RU2508978C2

RU2508978C2 - Multi-spindle nut runner

Info

Publication number: RU2508978C2
Application number: RU2012124610/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Захарович Житников; Борис Юрьевич Житников; Юлия Николаевна Матросова
Original assignee: ФГБОУ ВПО "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева"
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012124610A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mechanization of technological processes and may be used in making threaded joints. Proposed nut runner comprises case to accommodate motor 1, high-rpm low-torque and low-rpm high-torque rotation branches 13, 19, 27, 32, spindle rpm shifting mechanism engaged with motor 1, two clutches 10, 16, of which one of half-couplings being rigidly fitted on input shaft and another one on output shaft to reciprocate thereon, intermittent motion mechanisms 47, 49, 51, 53, two differential mechanisms 7, 22 and reduction gears 12, 18, 26, 31 articulated with differential mechanisms 7, 22. Besides, it incorporates extra clutches 24, 29, limit stops 54, 55, 56, 57 in contact with every clutch and clutch half-coupling operation pulse counter 58 fitted to interact with one of said clutches. Note here that all clutches 10, 16, 24, 29 are arranged downstream of differential mechanisms 7, 22 and articulated with reduction gears 72, 18, 26, 31.

EFFECT: higher precision of tightening, sealed joints.

1 dwg

Description

Изобретение относится к механизации технологических процессов и может быть использовано в любой отрасли при монтаже резьбовых соединений.The invention relates to the mechanization of technological processes and can be used in any industry for the installation of threaded connections.

Известен многошпиндельный гайковерт (Патент РФ №2345880, МПК В25В 21/00, В23Р 19/06, 2009 г.), который содержит 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, механизмы прерывистого движения, шпиндели с патронами, планетарный редуктор, главный дифференциальный механизм, редукторы, кинематически связанные с главным дифференциальным механизмом, дополнительные шпиндели с патронами, дополнительные редукторы, кинематически связанные с дополнительными шпинделями, вспомогательные дифференциальные механизмы, кинематически связанные с главным дифференциальным механизмом с одной стороны и через редукторы со шпинделями - с другой стороны, дополнительные механизмы прерывистого движения, кинематически связанными со вспомогательными дифференциальными механизмами с одной стороны и с главным дифференциальным механизмом - с другой стороны.Known multi-spindle wrench (RF Patent No. 2345880, IPC V25V 21/00, V23P 19/06, 2009), which contains a housing, a motor placed in it, a coupling with clips connected to it, one of which is mounted on the input shaft, and the second is mounted with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, intermittent movement mechanisms, spindles with cartridges, planetary gearbox, main differential mechanism, gearboxes kinematically connected with the main differential mechanism, additional spindles with cartridges, are optional gears kinematically connected with additional spindles, auxiliary differential mechanisms kinematically connected with the main differential mechanism on the one hand and gears with spindles, on the other hand, additional intermittent mechanisms kinematically connected with the auxiliary differential mechanisms on the one hand and with the main differential mechanism - on the other hand.

Недостатком данного устройства является наличие на этапе предварительной затяжки относительной погрешности моментов затяжки, связанной с расположением муфты, которая срабатывает от суммы сопротивлений завинчиванию на всех шпинделях, в то время как некоторые шпиндели могут быть уже затянуты на момент предварительной затяжки и более, а один или два шпинделя только начнут предварительную затяжку. Относительная погрешность моментов затяжки резьбовых соединений находится в пределах величины момента предварительной затяжки, который лежит в диапазоне 4-6% и более от номинального значения.The disadvantage of this device is the presence at the stage of preliminary tightening of the relative error of the tightening torques associated with the location of the coupling, which is triggered by the sum of the resistance to tightening on all spindles, while some spindles can already be tightened at the time of preliminary tightening or more, and one or two spindle will only begin pre-tightening. The relative error of the tightening torques of threaded connections is within the range of the pre-tightening torque, which lies in the range of 4-6% or more of the nominal value.

