RU2345880C1

RU2345880C1 - Multi-spindle nut runner

Info

Publication number: RU2345880C1
Application number: RU2007120628/02A
Authority: RU
Inventors: Борис Юрьевич Житников (RU); Борис Юрьевич Житников; Дмитрий Сергеевич Воркуев (RU); Дмитрий Сергеевич Воркуев; Александр Евгеньевич Матросов (RU); Александр Евгеньевич Матросов; Юли Николаевна Матросова (RU); Юлия Николаевна Матросова
Original assignee: ГОУ ВПО "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева"
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2009-02-10

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: multi-spindle nut runner incorporates a casing housing a motor coupled with a clutch with holders, one being fitted on the input shaft while the other one reciprocates on the output shaft. The proposed nut runner incorporates the mechanisms of intermittent action, spindles and chucks, planetary reduction gear, primary differential mechanism, additional differential mechanisms and reduction gears coupled with the said differential mechanisms. Intermittent action mechanisms are coupled with additional differential mechanisms, on the one side, and, on the other side, with the primary differential mechanism. The total number of differential mechanism makes n-1, where n is the total number of spindles, reduction gears and intermittent action mechanisms.

EFFECT: expanded performances.

1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации и механизации технологических процессов и может быть использовано при разработке автоматических сборочных устройств для групповой сборки резьбовых и цилиндрических деталей.The invention relates to the automation and mechanization of technological processes and can be used in the development of automatic assembly devices for group assembly of threaded and cylindrical parts.

Известен импульсный гайковерт (А.с. №1586903, кл. В25В 21/00, 1990), в корпусе которого размещен двигатель, вал которого кинематически связан со шпинделем, внутренняя обойма муфты свободного хода, наружная обойма, импульсатор, включающий закрепленную на шпинделе втулку с фланцами на торцах, равномерно расположенные по окружности между фланцами втулки упругие элементы кручения, соединенные одним концом с внутренней обоймой муфты свободного хода, другим - с втулкой, механизм прерывистого движения, эксцентрично установленный с возможностью поворота на торце внутренней обоймы муфты свободного хода двуплечий рычаг. Шпиндель с одной стороны через дифференциальный механизм и зубчатые колеса связан с выходными валами, снабженными головкой под ключ для завинчивания, а с другой стороны с механизмом импульсатора. Внутренняя обойма муфты свободного хода установлена на шпинделе с возможностью вращения, а наружная обойма закреплена в корпусе. Механизм прерывистого движения содержит в себе закрепленное на шпинделе зубчатое колесо, обойму, установленную с возможностью вращения на шпинделе и кинематически связанную с выходным валом двигателя через рядную зубчатую передачу. Обойма имеет на внутренней поверхности кулачки. Двуплечий рычаг имеет на одном конце зубчатый сектор для взаимодействия с зубчатым колесом, а на другом - подшипник для взаимодействия с кулачками обоймы.Known pulse wrench (A.S. No. 1586903, class B25B 21/00, 1990), in the housing of which is placed an engine whose shaft is kinematically connected to the spindle, an inner sleeve of a freewheel, an outer sleeve, a pulsator including a sleeve fixed to the spindle with flanges at the ends, elastic torsion elements evenly spaced around the circumference between the flanges of the sleeve, connected at one end to the inner sleeve of the freewheel, and the other with the sleeve, intermittent movement, eccentrically mounted for rotation at the end of the inner cage of the freewheel, the two-arm lever. The spindle, on the one hand, is connected through a differential mechanism and gears to output shafts equipped with a turnkey head for screwing, and, on the other hand, to a pulsator mechanism. The inner cage of the freewheel is mounted on the spindle for rotation, and the outer cage is fixed in the housing. The intermittent movement mechanism comprises a gear fixed to the spindle, a cage mounted rotatably on the spindle and kinematically connected to the output shaft of the engine through an in-line gear transmission. The clip has cams on the inner surface. The two-armed lever has a gear sector at one end for interacting with the gear, and a bearing for interacting with the cams of the cage at the other.

