RU79266U1

RU79266U1 - DYNAMETRIC KEY

Info

Publication number: RU79266U1
Application number: RU2008125350/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Кузьмин
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2008-12-27

Abstract

Использование: в оборудовании и машинах для тарированной затяжки резьбовых соединений и может быть применен в любой отрасли машиностроения. Сущность: внутри упругого элемента динамометрического ключа размещены соединенные с ультразвуковым генератором пьезопреобразователи, которые при затяжке резьбы сообщают посредством волновода направленные ультразвуковые колебания на резьбовое соединение, снижающие коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки, обеспечивая с меньшим моментом высокую затяжку без задиров, заеданий и схватываний, причем головка ключа выполнена сменной с различным зевом под ключ, ввернута в корпус соосно с упругим элементом и своим центральным отверстием схватывает волновод без контакта с ним. Илл. 2Usage: in equipment and machines for calibrated tightening of threaded joints and can be used in any industry. SUBSTANCE: piezoelectric transducers connected to an ultrasonic generator are placed inside an elastic element of a torque wrench, which, when the thread is tightened, communicate directional ultrasonic vibrations to the threaded connection by means of a waveguide, which reduce the friction coefficients in the thread and on the nut face, providing high tightening with less torque without scuffing, seizing and setting moreover, the head of the key is interchangeable with a different turnkey pharynx, screwed into the housing coaxially with the elastic element and its central hole m grabs the waveguide without contact with it. Fig. 2

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. Это динамометрические ключи, которые определяют угол поворота или перемещение упругого элемента и предназначены для ручной сборки резьбовых соединений.Known devices for calibrated tightening of threaded connections. These are 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 (см. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973.- 230 с.).Known mechanical torque wrenches for tightening threaded joints by the angle of rotation (see Birger I.A., Iosilevich GB, Threaded connections. M .: Mechanical 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 мало эффективным. 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 less effective. In addition, the tightening efforts with respect to the angle of rotation of the nut are unsuitable for connections with short bolts, since the calculated angle of rotation of the nut is small and the errors of the method are most affected.

Известным устройством того же назначения к выявленной полезной модели по совокупности признаков является динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений, содержащий головку с упругим элементом (податливой рукояткой) и неподвижный стержень. 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 тарировке ключа мерными грузами. На рукоятке упругого элемента находится стрелка, которая указывает на величину приложенного момента (см. Иосилевич Г.Б. Затяжка и стопорение резьбовых соединений: Справочник / Г.Б.Иосилевич, Г.Б.Строганов, Ю.В.Шарловский - М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.).A well-known device of the same purpose for the identified utility model according to the totality of features is a torque wrench for calibrated tightening of threaded connections, containing a head with an elastic element (flexible handle) and a fixed rod. 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 calibrating the key with measured weights. An arrow is located on the handle of the elastic element, which indicates the magnitude of the applied moment (see Iosilevich GB Tightening and locking of threaded connections: Reference book / G.B.Iosilevich, G.B.Stroganov, Yu.V. Sharlovsky - M .: Engineering, 1985 .-- 240 p.).

Недостатками известного динамометрического ключа является ограниченность применения и ненадежность конструкций.The disadvantages of the known torque wrench is the limited use and unreliability of the structures.