Кроме того, с момента срабатывания муфты начинается неодновременная окончательная затяжка, что может привести к перекосу сопрягаемых поверхностей узла и детали, а, следовательно, к негерметичности стыков.In addition, from the moment the clutch engages, the non-simultaneous final tightening begins, which can lead to a skew of the mating surfaces of the assembly and the part, and, consequently, to leakage of the joints.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многошпиндельный гайковерт (Разработка семейства высокоточных многошпиндельных гайковертов нового класса на основе одного привода: монография / Д.С. Воркуев, Ю.З. Житников; под общ. ред. Ю.З. Житникова.- М.: Машиностроение, 2009, с.60-61), который содержит корпус, размещенные в нем двигатель с редуктором, две ветви вращения: быстроходную, но маломоментную и тихоходную, но высокомоментную, механизм переключения с быстроходной на тихоходную ветви вращения, два дифференциальных механизма, две муфты с обоймами, одна из обойм которых закреплена на входном валу, а вторая установлена с возможностью возвратно-поступательного движения на выходном валу, механизмы прерывистого движения, шпиндели с патронами и редукторы, кинематически связанные с дифференциальными механизмами, причем муфты расположены перед дифференциальными механизмами.The closest in technical essence to the proposed invention is a multi-spindle wrench (Development of a family of high-precision multi-spindle wrenches of a new class based on one drive: monograph / D.S. Vorkuev, Yu.Z. Zhitnikov; under the general editorship of Yu.Z. Zhitnikov.- M .: Mashinostroenie, 2009, p.60-61), which contains a housing, a motor with a gearbox placed in it, two branches of rotation: high-speed, but low-speed and low-speed, but high-torque, a switching mechanism from high-speed to low-speed branches of rotation, two different mechanisms, two clutches with cages, one of which cages is fixed on the input shaft, and the second is mounted with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, intermittent movement mechanisms, spindles with cartridges and gearboxes, kinematically connected with differential mechanisms, and the couplings are located in front of differential mechanisms.

Недостатком данного устройства является низкая точность из-за наличия на этапе предварительной затяжки резьбового соединения погрешности моментов (осевых сил) затяжки, составляющей 6-7% от номинальных значений, что в совокупности с погрешностями моментов на этапе окончательной затяжки составляет 8,5-10%.The disadvantage of this device is the low accuracy due to the presence at the stage of preliminary tightening of the threaded connection, the error of the moments (axial forces) of the tightening component of 6-7% of the nominal values, which in combination with the errors of the moments at the stage of the final tightening is 8.5-10% .

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, быстроходную, но маломоментную и тихоходную, но высокомоментную ветви вращения, механизм переключения скоростей вращения по шпинделям, соединенный с двигателем, две муфты, одна из полумуфт которых жестко закреплена на входном валу, а вторая установлена с возможностью возвратно-поступательного движения на выходном валу, механизмы прерывистого движения, шпиндели с патронами, два дифференциальных механизма и редукторы, кинематически связанные с дифференциальными механизмами, снабжен дополнительными муфтами, конечными выключателями, контактирующими с каждой из муфт и датчиком отсчета импульсов срабатывания одной из полумуфт муфты, установленным с возможностью взаимодействия с одной из муфт, при этом все муфты размещены после дифференциальных механизмов и кинематически связаны с редукторами.This is achieved by the fact that a multi-spindle nutrunner containing a housing, an engine located in it, high-speed but low-speed and low-speed, but high-torque rotation branches, a mechanism for switching spindle speeds connected to the engine, two couplings, one of which coupling halves is rigidly fixed to the input shaft, and the second is installed with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, intermittent movement mechanisms, spindles with cartridges, two differential mechanisms and gears, kinematically connected nnye with differential mechanisms provided with additional sleeves, limit switches are in contact with each of the clutches and the reference trigger pulse generator of one of the coupling halves clutch mounted to engage one of the clutches while all couplings are placed after the differential mechanisms and kinematically linked with gearboxes.

Проанализируем процесс предварительной затяжки болтов M12 при скреплении узла и фланца с установкой полиуретанового уплотнения предлагаемым устройством и прототипом. Исходные данные приведены в таблице.Let us analyze the process of preliminary tightening of M12 bolts when fastening the assembly and the flange with the installation of a polyurethane seal by the proposed device and prototype. The initial data are given in the table.

