RU106167U1

RU106167U1 - DYNAMETRIC KEY

Info

Publication number: RU106167U1
Application number: RU2011107471/02U
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Кузьмин; Александр Юрьевич Овечкин
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-07-10

Abstract

Динамометрический ключ для затяжки резьбовых соединений, содержащий головку ключа, упругий стержень, неподвижный стержень, индикатор, пьезопреобразователи и волновод, отличающийся тем, что волновод, расположен внутри металлического корпуса, при этом охватывает болт, контактирует с торцом гайки и выполнен с несколькими продольными радиально-винтовыми прорезями с возможностью продольного перемещения при затяжке резьбы под воздействием продольных ультразвуковых колебаний. A torque wrench for tightening threaded connections containing a key head, an elastic rod, a fixed rod, an indicator, piezoelectric transducers and a waveguide, characterized in that the waveguide is located inside the metal body, while covering the bolt, is in contact with the end face of the nut and is made with several longitudinal radially screw slots with the possibility of longitudinal movement when tightening the thread under the influence of longitudinal ultrasonic vibrations.

Description

Полезная модель относится к ручному инструменту для тарированной затяжки резьбовых соединений и может быть использована в любой отрасли машиностроения.The utility model relates to a hand tool for calibrated tightening of threaded joints and can be used in any industry.

Известны устройства для тарированной затяжки резьбовых соединений - динамометрические ключи, которые определяют угол поворота или перемещение упругого элемента и предназначены для ручной сборки резьбовых соединений.Known devices for calibrated tightening of threaded joints - torque wrenches that determine the angle of rotation or movement of the elastic element and are intended for manual assembly of threaded joints.

Известны торцовые динамометрические ключи для затяжки резьбовых соединений по углу поворота [Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. - 230 с.].Known mechanical torque wrenches for tightening threaded joints in the angle of rotation [Birger I.A., Iosilevich GB Threaded connections. M .: Engineering, 1973. - 230 p.].

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.The disadvantages of the known devices are the difficulty of calculating the compliance of the parts to be pulled together, the determination of the initial angle of rotation, at which the gaps in the joint are completely selected, makes this method ineffective. In addition, the tightening torque in the angle of rotation of the nut is unsuitable for connections with short bolts, since the calculated angle of rotation of the nut is small and the error of the method is most affected.

Известен динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений, содержащий головку ключа, упругий элемент, индикатор, ненагруженный стержень [Иосилевич Г.Б. и др. Затяжка и стопорение резьбовых соединений. Справочник. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.]. При затяжке гайки упругий элемент испытывает изгибную деформацию пропорционально приложенному усилию. Перемещение упругого элемента относительно неподвижной шкалы, установленной на ненагруженном стержне, определяет приложенный момент. Цену деления шкалы получают расчетным путем или при тарировании ключа мерными грузами. На рукоятке упругого элемента находится индикатор, у которого циферблат проградуирован величиной приложенного момента.A known torque wrench for calibrated tightening of threaded connections containing a key head, an elastic element, an indicator, an unloaded rod [Iosilevich GB etc. Tightening and locking of threaded connections. Directory. M .: Engineering, 1985. - 240 p.]. When the nut is tightened, the elastic element experiences bending deformation in proportion to the applied force. The movement of the elastic element relative to a fixed scale mounted on an unloaded rod determines the applied moment. The scale division price is obtained by calculation or by taring the key with measured weights. An indicator is located on the handle of the elastic element, the dial of which is calibrated by the magnitude of the applied moment.

Известен динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений при воздействии ультразвуковых колебаний, содержащий головку ключа, упругий элемент, индикатор, ненагруженный стержень, пьезопреобразователи и волновод [Патент РФ №86522, Б.И. №27, 2009 г.]. Внутри корпуса размещены пьезопреобразователи, соединенные с генератором электрических импульсов, сообщающие при затяжке резьбы посредством волновода ультразвуковые колебания на боковые грани гайки.A known torque wrench for calibrated tightening of threaded connections when exposed to ultrasonic vibrations, containing a key head, an elastic element, an indicator, an unloaded rod, piezoelectric transducers and a waveguide [RF Patent No. 86522, B. I. No. 27, 2009]. Piezoelectric transducers are placed inside the housing, connected to an electric pulse generator, which, when the thread is tightened by means of a waveguide, ultrasonic vibrations to the side faces of the nut.

Недостатком известного динамометрического ключа является воздействие ультразвука на боковые грани гайки в поперечном направлении перпендикулярно к оси болта.A disadvantage of the known torque wrench is the effect of ultrasound on the side faces of the nut in the transverse direction perpendicular to the axis of the bolt.

