 7, соединенным с рукояткой 2, имеющей штепсельный разъем 8, кроме того, гайковерт содержит двигатель 2О и боек, которые выполнены в виде пьезокерамического полого цилиндра 9, имеющего проводники 10 электродов

11, расположенных на его торцах, с направлением поляризации пьеэокерамики под острым углом к его торцам.

Один из торцов цилиндра 9 соединен с наконечником 3, другой торец закреплен акустической фильтр-пробкой 5 на корпусе 1. Последний, рукоятка

2 и акустическая фильтр-пробка 5 выполнены с отверстиями 12, 13 и 14, сообщенными с полостью цилиндра 9 и образующими единый канал, в котором размещены подведенные к штепсельному разъему 8 проводники 10 электродов 11. Направление поляризации "Р" пьезокерамики показано стрелками (фиг.1).

Электрический вибрационный гайковерт работает следующим образом.

На электроды 11 гайковерта подают электрическое напряжение и прижимают головку 4 наконечника 3 к резьбовому соединению с усилием не более 20 Н.

Вследствие обратного пьезоэффекта вдоль пьезокерамического цилиндра 9 возбуждаются механические продольные волны и волны сдвига (крутильные колебания). Специальным подбором размеров пьезокерамического цилиндра

9, упругих пластин фильтра-пробки 5 и прилива б добиваются фазового сдвига между продольными и крутильными колебаниями,. близкого к 90 .

Тогда в момент максимального смещения наконечника 3 вперед (когда ro- 55 ловк 4 наконечника касается реэьбового соединения (на чертеже не показано) и между ними возникает фрикционное сцепление, скорость крутильных колебаний достигает максимального @ значения. В крайнем заднем положении скорость вращения наконечника 3 также максимальна и направлена в обратную сторону, но наконечник 3 не касается разьбового соединения.Таким образом, на резьбовое соединение действует вращающий момент, пропорциональный электрическому напряжению и величине фрикционного сцепления зависящего от материала головки 4 и

1 конфигурации поверхности сцепления.

Для эффективной работы гайковерта необходимо настроить в резонанс оба вида колебаний на частоту источника питания. Длину (высоту) пьезокерамического цилиндра подбирают из условия настройки крутильных колебаний на резонансную частоту источника питания

V

О где 6

У

2. длина пружин, толщина пружин, скорость продольных акустических волн в материале пружины, для стали Ч, 5,2 ° 10 м/с. где fo — резонансная частота крутильных .колебаний цилиндра (частота источника питания);

V< — скорость сдвиговых акустических волн в пьезокерамике, для ЦТС вЂ” 23 Ч, = 2 10 м/с; длина (высота) цилиндра.

Так как скорость распространения продольных волн в 1,6 раза больше скорости волн сдвига, собственная резонансная частота цилиндра 9 для продольных колебаний на 30% больше резонансной частоты крутильных колебаний. Для снижения резонансной частоты продольных колебаний к основанию цилиндра 9 со стороны рукоятки 2 через упругие пластины фильтр-пробки, 5, работающие на изгиб, присоединен прилив 6, масса которого рассчитана так, чтобы реактивный характер продольных колебаний предельно уменьшился,в результате чего реактивное сопротивление для продольных колебаний цилиндра 9 на частоте Го было бы примерно в три раза больше эквивалентного сопротивления механических потерь на продольных колебаниях,возникающих в момент прижима гайковерта к гайке реэьбового соединения, а также от влияния руки оператора. Указанным приемом возбуждают достаточно сильное продольное возвратно-поступательное движение сменной головки 4 наконечника 3, сохраняя при этом реактивный характер продольных колебаний со сдвигом фазы, близким к 90 по отношению к крутильным колебаниям.

Влияние массы прилива б на частоту крутильных колебаний устраняют настройкой в резонанс изгибных пружин

5 системы крепления цилиндра 9 к наконечнику 7 прилива б корпуса 1. Длина к толщина пружин 5 связаны с резонансной частотой формулой

848334

2О

25 мг. 1

ВНИИПИ Заказ 5978/20 Тираж 1090 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4

Таким образом, фильтр-пробка 5 не пропускает крутильные колебания и создает практически достаточный механический контакт прилива 6 с цилиндром 9 для прохождения продольных колебаний. Прилив 6 во время работы гайковерта совершает достаточно сильные возвратно-поступательные колебания, которые могут прони у кать по стержню 7 в рукоятку 2. Для странения действия их на руки оператора,длину стержня 7 прилива 6 корпуса 1 подбирают равной четверти длины продольной волны, распростра-. няющейся в материале стержня 7. В этом случае рукоятка 2 расположена в узле скорости акустических колеба- 15 йий и высокочастотная вибрация ее минимальна.

Предлагаемый гайковерт при равном крутящем моменте в сравнении с известными обладает меньшей массой.

Отсутствие низкочастотных вибраций и уменьшение мускульных затрат оператора в процессе затяжки резьбовых соединений повышает производительность работы и качество монтажа.

Формула изобретения

1. Электрический вибрационный гайковерт, содержащий корпу-с с рукояткой, двигатель, оек и наконечник со сменной рабочей головкой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности и уменьшения габаритов, он снабжен акустической фильтр-пробкой, двигатель и боек выполнены в виде пьезокерамического полого цилиндра с электродами на торцах, направление поляризации пьезокерамики которого расположено под острым углом к его торцам, последние соединены„один с наконечником, а другой с корпусом через акустическую фильтр-пробку.

2. Гайковерт по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что акустическая фильтр-пробка выполнена в виде упругих пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бармаш В.Н. и др. Ручные машины для монтажных и отделочных работ. M., Машгиз,1960, с. 60.

2. Патент США Р 2733621, кл. 81-52.3, 1958 (прототип).