Угол затяжки резьбового соединения находится из выражения:The tightening angle of the threaded connection is found from the expression:

$ϕ = \frac{2 π Q_{З} ℓ_{б}}{F_{б} E_{п р} P} = 3,125 (р а д) = 179^{\circ},$

ϕ = \frac{2 π Q_{3} ℓ_{b}}{F_{b} E_{P R} P} = 3,125 (R but d) = 179^{\circ},

где Е_пр - приведенный модуль упругости материала болта и уплотненияwhere E _CR - reduced modulus of elasticity of the material of the bolt and seal

$Е_{п р} = \frac{2 Е_{1} \cdot Е_{2}}{Е_{1} + Е_{2}} = 62992 (к г / с м^{2}),$

E_{P R} = \frac{2 E_{one} \cdot E_{2}}{E_{one} + E_{2}} = 62992 (to g / from m^{2}),

где E₁ и Е₂ - модуль упругости болта и уплотнения соответственно.where E ₁ and E ₂ - the elastic modulus of the bolt and seal, respectively.

Угол рассогласования при ручном наживлении резьбовых деталей составляет:The mismatch angle for manual baiting of threaded parts is:

φ_н=20°=0,111·π(рад).φ _n = 20 ° = 0.111 · π (rad).

Угол рассогласования при завинчивании от различия длин нарезанной резьбы в пределах допуска Δ равен:The mismatch angle when tightening from the difference in the lengths of the cut thread within the tolerance Δ is equal to:

φ_д=61,71°=0,343π (рад).φ _d = 61.71 ° = 0.343π (rad).

Суммарный угол отставания при завинчивании одной резьбовой детали от другой составляет:The total lag angle when screwing one threaded part from another is:

φ=φ_н+φ_д=0,454π (рад).φ = φ _n + φ _d = 0.454π (rad).

При частоте вращения шпинделя n=60(об/мин) по быстроходной ветви, угловая скорость вращения составит:When the spindle speed n = 60 (rpm) along the high-speed branch, the angular rotation speed will be:

$ω_{Б} = \frac{π n}{30} = 6,28 (c^{- 1}) .$

ω_{B} = \frac{π n}{thirty} = 6.28 (c^{- one}) .

При частоте вращения n=15 (об/мин) первого шпинделя от механизма свободного хода в прототипе угловая скорость равна:When the rotation frequency n = 15 (rpm) of the first spindle from the freewheel mechanism in the prototype, the angular velocity is equal to:

ω_МСХ=1,57 (с^-1).ω _MOA = 1.57 (s ^-1 ).

Угловая скорость вращения второго шпинделя прототипа при срабатывании дифференциального механизма равна: The angular velocity of rotation of the second spindle of the prototype when the differential mechanism is triggered is:

ω=2·6,28=12,56 (с^-1).ω = 2 · 6.28 = 12.56 (s ^-1 ).

Время завершения процесса завинчивания второй резьбовой детали отстающим шпинделем прототипа:The completion time of the process of screwing the second threaded part with the prototype lag spindle:

$t = \frac{φ}{ω} = 0,1135 (c) .$

t = \frac{φ}{ω} = 0.1135 (c) .

Разность углов предварительной затяжки резьбовых деталей первого и второго шпинделей одного из дифференциалов прототипа составит:The difference in the angles of the preliminary tightening of the threaded parts of the first and second spindles of one of the differentials of the prototype will be:

φ_пред=ω_МСХ·t=1,57·0,1135=0,178 (рад)=10,2°.φ _pre = ω _MOA · t = 1.57 · 0.1135 = 0.178 (rad) = 10.2 °.

Для достижения высокой точности осевых сил (моментов) затяжки многошпиндельными гайковертами осевая сила предварительной затяжки не должна превышать 5% от номинального значения, т.е.To achieve high accuracy of the axial forces (moments) of tightening with multi-spindle wrenches, the axial force of the preliminary tightening should not exceed 5% of the nominal value, i.e.