Это объясняется тем, что громоздкая конструкция и ключ предназначен для одного типоразмера гаек, при длительном использовании ключа в результате усталости металла упругого стержня может измениться цена деления шкалы - отсюда неточность измерений. Кроме того, трудно создать в резьбовых соединениях высокую затяжку, т.к. в резьбе, особенно с крупной резьбой, наблюдаются иногда задиры, заедания и схватывания.This is explained by the fact that the bulky design and the wrench are designed for the same size of nuts; if the wrench is used for a long time as a result of fatigue of the metal of the elastic rod, the scale division price may change - hence the measurement inaccuracy. In addition, it is difficult to create high tightness in threaded connections, as in threads, especially those with large threads, sometimes there are seizures, seizing and setting.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной модели по совокупности признаков является динамометрический ключ для тарированной затяжки резьбовых соединений, содержащей головку ключа, упругий элемент (рукоятку), неподвижный стержень, индикатор. Тарированный динамометрический ключ, где индикатор показывает величину приложенного крутящего момента при затяжке резьбового соединения или крутящий момент определяют индикатором часового типа, шкала которого тарируется в Н·м (см. Биргер И.А. Резьбовые соединения. - М.: Оборонгиз, 1959.- 240 с.).The closest device of the same purpose to the claimed model according to the totality of features is a torque wrench for calibrated tightening of threaded connections containing a key head, an elastic element (handle), a fixed rod, an indicator. A calibrated torque wrench, where the indicator shows the amount of applied torque when tightening the threaded connection, or the torque is determined by a dial gauge, the scale of which is calibrated in N · m (see Birger I. A. Threaded connections. - M .: Oborongiz, 1959.- 240 s.).

Недостатками известных устройств являются трудоемкость при высокой затяжке (с напряжением в стержне болта до 90-95% от предела текучести материала). С увеличением удельного давления на витки резьбы изменяются коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки. Следовательно, для высокой затяжки потребуются большие усилия. При этом возможны задиры и схватывания. Дальнейшие повышения момента затяжки создают высокую концентрацию напряжений во впадине резьбы в районе первого витка от опорной поверхности гаек и заедания болта. Кроме того, динамометрический ключ предназначен для одного типоразмера гаек.The disadvantages of the known devices are the complexity at high puff (with a voltage in the bolt rod up to 90-95% of the yield strength of the material). With an increase in the specific pressure on the threads, the friction coefficients in the thread and on the end face of the nut change. Therefore, for high tightening will require great effort. In this case, teasing and setting are possible. Further increases in the tightening torque create a high concentration of stresses in the thread depression in the region of the first turn from the bearing surface of the nuts and jamming of the bolt. In addition, the torque wrench is designed for one size of nuts.

Одним из возможных путей повышения работоспособности динамометрического ключа и сохраняемости резьбовых соединений являются затяжка резьбы с воздействием ультразвуковых колебаний. Под воздействием мощных ультразвуковых колебаний снижаются коэффициенты трения как в резьбе, так и на торце гайки. В связи с чем не требуются большие усилия для затяжки гаек. Исследования показали необходимость высокого момента при развинчивании гаек почти в 2 раза по сравнению с обычной затяжкой без ультразвуковых колебаний, а при крутильных колебаниях - в 5,5 раза, то есть для самоотвинчивания гаек требуются большие усилия. Таким образом, при затяжке One of the possible ways to improve the performance of the torque wrench and the retention of threaded joints is to tighten the thread with the influence of ultrasonic vibrations. Under the influence of powerful ultrasonic vibrations, the friction coefficients decrease both in the thread and on the end face of the nut. In this connection, not much effort is required to tighten the nuts. Studies have shown the need for a high moment when loosening the nuts by almost 2 times compared to the usual tightening without ultrasonic vibrations, and when torsional vibrations - by 5.5 times, that is, it takes a lot of effort to unscrew the nuts. Thus, when tightening

резьбовых соединений с ультразвуковым колебанием самоотвинчивание гаек снижается, следовательно, повышается стабильность или в целом повышается надежность работы резьбовых соединений.threaded connections with ultrasonic vibration, self-loosening of nuts is reduced, therefore, stability is improved or overall reliability of threaded connections is improved.

Анализ результатов исследований показал, что одним из факторов, облегчающих затяжку резьбовых соединений, является осевое перемещение в резьбе, достигающих порой амплитуды колебаний, поэтому для обеспечения высокого напряжения в стержне болта, требуются меньшее усилие, меньший момент. Поэтому динамометрический ключ, рассчитанный на затяжку гаек от М6 до М12, затягивает гайки с резьбой до М24.An analysis of the research results showed that one of the factors facilitating the tightening of threaded joints is axial movement in the thread, sometimes reaching oscillation amplitudes, therefore, to ensure a high voltage in the bolt shaft, less force, less torque is required. Therefore, a torque wrench designed to tighten nuts from M6 to M12 tightens nuts with threads to M24.