Недостатком данного устройства является низкая точность и стабильность осевых сил затяжки в каждом групповом резьбовом соединении из-за невозможности обеспечения их синхронной затяжки после ввинчивания резьбовых деталей.The disadvantage of this device is the low accuracy and stability of the axial tightening forces in each group threaded connection due to the inability to ensure their synchronous tightening after screwing in the threaded parts.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многошпиндельный гайковерт (Патент РФ №2288834, кл. В25В 21/00, 2006), который содержит корпус, размещенные в нем двигатель, соединенную с ним муфту с обоймами, два шпинделя с головками, планетарный редуктор, два механизма прерывистого движения, один из которых связан с одним из шпинделей и планетарным редуктором, дифференциальный механизм, кинематически связанный с механизмами прерывистого движения и шпинделями, и два редуктора, один из которых кинематически связан с первым шпинделем и первым механизмом прерывистого движения, а второй - со вторым шпинделем и вторым механизмом прерывистого движения. Первый механизм прерывистого движения соединен с первым шпинделем и планетарным редуктором. Одна из обойм муфты закреплена на входном валу, а вторая установлена с возможностью возвратно-поступательного движения на выходном валу, кинематически связанном с дифференциальным механизмом.The closest in technical essence to the proposed invention is a multi-spindle wrench (RF Patent No. 2288834, class B25B 21/00, 2006), which contains a housing, a motor placed in it, a coupling with clips, two spindles with heads, a planetary gearbox , two intermittent motion mechanisms, one of which is connected to one of the spindles and a planetary gear, a differential mechanism kinematically connected to intermittent mechanisms and spindles, and two gears, one of which is kinematically connected to the first spindle and the first intermittent movement mechanism, and the second with the second spindle and the second intermittent movement mechanism. The first intermittent movement mechanism is connected to the first spindle and planetary gear. One of the casing of the clutch is mounted on the input shaft, and the second is mounted with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, kinematically connected with the differential mechanism.

Недостатком данного устройства являются низкие технологические возможности из-за обеспечения качественной сборки только пары резьбовых соединений.The disadvantage of this device is the low technological capabilities due to the high-quality assembly of only a pair of threaded joints.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение указанного недостатка.The problem solved by the invention is to eliminate this drawback.

Это достигается тем, что многошпиндельный гайковерт, содержащий корпус, размещенные в нем двигатель, соединенную с ним муфту с обоймами, одна из которых закреплена на входном валу, а вторая установлена с возможностью возвратно-поступательного движения на выходном валу, два механизма прерывистого движения, два шпинделя с патронами, планетарный редуктор, главный дифференциальный механизм, два редуктора, кинематически связанные с дифференциальным механизмом, снабжен дополнительными шпинделями с патронами, дополнительными редукторами, кинематически связанными со шпинделями, вспомогательными дифференциальными механизмами, кинематически связанными с главным дифференциальным механизмом с одной стороны и через редукторы со шпинделями с другой стороны, дополнительными механизмами прерывистого движения, кинематически связанными со вспомогательными дифференциальными механизмами с одной стороны и кинематически связанными с главным дифференциальным механизмом с другой стороны. Общее число дифференциальных механизмов n-1, где n - общее число шпинделей, редукторов и механизмов прерывистого движения.This is achieved by the fact that a multi-spindle nutrunner, comprising a housing, an engine housed in it, a clutch with clips, one of which is mounted on the input shaft, and the second is mounted with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, two intermittent movements, two spindle with chucks, planetary gear, main differential gear, two gears kinematically connected to the differential gear, equipped with additional spindles with chucks, additional gears, ki nematically connected to spindles, auxiliary differential mechanisms kinematically connected to the main differential mechanism on the one hand and via gearboxes with spindles on the other hand, additional intermittent mechanisms kinematically connected to auxiliary differential mechanisms on the one hand and kinematically connected to the main differential mechanism on the other side. The total number of differential mechanisms is n-1, where n is the total number of spindles, gearboxes and intermittent mechanisms.

Введение в кинематической схеме заявляемого гайковерта дополнительных редукторов, механизмов прерывистого движения обеспечивает возможность увеличения числа шпинделей. Введение вспомогательных дифференциальных механизмов в количестве, при котором общее число дифференциальных механизмов на единицу меньше, чем общее количество шпинделей, редукторов и механизмов прерывистого движения, позволяет создать кинематические связи, при которых в каждой группе из двух шпинделей существуют две ветви вращения, быстроходная, но маломоментная и тихоходная с большим крутящим моментом, наличие которых обеспечивает качественную затяжку. При этом количество шпинделей может быть любым из ряда чисел: 4, 8, 16, 32 и т.д.The introduction in the kinematic scheme of the inventive wrench of additional gearboxes, intermittent motion mechanisms provides the possibility of increasing the number of spindles. The introduction of auxiliary differential mechanisms in an amount in which the total number of differential mechanisms is one less than the total number of spindles, gearboxes, and intermittent motion mechanisms allows you to create kinematic connections in which there are two branches of rotation in each group of two spindles, fast, but low-speed and low-speed with high torque, the presence of which ensures high-quality tightening. The number of spindles can be any of a number of numbers: 4, 8, 16, 32, etc.