Q_пр=310 (кг).Q _ol = 310 (kg).

При угле предварительной затяжки одной из резьбовых деталей φ=10,2° в прототипе эта сила равна:When the angle of the preliminary tightening of one of the threaded parts φ = 10.2 ° in the prototype, this force is equal to:

$Q_{п р} = \frac{φ \cdot F_{б} \cdot Е_{п р} \cdot Р}{2 π \cdot l_{б}} = 362,44 (к г) .$

Q_{P R} = \frac{φ \cdot F_{b} \cdot E_{P R} \cdot R}{2 π \cdot l_{b}} = 362.44 (to g) .

Такое превышение момента предварительной затяжки увеличивает погрешности осевых сил затяжки в прототипе минимум на 0,84%.This excess torque pre-tightening increases the error of the axial torque in the prototype by at least 0.84%.

Как видно из расчетов за счет значительного отставания при завинчивании имеет место превышение момента предварительной затяжки требуемого значения.As can be seen from the calculations due to a significant lag during tightening, there is an excess of the moment of preliminary tightening of the required value.

Относительная погрешность осевых сил затяжки из-за разности углов предварительной затяжки, когда в одной из резьбовых деталей полностью обеспечен момент предварительной затяжки, а у другой только начался, и произошло переключение гайковерта на окончательную затяжку, равна:The relative error of the axial forces of the tightening due to the difference in the angles of the preliminary tightening, when the moment of preliminary tightening is fully provided in one of the threaded parts and the other just started, and the wrench switched to the final tightening, it is:

δQ_пр=5,7% от Q_з.δQ _ave = 5.7% of the Q _s.

Установка муфт предельного момента на выходных осях дифференциалов позволяет на всех шпинделях иметь требуемый момент предварительной затяжки резьбовых соединений, что позволяет полностью исключить относительную погрешность осевых сил предварительной затяжки δQ_пр=5,7%, что обеспечит повышение точности осевых сил предварительной затяжки (момента предварительной затяжки) на 5-6% по сравнению с прототипом.The installation of limit torque couplings on the output axles of the differentials allows all spindles to have the required pre-tightening torque of the threaded joints, which completely eliminates the relative error of the axial pre-tightening forces δQ _pr = 5.7%, which will increase the accuracy of the axial pre-tightening forces (pre-tightening torque ) by 5-6% compared with the prototype.

Создание кинематической связи механизма свободного хода с муфтой предельного момента, когда передаваемый момент от механизма свободного хода, обеспечивающий преодоление случайных возрастаний моментов сопротивления в резьбовых сопряжениях в процессе завинчивания, ограничивается муфтой предельного момента, исключая превышение моментов предварительной затяжки (в прототипе - рассчитанные 0,84%), позволяет повысить точность затяжки резьбовых соединений на эту величину.The creation of a kinematic connection of the freewheel with the clutch of the limit moment, when the transmitted moment from the freewheel mechanism, which helps to overcome random increases in the moments of resistance in threaded joints during screwing, is limited by the clutch of the limit moment, excluding the excess of the moments of preliminary tightening (in the prototype - calculated 0.84 %), allows to increase the accuracy of tightening threaded connections by this value.

Следовательно, за счет изменения кинематической схемы гайковерта и исключения погрешностей осевых сил затяжки на этапе предварительной затяжки можно достигнуть значений погрешностей осевых сил окончательной затяжки в пределах 3-4%.Therefore, by changing the kinematic scheme of the wrench and eliminating the errors of the axial forces of the tightening at the stage of preliminary tightening, it is possible to achieve the values of the errors of the axial forces of the final tightening within 3-4%.

Таким образом, повышается точность устройства по сравнению с прототипом.Thus, the accuracy of the device compared with the prototype.

На чертеже изображен многошпиндельный гайковерт.The drawing shows a multi-spindle wrench.

Многошпиндельный гайковерт содержит корпус (условно не показан), размещенные в нем двигатель 1, две ветви вращения: быстроходную маломоментную и тихоходную высокомоментную, входной редуктор 2.A multi-spindle nutrunner comprises a housing (not shown conditionally), an engine 1 placed therein, two branches of rotation: high-speed low-speed and low-speed high-torque, input gear 2.