Сущность предлагаемой полезной модели является динамометрический ключ, внутри упругого элемента размещены пьезопреобразователи, соединенные с генератором, которые сообщают ультразвуковые колебания на резьбовое соединение.The essence of the proposed utility model is a torque wrench, piezo transducers connected to a generator that transmit ultrasonic vibrations to a threaded connection are placed inside the elastic element.

Технический результат - повышение производительности устройства, расширение функциональной его возможности и 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 and the persistence of the threads and, in general, the reliability of the threaded connections.

Указанный технический результат полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для затяжки резьбовых соединений, содержащем головку ключа, упругий элемент, индикатор, неподвижный стержень. Особенность заключается в том, что внутри упругого элемента размещены пьезопреобразователи, соединенные с ультразвуковым генератором, сообщающие при затяжке резьбы посредством волновода направленные ультразвуковые колебания на резьбовое соединение, снижающие коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки, обеспечивая с меньшим моментом высокую затяжку резьбы без задиров, заеданий и схватываний, причем головка ключа выполнена сменной, ввернута в корпус соосно с упругим элементом и в рабочем положении своим центральным отверстием охватывает волновод без контакта с ним.The specified technical result of the utility model is achieved by the fact that in a known device for tightening threaded connections containing a key head, an elastic element, an indicator, a fixed rod. The peculiarity lies in the fact that piezoelectric transducers are placed inside the elastic element, connected to an ultrasonic generator, which, when the thread is tightened by means of a waveguide, sends ultrasonic vibrations to the threaded joint, which reduce the friction coefficients in the thread and on the end of the nut, ensuring a high tightening of the thread without burrs with less torque, jamming and seizing, moreover, the head of the key is interchangeable, screwed into the housing coaxially with the elastic element and in the working position with its central bore the waveguide is melting without contact with it.

На фиг.1 и фиг.2 схематично показан предлагаемый динамометрический ключ для затяжки резьбовых соединений.Figure 1 and figure 2 schematically shows the proposed torque wrench for tightening threaded connections.

Динамометрический ключ содержит головку 1, корпус 2, упругий элемент 3, рукоятку 4, индикатор 5 часового типа, неподвижный стержень 6, винт 7, пьезопреобразователи 8, волновод 9, гайку 10, текстолитовую ступенчатую шайбу 11, пружину 12, центрирующий шарик 13 и электропровод 14.The torque wrench contains a head 1, a housing 2, an elastic element 3, a handle 4, a dial indicator 5, a fixed rod 6, a screw 7, piezoelectric transducers 8, a waveguide 9, a nut 10, a step laminate washer 11, a spring 12, a centering ball 13, and an electrical wire fourteen.

Момент затяжки, предварительно тарированным динамометрического ключа, определяется индикатором 5 часового типа, установленным на неподвижном стержне 6 и укрепленного винтом 7, а подвижная ножка индикатора 5 часового типа упирается в упругий элемент 3 и перемещается при изгибе упругого элемента 3, фиксируя приложенный момент на рукоятке динамометрического ключа.The tightening torque, previously calibrated with a torque wrench, is determined by the dial indicator 5 mounted on a fixed rod 6 and fixed by a screw 7, and the movable leg of the dial indicator 5 rests against the elastic element 3 and moves when the elastic element 3 is bent, fixing the applied moment on the dynamometer handle the key.