Таким образом, технологические возможности заявляемого гайковерта увеличиваются по сравнению с прототипом при сохранении качества сборки.Thus, the technological capabilities of the inventive wrench are increased compared to the prototype while maintaining the build quality.

Четырехшпиндельный гайковерт (чертеж) содержит корпус (условно не показан), размещенные в нем электродвигатель 1, планетарный редуктор 2, механизм разделения ветвей вращения на тихоходную, но высокомоментную и быстроходную, но маломоментную, состоящий из центральной шестерни 3, кинематически связанной с колесами 4. На быстроходной оси вращения шестерни 3 расположена муфта предельного момента кулачкового или зубчатого типа, включающая ведущую полумуфту 5 и ведомую полумуфту 6 с возможностью перемещения вдоль оси, которая является центральной осью главного дифференциального механизма 7 и жестко связана с крестовиной 8. С двух сторон крестовины 8 расположены сателлиты 9 для взаимодействия с колесами 10, кинематически связанными через шестерни 11 с колесами 12. Оси колес 12 являются центральными осями вспомогательных дифференциальных механизмов 13 и 14. Выходные шестерни 15, 16 дифференциального механизма 13 кинематически связаны с колесами 17, 18, а выходные шестерни 19, 20 дифференциального механизма 14 - с колесами 21, 22. Колеса 17, 18, 21, 22 жестко закреплены на промежуточных валах 23, 24, 25, 26, которые через редуктора зубчатых пар 27, 28 и 29, 30 кинематически связаны со шпинделями 31, 32, 33, 34, на которых расположены патроны 35, 36, 37, 38.The four-spindle nutrunner (drawing) contains a housing (not shown conditionally), an electric motor 1, a planetary gearbox 2, a mechanism for dividing the branches of rotation into low-speed, but high-torque and high-speed, but low-speed, consisting of a central gear 3 kinematically connected with wheels 4. On the high-speed axis of rotation of the gear 3 there is a clutch of the limiting moment of a cam or gear type, including a leading coupling half 5 and a driven coupling half 6 with the possibility of movement along an axis that is central the axis of the main differential mechanism 7 and is rigidly connected to the cross 8. The satellites 9 are located on two sides of the cross 8 for interacting with wheels 10 kinematically connected through gears 11 to the wheels 12. The axles of the wheels 12 are the central axes of the auxiliary differential mechanisms 13 and 14. Output gears 15, 16 of the differential mechanism 13 are kinematically connected with the wheels 17, 18, and the output gears 19, 20 of the differential mechanism 14 are connected with the wheels 21, 22. The wheels 17, 18, 21, 22 are rigidly fixed to the intermediate shafts 23, 24, 25, 26, which s through the gear of the gear pairs 27, 28 and 29, 30 are kinematically connected with the spindles 31, 32, 33, 34, on which the chucks 35, 36, 37, 38.

На осях колес 4 расположены механизмы прерывистого движения храпового типа 39, 40, 41, 42. Ведущие обоймы 43, снабженные собачками, связаны с ведомыми обоймами 44, представляющими собой храповые колеса, жестко закрепленные на промежуточных валах 23, 24, 25, 26, которые кинематически через зубчатые пары 27, 28 и 29, 30 связаны со шпинделями 31, 32, 33, 34 и патронами 35, 36, 37, 38.On the axles of the wheels 4 there are intermittent ratchet mechanisms 39, 40, 41, 42. The drive cages 43, equipped with dogs, are connected to the driven cages 44, which are ratchet wheels rigidly fixed to the intermediate shafts 23, 24, 25, 26, which kinematically through gear pairs 27, 28 and 29, 30 are connected with spindles 31, 32, 33, 34 and cartridges 35, 36, 37, 38.

Устройство работает следующим образом. До тех пор, пока суммарный момент сопротивления на шпинделях 31, 32,33, 34 меньше момента, на который настроена муфта предельного момента 5, 6, вращение передается по быстроходным, но маломоментным ветвям вращения: от электродвигателя 1, планетарного редуктора 2, через муфту предельного момента 5, 6, дифференциальный механизм 7, дифференциальные механизмы 13, 14, зубчатые пары 15, 17; 16,18; 19, 21; 20, 22 на промежуточные валы 23, 24, 25,26, через зубчатые пары 27, 28 и 29, 30 редукторов на шпиндели 31, 32, 33, 34, патроны 35, 36, 37, 38 к резьбовым деталям.The device operates as follows. As long as the total resistance moment on the spindles 31, 32,33, 34 is less than the moment at which the limit torque coupling 5, 6 is configured, the rotation is transmitted along high-speed but low-torque rotation branches: from the electric motor 1, planetary gearbox 2, through the coupling limit torque 5, 6, differential mechanism 7, differential mechanisms 13, 14, gear pairs 15, 17; 16.18; 19, 21; 20, 22 to the intermediate shafts 23, 24, 25,26, through gear pairs 27, 28 and 29, 30 of the gearboxes to the spindles 31, 32, 33, 34, cartridges 35, 36, 37, 38 to the threaded parts.