Быстроходная ветвь вращения содержит редуктор 2, причем выходное колесо установлено на валу 3, на котором жестко закреплена шестерня 4, и две кинематические цепи.The high-speed branch of rotation contains a gearbox 2, and the output wheel is mounted on the shaft 3, on which the gear 4 is rigidly fixed, and two kinematic chains.

Первая цепь содержит зубчатое колесо 5, кинематически связанное с шестерней 4 и закрепленное на валу 6 дифференциального механизма 7, который связан с двумя малыми кинематическими цепями. Первая малая цепь содержит сдвоенную шестерню 8, кинематически связанную с сателлитами дифференциального механизма 7 и с зубчатым колесом 9, муфту 10 зубчатого типа или кулачкового, через вал 11 связанную с зубчатыми передачами 12 и шпинделем 13 с патроном. Вторая малая цепь содержит сдвоенную шестерню 14, кинематически связанную с сателлитами и с зубчатым колесом 15, муфту 16, связанную через вал 77 с зубчатыми передачами 18, со шпинделем 19 и патроном.The first chain contains a gear 5 kinematically connected to the gear 4 and mounted on the shaft 6 of the differential mechanism 7, which is connected with two small kinematic chains. The first small chain contains a dual gear 8, kinematically connected with the satellites of the differential mechanism 7 and with the gear 9, a clutch 10 of the gear type or cam, through the shaft 11 connected to the gears 12 and the spindle 13 with a chuck. The second small chain contains a dual gear 14, kinematically connected with the satellites and with the gear wheel 15, the clutch 16, connected through the shaft 77 to the gears 18, with the spindle 19 and the chuck.

Вторая кинематическая цепь содержит зубчатое колесо 20, кинематически связанное с шестерней 4 и закрепленное на валу 21 дифференциального механизма 22, который связан с двумя малыми кинематическими цепями. Первая малая цепь содержит сдвоенную шестерню 23, кинематически связанную с сателлитами дифференциального механизма 22 и через зубчатое колесо с муфтой 24, вал 25, зубчатыми передачами 26, шпинделем 27. Вторая малая цепь содержит сдвоенную шестерню 28, кинематически связанную с сателлитами дифференциального механизма 22, муфту 29, связанную через вал 30 и зубчатые передачи 31 со шпинделем 32 с патроном.The second kinematic chain contains a gear wheel 20 kinematically connected to the gear 4 and mounted on the shaft 21 of the differential mechanism 22, which is connected with two small kinematic chains. The first small chain contains a dual gear 23 kinematically connected to the satellites of the differential mechanism 22 and through a gear wheel with a clutch 24, the shaft 25, gears 26, the spindle 27. The second small chain contains a dual gear 28 kinematically connected to the satellites of the differential mechanism 22, the clutch 29, connected through a shaft 30 and gears 31 with a spindle 32 with a cartridge.

Тихоходная, но высокомоментная ветвь вращения содержит редуктор 2 и зубчатые колеса 33, 34, через вал 35 связанные с зубчатыми колесами 36, 37. Колесо 37 установлено на валу, на втором конце которого расположена поджатая пружиной подвижная вдоль оси вала шестерня 38, которая кинематически связана с зубчатыми колесами 39, 40, 41, 42 за счет рычага 43, электромагнитной муфты 44 и пружин на валах колес 39, 40, 41, 42. Патрон шпинделя 13 кинематически связан с шестерней 38 и колесом 39 через зубчатые передачи 72,патрон шпинделя 19 - с шестерней 38 и колесом 40 через зубчатые передачи 18, патрон шпинделя 27 - с шестерней 38 и колесом 40 через зубчатые передачи 26, а патрон шпинделя 32 - с шестерней 38 и колесом 41 через зубчатые передачи 31.The slow-moving, but high-torque branch of rotation contains a gearbox 2 and gears 33, 34 through a shaft 35 connected with gears 36, 37. A wheel 37 is mounted on a shaft, at the second end of which is located a gear 38, which is spring-loaded along the shaft axis and kinematically connected with gears 39, 40, 41, 42 due to a lever 43, an electromagnetic clutch 44 and springs on the shafts of the wheels 39, 40, 41, 42. The spindle chuck 13 is kinematically connected to the gear 38 and the wheel 39 through gears 72, the spindle chuck 19 - with gear 38 and wheel 40 through gear p Transmission 18, the spindle chuck 27 with the gear 38 and the wheel 40 through the gears 26, and the spindle chuck 32 with the gear 38 and the wheel 41 through the gears 31.