В упругом элементе 3 размещены пьезопреобразователи 8 торообразной формы на волноводе 9 и стянуты гайкой 10 посредством текстолитовой ступенчатой шайбы 11. Волновод 9 одним концом упирается на стальную пружину 12 и центрирующий шарик 13. Другим концом волновод 9 в нерабочем положении примыкает к конической поверхности головки 1 и выходит наружу. Головка 1 выполнена с центральным отверстием между зевом ключа и, охватывая волновод 9, ввернута в корпус 2 соосно с упругим элементом 3. Волновод 9 на торце имеет углубление под 120° для лучшего контакта с гранями гаек 15 и изолирован от пружины 12 посредством ступенчатой текстолитовой шайбы 11 и от стенки упругого элемента 3 - изоляционной лентой (скотчем). Пьезопребразователи 8 соединены с ультразвуковым генератором посредством электропроводов 14 через специальное отверстие в стенке упругого элемента 3.In the elastic element 3 are placed piezoelectric transducers 8 of a toroidal shape on the waveguide 9 and tightened by a nut 10 by means of a textolite step washer 11. The waveguide 9 abuts against the steel spring 12 and the centering ball 13. The other end of the waveguide 9 adjoins the conical surface of the head 1 in the inoperative position and comes out. The head 1 is made with a central hole between the key jaw and, covering the waveguide 9, is screwed into the housing 2 coaxially with the elastic element 3. The waveguide 9 at the end has a recess of 120 ° for better contact with the faces of the nuts 15 and is isolated from the spring 12 by a step textolite washer 11 and from the wall of the elastic element 3 - insulating tape (tape). Piezo transducers 8 are connected to the ultrasonic generator by means of electric wires 14 through a special hole in the wall of the elastic element 3.

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

Для затяжки гайки 15 подбираем сменную головку 1 с соответствующим зевом, и вворачиваем в корпус 2 соосно с упругим элементом 3. Захватываем сменной головкой 1 до упора гайку 15 болтового соединения. Волновод 9 благодаря пружине 12 перемещается внутри упругого элемента 3 и, находясь постоянно с натягом, упирается своим углублением в гайку 15, образуя зазор между волноводом 9 и головкой 1. Свободное состояние волновода 9 позволяет ему под действием ультразвуковых колебаний совершать продольные колебательные движения и постоянно бомбардировать гайку 15 и сообщать всему болтовому соединению колебательные импульсы. В результате под действием колебательной системы снижаются коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки. И, как следствие, - снижение величины момента завинчивания гайки. Процесс затяжки резьбовых соединений, протекающий в ультразвуковом поле с обеспечением высокой затяжки, осуществляется с меньшим усилением без задиров, заеданий и схватываний.To tighten the nut 15, we select the interchangeable head 1 with the corresponding pharynx, and screw into the housing 2 coaxially with the elastic element 3. We grab the nut 15 of the bolted joint until the stop. The waveguide 9 due to the spring 12 moves inside the elastic element 3 and, being constantly with an interference fit, abuts against the nut 15 with its recess, forming a gap between the waveguide 9 and the head 1. The free state of the waveguide 9 allows it to perform longitudinal oscillating movements and constantly bombard under the action of ultrasonic vibrations nut 15 and communicate vibrational impulses to the entire bolted joint. As a result, under the action of the oscillatory system, the friction coefficients in the thread and on the end face of the nut are reduced. And, as a result, a decrease in the value of the moment of screwing the nut. The process of tightening threaded joints, proceeding in an ultrasonic field with high tightening, is carried out with lower gain without scoring, jamming and setting.

Claims

A torque wrench for tightening threaded connections, including a key head, an elastic element, a fixed rod, an indicator, characterized in that piezotransducers connected to an ultrasonic generator are placed inside the elastic element, which, when the thread is tightened by means of a waveguide, directs ultrasonic vibrations to the threaded joint, which reduce friction coefficients in the thread and on the end of the nut, providing with a lower moment a high tightening without scoring, jamming and setting, and the head of the wrench ene replaceable, screwed into the housing coaxially with the elastic element, and its central hole covers the waveguide without making contact with them.