При одинаковых моментах сопротивления на выходных шестернях 15, 16 дифференциального механизма 13 и на шестернях 19,20 дифференциального механизма 14 все шпиндели будут вращаться с одинаковыми скоростями.With the same moments of resistance on the output gears 15, 16 of the differential mechanism 13 and on the gears 19.20 of the differential mechanism 14, all spindles will rotate at the same speeds.

Когда на шестерне 19 дифференциального механизма 14 сопротивление возрастет, тогда вращение на колесо 21 передаваться не будет, и оно остановится, следовательно, остановится промежуточный вал 25 и в конечном счете шпиндель 33. В это же время за счет свойства дифференциального механизма шестерня 20 начнет вращаться в два раза быстрее и в конечном счете шпиндель 34 также начнет вращаться быстрее в два раза.When the resistance increases on the gear 19 of the differential mechanism 14, then the rotation will not be transmitted to the wheel 21, and it will stop, therefore, the intermediate shaft 25 and ultimately the spindle 33 will stop. At the same time, due to the property of the differential mechanism, the gear 20 will begin to rotate in two times faster and ultimately the spindle 34 will also begin to rotate twice faster.

Когда скорость вращения храпового колеса больше, чем обоймы 43, собачка проскальзывает по зубьям храпового колеса, не входя в зацепление с храповым колесом ведомой обоймы 44. За счет вращения тихоходной ветви собачка ведущей обоймы 43 механизма прерывистого движения войдет в зацепление и начнет передавать вращение по тихоходной ветви промежуточному валу 25 и в конечном итоге шпинделю 33, который преодолеет сопротивление, вызванное случайными факторами, например некачественной резьбой. Сопротивление на выходных шестернях дифференциального механизма 14 станет одинаковым и шпиндели 33, 34 вновь будут вращаться с одинаковыми угловыми скоростями.When the rotational speed of the ratchet wheel is greater than the yoke 43, the dog slides along the teeth of the ratchet wheel without being engaged with the ratchet wheel of the driven yoke 44. By rotating the low-speed branch, the dog of the driving yoke 43 of the intermittent movement mechanism will mesh and begin to transmit rotation in the low-speed branches to the intermediate shaft 25 and ultimately the spindle 33, which will overcome the resistance caused by random factors, such as poor-quality threads. The resistance on the output gears of the differential mechanism 14 will become the same and the spindles 33, 34 will again rotate at the same angular speeds.

Аналогичные случаи могут происходить и на дифференциальном механизме 13 и т.д.Similar cases can occur on the differential mechanism 13, etc.

Как только суммарный момент сопротивления на быстроходной ветви вращения на оси муфты предельного момента 5, 6 достигнет момента ее срабатывания, ее полумуфты начнут проскальзывать, не передавая вращения. Собачки ведущих обойм 43 механизмов прерывистого движения войдут в зацепление с зубьями храповых колес, и вращение на шпиндели будет передаваться по тихоходным ветвям, т.е. резьбовые детали практически синхронно будут поворачиваться на одинаковые углы.As soon as the total moment of resistance on the high-speed branch of rotation on the axis of the coupling of the limiting moment 5, 6 reaches the moment of its operation, its half-couplings will begin to slip without transmitting rotation. Dogs of the leading cages 43 of the intermittent movement mechanisms will mesh with the teeth of the ratchet wheels, and the rotation on the spindles will be transmitted along low-speed branches, i.e. threaded parts will rotate almost equally synchronously.

Claims

A multi-spindle nutrunner containing a housing, an engine located therein with a clutch with clips connected to it, one of which is rigidly mounted on the input shaft, and the second is mounted on the output shaft with the possibility of reciprocating motion, two intermittent movement mechanisms, two spindles with cartridges , planetary gearbox, main differential gear and two gearboxes kinematically connected to the main differential gear, characterized in that it is equipped with additional spindles with cartridges, additional gearboxes kinematically connected to the spindles, auxiliary differential mechanisms kinematically connected to the main differential mechanism on the one hand and gearboxes with spindles on the other hand, additional intermittent mechanisms kinematically connected to the auxiliary differential mechanisms on the one hand and the main differential mechanism - on the other hand, with the total number of differential mechanisms n-1, where n is the total number of spindles, gearboxes and fur isms intermittent motion.