Для уравнивания крутящих моментов на шпинделях и преодоления случайного повышения момента сопротивления в резьбовых соединениях в процессе завинчивания и предварительной затяжки имеются дополнительные кинематические цепи, которые кинематически связаны с электродвиателем 1, редуктором 2 и через вал 3 с центральной шестерней 45. Зубчатое колесо 46 первой цепи кинематически связано с центральной шестерней 45 и установлено на валу, второй конец которого связан с механизмом прерывистого движения 47 храпового типа, состоящего из ведущей обоймы, на которой расположены собачки и ведомой обоймы, на которой расположено храповое колесо. Собачки образуют зацепление с зубом храпового колеса и через вал 11 и зубчатые передачи 12 кинематически связаны со шпинделем 13. Зубчатое колесо 48 второй цепи кинематически связано с центральной шестерней 45 и установлено на валу, второй конец которого связан с механизмом прерывистого движения 49, валом 17, зубчатыми передачами 18, шпинделем 19. Третья цепь содержит зубчатое колесо 50, кинематически связанное с центральной шестерней 45, механизм прерывистого движения 57, вал 25, связанный через зубчатые передачи 26 со шпинделем 27. Зубчатое колесо 52 четвертой цепи кинематически связано с механизмом прерывистого движения 53, валом 30, зубчатыми передачами 31, шпинделем 32. Механизмы прерывистого движения 47, 49, 53, 51 состоят из ведущих и ведомых обойм и кинематически связаны с муфтами 10, 16, 29, 24 соответственно, содержащих подвижные и неподвижные полумуфты. Электрическая цепь питания электромагнита 44 соединена с конечными выключателями 54, 55, 56, 57 устройством датчика 58 отсчета импульсов срабатывания одной из полумуфт муфты 10.To equalize the torques on the spindles and to overcome the accidental increase in the resistance moment in the threaded joints during screwing and pre-tightening, there are additional kinematic chains that are kinematically connected to the electric motor 1, gearbox 2 and through the shaft 3 with the central gear 45. The gear wheel 46 of the first chain is kinematically connected to the central gear 45 and mounted on a shaft, the second end of which is connected to the ratchet-type intermittent movement mechanism 47, consisting of a drive ring on which the dogs are located and a driven clip on which the ratchet wheel is located. Dogs form engagement with a ratchet tooth and through a shaft 11 and gears 12 are kinematically connected to the spindle 13. The second gear 48 is kinematically connected to the central gear 45 and mounted on the shaft, the second end of which is connected to the intermittent movement mechanism 49, the shaft 17, gears 18, spindle 19. The third chain comprises a gear 50 kinematically connected to the central gear 45, intermittent movement 57, a shaft 25 connected through gears 26 to the spindle 27. Gear 52 the vertical chain kinematically connected with the mechanism of intermittent movement 53, the shaft 30, gears 31, the spindle 32. The mechanisms of intermittent movement 47, 49, 53, 51 consist of leading and driven cages and are kinematically connected with the couplings 10, 16, 29, 24, respectively containing movable and fixed coupling halves. The electric power circuit of the electromagnet 44 is connected to the limit switches 54, 55, 56, 57 by the device of the sensor 58 of the countdown of the operation pulses of one of the coupling halves of the coupling 10.

Сочетание электромагнита 44, рычага 43, центральной шестерни 38 и колес 39, 40, 41, 42 образуют механизм переключения скоростей вращения по шпинделям.The combination of the electromagnet 44, the lever 43, the central gear 38 and the wheels 39, 40, 41, 42 form a mechanism for switching rotation speeds along the spindles.