Наиболее близким устройством того же назначения по совокупности признаков является динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений при воздействии ультразвуковых колебаний, содержащий головку ключа, упругий стержень, ненагруженный стержень, индикатор, пьезопреобразователи и волновод. [Патент РФ №98706, Б.И. №30, 2010 г.].The closest device for the same purpose in terms of features is a torque wrench for calibrated tightening of threaded connections when exposed to ultrasonic vibrations, containing a key head, an elastic rod, an unloaded rod, an indicator, piezoelectric transducers and a waveguide. [RF Patent No. 98706, B.I. No. 30, 2010].

Недостаток известного динамометрического ключа заключается в том, что волновод, расположенный внутри металлического корпуса, охватывающий болт и контактирующий с торцем затягиваемой гайки, выполнен с возможностью продольного перемещения вдоль оси болта при затяжке резьбы под воздействием продольных ультразвуковых колебаний.A disadvantage of the known torque wrench lies in the fact that the waveguide located inside the metal housing, covering the bolt and in contact with the end face of the tightened nut, is made with the possibility of longitudinal movement along the axis of the bolt when tightening the thread under the influence of longitudinal ultrasonic vibrations.

Анализ результатов исследований показал, что одним из факторов облегчающих затяжку резьбовых соединений, является воздействие ультразвуковых колебаний под некоторым углом к поверхности торца гайки в сторону ее завинчивания, для чего требуются меньшее усилие, меньший момент по сравнению с затяжкой резьбы под воздействием продольных ультразвуковых колебаний волновода на торец гайки.An analysis of the research results showed that one of the factors facilitating the tightening of threaded joints is the effect of ultrasonic vibrations at a certain angle to the surface of the nut face towards its screwing, which requires less effort, less torque compared to thread tightening under the influence of longitudinal ultrasonic vibrations of the waveguide on end face of the nut.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что Внутри корпуса упругого элемента динамометрического ключа размещены пьезопреобразователи, соединенные с генератором, и волновод, который сообщает под некоторым углом ультразвуковые колебания на торец гайки в сторону завинчивания резьбового соединения.The essence of the proposed utility model lies in the fact that inside the case of the elastic element of the torque wrench are placed piezoelectric transducers connected to the generator, and a waveguide that transmits ultrasonic vibrations at a certain angle to the end of the nut in the direction of screwing the threaded connection.

Технический результат - повышение производительности устройства, расширение функциональной его возможности, сохраняемости витков резьбы и в целом надежности работы резьбовых соединений.The technical result is an increase in the productivity of the device, the expansion of its functionality, the persistence of the threads and the overall reliability of the threaded connections.

Указанный технический результат полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для затяжки резьбовых соединений содержится сменная головка ключа, упругий стержень, индикатор, неподвижный стержень, пьезопреобразователи и волновод. Особенность заключается в том, что внутри корпуса размещены пьезопреобразователи, соединенные с генератором, и волновод, который имеет несколько глубоких радиально-винтовых прорезей. Наличие на волноводе нескольких продольных глубоких радиально-винтовых прорезей при воздействии ультразвуковых колебаний и “бомбардировки” волновода на торец гайки способствуют возникновению тангенциальных составляющих сил, сообщающих крутильные колебания и создающих дополнительно крутящий момент для завинчивания или свинчивания гайки. Кроме того, ультразвуковые колебания снижают коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки, обеспечивая с меньшим моментом высокую затяжку резьбы без задиров, заеданий и схватываний.The specified technical result of the utility model is achieved by the fact that the known device for tightening threaded connections contains a replaceable key head, an elastic rod, an indicator, a fixed rod, piezoelectric transducers and a waveguide. The peculiarity lies in the fact that piezoelectric transducers connected to a generator and a waveguide, which has several deep radial screw slots, are placed inside the housing. The presence on the waveguide of several longitudinal deep radial screw slots under the influence of ultrasonic vibrations and the “bombardment” of the waveguide on the nut end contribute to the emergence of tangential forces that impart torsional vibrations and create additional torque for screwing or screwing the nut. In addition, ultrasonic vibrations reduce the friction coefficients in the thread and on the end of the nut, providing with a lower moment a high tightening of the thread without burrs, seizures and seizures.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан предлагаемый динамометрический ключ для затяжки резьбовых соединений, на фиг.2 - металлический корпус в сборе, на фиг.3 - сменная головка для затяжки гаек.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows the proposed torque wrench for tightening threaded joints, in Fig. 2 - a metal housing assembly, in Fig. 3 - an interchangeable head for tightening nuts.