Многошпиндельный гайковерт работает следующим образом.Multi-spindle wrench works as follows.

При запуске двигателя начинается процесс автоматизированного наживления, завинчивания и предварительной затяжки резьбовых деталей, а при ручном наживлении - процесс завинчивания и предварительной затяжки. Вращение к шпинделям передается через редуктор 2 по быстроходной, но маломоментной ветви вращения. В случае, если по любой из причин: мгновенного перекоса осей, саблевидности ввинчиваемой резьбовой детали, наличия на резьбе местной забоины, резко возрастет момент сопротивления в резьбе, например, сработает дифференциальный механизм 7, и кинематическая цепь, от шпинделя 13 до сдвоенной шестерни 8 дифференциального механизма 7 остановится. Второй шпиндель 19 данного дифференциального механизма начинает вращаться с удвоенной скоростью. В это время собачки на ведущей обойме механизма прерывистого движения 47 войдут в зацепление с зубом храпового колеса, расположенного на ведомой обойме, и к шпинделю 13 будет передаваться вращение с меньшей угловой скоростью, но с большим крутящим моментом, что позволяет преодолеть возросшее сопротивление в резьбовом соединении. Когда моменты сопротивления на обеих кинематических цепях дифференциала 7 уравняются, происходит совместное вращение двух шпинделей 13 и 19. Подобные переключения могут возникнуть и во втором дифференциальном механизме 22 или повториться на обоих.When the engine starts, the process of automated baiting, screwing and pre-tightening of threaded parts begins, and with manual baiting, the process of screwing and pre-tightening. Rotation to the spindles is transmitted through gearbox 2 along a high-speed but low-torque branch of rotation. In the event that for any of the reasons: instant misalignment of the axes, saber-shaped screwed-in threaded part, presence of a local nick on the thread, the moment of resistance in the thread will increase sharply, for example, the differential mechanism 7 will work, and the kinematic chain, from the spindle 13 to the double gear 8 of the differential mechanism 7 will stop. The second spindle 19 of this differential mechanism starts to rotate at double speed. At this time, the dogs on the leading yoke of the intermittent movement mechanism 47 will engage with the tooth of the ratchet wheel located on the driven yoke, and rotation will be transmitted to the spindle 13 at a lower angular speed, but with a greater torque, which allows overcoming the increased resistance in the threaded connection . When the moments of resistance on both kinematic chains of the differential 7 are equalized, the two spindles 13 and 19 rotate jointly. Similar switching can occur in the second differential mechanism 22 or be repeated on both.

В момент, когда одна из резьбовых деталей окончит процесс завинчивания и должен будет начаться процесс предварительной затяжки, резко возрастет момент сопротивления вращения шпинделя, он на мгновение остановится, например, шпиндель 79, а шпиндель 13 будет вращаться в два раза быстрее, компенсируя свое отставание в завинчивании от шпинделя 19. В это время собачки, расположенные на ведущей обойме, механизма прерывистого движения 49, войдут в зацепление с зубом храпового колеса, расположенного на ведомой обойме, и шпиндель 79 по тихоходной, но высокомоментной кинематической цепи начнет предварительную затяжку. Достигнув требуемого момента затяжки, срабатывает муфта 16, т.е. начнется процесс проскальзывания ее полумуфт, прекратится предварительная затяжка резьбового соединения. По второй кинематической цепи дифференциального механизма 7, связанной со шпинделем 13, будет продолжаться процесс завинчивания, затем предварительной затяжки до требуемого момента, после чего произойдет срабатывание муфты 70. Ее полумуфты начнут проскальзывать, не передавая вращение на шпиндель 13.At the moment when one of the threaded parts finishes the screwing process and the pretightening process should begin, the moment of resistance of rotation of the spindle will increase sharply, it will momentarily stop, for example, spindle 79, and spindle 13 will rotate twice as fast, compensating for its lag in screwing on the spindle 19. At this time, the dogs located on the drive cage of the intermittent movement mechanism 49 will engage with the tooth of the ratchet wheel located on the drive cage, and the spindle 79 in a slow, but high the momentary kinematic chain will begin pre-tightening. Having reached the required tightening torque, the clutch 16, i.e. the process of slipping its coupling halves will begin, the preliminary tightening of the threaded joint will stop. The second kinematic chain of the differential mechanism 7, connected with the spindle 13, will continue the process of screwing, then pre-tightening to the required moment, after which the clutch 70 will operate. Its coupling halves will begin to slip without transmitting rotation to the spindle 13.

Аналогичные переключения вращений с быстроходной на тихоходную ветвь происходят при помощи дифференциального механизма 22 и механизмов прерывистого движения за счет входа в зацепление собачек ведущих обойм с храповыми колесами ведомых обойм механизмов прерывистого движения 51, 53. Муфты 24 и 29 за счет проскальзывания их полумуфт отключат вращения шпинделей 27, 32 при достижении на них требуемых значений моментов предварительной затяжки.Similar switching of rotations from high-speed to low-speed branches occurs using the differential mechanism 22 and intermittent movement mechanisms due to the engagement of the dogs of the driving cages with ratchet wheels of the driven cages of the intermittent movement mechanisms 51, 53. Clutches 24 and 29 due to slipping of their coupling halves will turn off the spindle rotation 27, 32 when they reach the required values of the moments of preliminary tightening.

При срабатывании муфт 10, 16, 24, 29 подвижные полумуфты при взаимодействии с зубьями неподвижных полумуфт совершают перемещение вдоль осей ведущих валов, замыкая конечные выключатели 54, 55, 56, 57, а следовательно, и электрические цепи питания электромагнита 44 и устройства датчика 58 отсчета импульсов срабатывания одной из полумуфт. Электромагнит 44 при помощи рычага 43 вводит в зацепление подвижную шестерню 38 с подпружиненными колесами 39, 40, 41 и 42. Начинается передача вращения по тихоходной, но высокомоментной ветви вращения по кинематическим цепям к каждому шпинделю гайковерта. Происходит синхронная окончательная затяжка резьбовых соединений. Контроль моментов затяжки производится по углу поворота резьбовых деталей, соответствующих определенному значению числа импульсов датчика 58. Срабатывает счетчик импульсов системы контроля угла затяжки, и реле отключает двигатель (условно не показаны).When the clutches 10, 16, 24, 29 are actuated, the moving half-couplings, when interacting with the teeth of the stationary half-couplings, move along the axes of the drive shafts, closing the end switches 54, 55, 56, 57, and therefore the electric power supply circuits of the electromagnet 44 and the sensor unit 58 operation pulses of one of the coupling halves. The electromagnet 44 by means of the lever 43 engages the movable gear 38 with the spring-loaded wheels 39, 40, 41 and 42. The transmission of rotation along a low-speed, but high-torque branch of rotation along kinematic chains to each wrench spindle begins. The synchronous final tightening of the threaded joints occurs. The control of tightening torques is carried out by the angle of rotation of the threaded parts corresponding to a certain value of the number of pulses of the sensor 58. The counter of pulses of the control system of the tightening angle is triggered, and the relay turns off the engine (not shown conditionally).

Процесс высококачественной, т.е. высокоточной затяжки резьбовых соединений с обеспечением герметичности стыков, скрепляемых узлов и деталей, завершится.The process is high quality, i.e. high-precision tightening of threaded joints, ensuring the tightness of joints, fastened nodes and parts, will be completed.

Claims

A multi-spindle nutrunner comprising a housing, an engine located therein, a high-speed low-torque and low-speed high-torque rotation branches, spindles, a spindle speed switching mechanism connected to the engine, two couplings, one of which half-couplings is rigidly fixed to the input shaft, and the second is mounted with the possibility of reciprocating motion on the output shaft, intermittent motion mechanisms, two differential mechanisms and gears kinematically connected with differential mechanisms, exl sistent in that it is provided with additional sleeves, limit switches are in contact with each of the clutches and the reference trigger pulse generator of one of the coupling halves clutch mounted to engage one of the clutches while all couplings are placed after the differential mechanisms and kinematically linked with gearboxes.