Динамометрический ключ состоит из металлического корпуса 1 цилиндрической формы, упругого стержня 2, рукоятки 3, неподвижного стержня 4, приваренных к металлическому корпусу 1, и индикатора 5, который крепится к неподвижному стержню 4 винтом 6. Металлический корпус 1 цилиндрической формы (фиг.2) содержит волновод 7, пьезопреобразователи 8, гайку 9 с текстолитовой прокладкой 10, стягивающую пьезопреобразователи 8, центрирующую пружину 11, крышку корпуса 12, которая имеет лыску под ключ для затяжки резьбы, винт 13, поджимающий центрирующую пружину 11, текстолитовую прокладку 14, сменную головку 15 под гайку 16.The torque wrench consists of a metal body 1 of a cylindrical shape, an elastic rod 2, a handle 3, a fixed rod 4, welded to the metal body 1, and an indicator 5, which is attached to the fixed shaft 4 by a screw 6. The metal case 1 of a cylindrical shape (figure 2) contains a waveguide 7, piezoelectric transducers 8, a nut 9 with a textolite gasket 10, constricting the piezoelectric transducers 8, a centering spring 11, a housing cover 12, which has a turnkey flange for tightening the thread, a screw 13 that compresses the centering spring 11, kstolitovy laying 14, an interchangeable head 15 under a nut 16.

Во избежание рассеяния ультразвуковой энергии центрирующая пружина 11 упирается в текстолитовую прокладку 10. Сменная головка 15 динамометрического ключа имеет шестигранное отверстие под гайку 16 и размещается в гнезде квадратной формы металлического корпуса 1 (фиг.3).In order to avoid dispersion of ultrasonic energy, the centering spring 11 abuts against the textolite gasket 10. The replaceable head 15 of the torque wrench has a hexagonal hole for the nut 16 and is placed in a square-shaped socket of the metal housing 1 (Fig. 3).

Динамометрический ключ работает следующим образом.The torque wrench works as follows.

Для затяжки гайки 16 подбирают сменную головку 15, которую устанавливают на металлический корпус 1 и фиксируют в нем кулачками. Затем подают электрические импульсы, которые посредством пьезопреобразователей 8 преобразуются в ультразвуковые колебания и через волновод 7 подаются на торец гайки 16, сообщая ей крутильные колебания.To tighten the nut 16, a replaceable head 15 is selected, which is mounted on the metal housing 1 and fixed in it with cams. Then electrical impulses are supplied, which are converted by means of piezoelectric transducers 8 into ultrasonic vibrations and fed through the waveguide 7 to the end face of the nut 16, giving it torsional vibrations.

Наличие на волноводе 7 нескольких продольных глубоких радиально-винтовых прорезей при воздействии ультразвуковых колебаний и “бомбардировки” волновода на торец гайки 16 способствуют возникновению тангенциальных составляющих сил, сообщающих крутильные колебания и создающих дополнительно крутящий момент для завинчивания или свинчивания гайки 16. Кроме того ультразвуковые колебания снижают коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки 16, обеспечивая с меньшим моментом высокую затяжку резьбы без задиров, заеданий и схватываний.The presence on the waveguide 7 of several longitudinal deep radial screw slots under the influence of ultrasonic vibrations and “bombardment” of the waveguide on the end face of the nut 16 contributes to the emergence of tangential components of forces that impart torsional vibrations and create additional torque for tightening or screwing the nut 16. In addition, ultrasonic vibrations reduce friction coefficients in the thread and on the end face of the nut 16, providing with a lower moment a high tightening of the thread without scoring, jamming and setting.

Здесь ультразвуковые колебания посредством волновода 7, сообщая крутильные колебания гайке 16, могут не только содействовать затяжке резьбового соединения, но и свинчиванию гайки 16. Особенно при ремонте техники трудно в резьбовых соединениях свинтить старую “прикипевшую” гайку, для чего достаточно, чтобы волновод 7 имел вдоль своей оси несколько глубоких радиально-винтовых прорезей с углом наклона в противоположную сторону затяжке резьбы и при воздействии ультразвуковых колебаний возникают крутильные колебания и дополнительный крутящий момент в сторону ее свинчивания.Here, ultrasonic vibrations through the waveguide 7, giving torsional vibrations to the nut 16, can not only help tighten the threaded connection, but also make the nut 16. It is especially difficult to repair the old “stuck” nut in threaded joints, for which it is enough that the waveguide 7 has along its axis there are several deep radial screw slots with an angle of inclination in the opposite direction to the thread tightening and when exposed to ultrasonic vibrations, torsional vibrations occur and additional twisting present moment in the direction of her make-up.

Claims

A torque wrench for tightening threaded connections containing a key head, an elastic rod, a fixed rod, an indicator, piezoelectric transducers and a waveguide, characterized in that the waveguide is located inside the metal body, while covering the bolt, is in contact with the end face of the nut and is made with several longitudinal radially screw slots with the possibility of longitudinal movement when tightening the thread under the influence of longitudinal ultrasonic vibrations.