RU93323U1 - ULTRASONIC WRENCH - Google Patents

ULTRASONIC WRENCH Download PDF

Info

Publication number
RU93323U1
RU93323U1 RU2009144220/22U RU2009144220U RU93323U1 RU 93323 U1 RU93323 U1 RU 93323U1 RU 2009144220/22 U RU2009144220/22 U RU 2009144220/22U RU 2009144220 U RU2009144220 U RU 2009144220U RU 93323 U1 RU93323 U1 RU 93323U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
torsion
housing
tip
ultrasonic
free end
Prior art date
Application number
RU2009144220/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Георгиевич Шуваев
Валерий Александрович Папшев
Игорь Вячеславович Шуваев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority to RU2009144220/22U priority Critical patent/RU93323U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU93323U1 publication Critical patent/RU93323U1/en

Links

Abstract

Ультразвуковой гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенный в корпусе пьезокерамический преобразователь, с которым жестко связан одним торцом первый торсион, внутри которого размещен стержень, представляющий собой концентратор колебаний, закрепленный на корпусе второй торсион и наконечник, связанный с его свободным торцом, с внутренними гранями наконечника сопряжен свободный торец первого торсиона, отличающийся тем, что наконечник выполнен с внешними гранями, сопряженными со свободным торцом второго торсиона, а пазы первого и второго торсионов выполнены с противоположной ориентацией. An ultrasonic screwdriver containing a housing with a handle, a piezoceramic transducer located in the housing, with which the first torsion is rigidly connected with one end, inside which is a rod representing an oscillation concentrator, a second torsion mounted on the housing and a tip connected with its free end with internal faces the tip is connected to the free end of the first torsion bar, characterized in that the tip is made with external faces conjugated with the free end of the second torsion bar, and the grooves of the first and the second torsion bar are made with the opposite orientation.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к ручным переносным инструментам с силовым приводом, предназначенным для сборки и разборки резьбовых соединений, охваченных коррозией или расположенных в труднодоступных местах, а также может быть использована для механизации монтажных и механосборочных работ в различных отраслях промышленности.The utility model relates to mechanical engineering, namely, to portable portable tools with a power drive, designed to assemble and disassemble threaded joints that are corroded or located in hard-to-reach places, and can also be used to mechanize assembly and mechanical assembly work in various industries.

Известны ультразвуковые гайковерты [1, 2], содержащие корпус с рукояткой, наконечник, размещенный в корпусе пьезокерамический преобразователь, с которым жестко связан одним торцом торсион, внутри которого размещен стержень, представляющий собой концентратор колебаний, с внутренними гранями наконечника сопряжен свободный торец первого торсионаKnown ultrasonic wrenches [1, 2], containing a housing with a handle, a tip, a piezoceramic transducer located in the housing, with which a torsion is rigidly connected with one end, inside which a rod is a vibration concentrator, a free end of the first torsion is mated to the inner faces of the tip

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая эффективность вследствие одноосного действия ультразвуковых колебаний и для разборки резьбового соединения используется только половина ультразвуковой энергии, генерируемой пьезокерамическим преобразователем, вторая ее половина рассеивается в корпусе и в процессе разборки резьбового соединения не участвует.The disadvantage of this device is the lack of efficiency due to the uniaxial action of ultrasonic vibrations and only half of the ultrasonic energy generated by the piezoceramic transducer is used to disassemble the threaded connection, its second half is dissipated in the housing and is not involved in the disassembly of the threaded connection.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является ультразвуковой гайковерт [3], содержащий корпус с рукояткой, размещенный в корпусе пьезокерамический преобразователь, с которым жестко связан стержень, представляющий собой концентратор колебаний, закрепленный на корпусе торсион и наконечник, связанный с его свободным торцом.Closest to the claimed device in technical essence is an ultrasonic wrench [3], comprising a housing with a handle, a piezoceramic transducer located in the housing, to which a rod is rigidly connected, which is a vibration concentrator, a torsion bar mounted on the housing and a tip connected to its free end.

Недостатком описанного устройства является недостаточно высокая эффективность работы вследствие того, что подаваемые на гайку крутильные колебания вырабатываются (формируются) только верхней частью пьезокерамического преобразователя, нижняя часть которого взаимодействует со стержнем, представляющим собой концентратор, который генерирует только продольные колебания.The disadvantage of the described device is the insufficiently high operating efficiency due to the fact that the torsional vibrations supplied to the nut are generated (formed) only by the upper part of the piezoceramic transducer, the lower part of which interacts with the rod, which is a hub that generates only longitudinal vibrations.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы за счет более полного использования ультразвуковой колебательной энергии.The objective of the invention is to increase operating efficiency due to a more complete use of ultrasonic vibrational energy.

Технический результат достигается тем, что в ультразвуковом гайковерте, содержащем корпус с рукояткой, размещенный в корпусе пьезокерамический преобразователь, с которым жестко связан одним торцом первый торсион, внутри которого размещен стержень, представляющий собой концентратор колебаний, закрепленный на корпусе второй торсион и наконечник, связанный с его свободным торцом, с внутренними гранями наконечника сопряжен свободный торец первого торсиона, дополнительно наконечник выполнен с внешними гранями, сопряженными со свободным торцом второго торсиона, а пазы первого и второго торсионов выполнены с противоположной ориентацией.The technical result is achieved in that in an ultrasonic wrench containing a housing with a handle, a piezoceramic transducer located in the housing, with which the first torsion is rigidly connected with one end, inside which is a rod representing an oscillation concentrator, a second torsion mounted on the housing and a tip associated with its free end face, with the inner faces of the tip mating the free end of the first torsion bar, additionally the tip is made with external faces mating with the free the end face of the second torsion bar, and the grooves of the first and second torsion bar are made with the opposite orientation.

В качестве отличительных признаков в заявляемом устройстве использовано выполнение наконечника с внешними и внутренними гранями, введение новой связи (второй торсион сопряжен с внешними гранями наконечника), и, кроме того, пазы первого и второго торсионов выполнены с противоположной ориентацией. Эти отличительные признаки для достижения поставленной задачи, а именно - повышения эффективности работы за счет более полного использования ультразвуковой энергии, в других устройствах, известных авторам не использовались, что подтверждает соответствие заявляемого устройства критерию изобретения "новизна".As distinctive features in the claimed device used the implementation of the tip with external and internal faces, the introduction of a new connection (the second torsion is paired with the external faces of the tip), and, in addition, the grooves of the first and second torsion bars are made in the opposite orientation. These distinguishing features to achieve the task, namely, to increase work efficiency due to the fuller use of ultrasonic energy, were not used in other devices known to the authors, which confirms the compliance of the claimed device with the “novelty” criterion of the invention.

На фиг.1 представлен ультразвуковой гайковерт в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А.Figure 1 presents a sectional ultrasonic wrench, figure 2 is a section along aa.

Ультразвуковой гайковерт содержит пакетный пьезокерамический преобразователь 1, набранный из дискретных шайб осевой поляризации и зажатый при помощи шпильки 2 между корпусом 3 и частотопонижающим элементом 4, за одно целое с которым выполнены первый торсион 5 и концентратор 6. Для передачи крутильных колебаний от первого торсиона 5 на гайку 7 устройство снабжено наконечником 8, с внутренними гранями которого взаимодействует нижней частью первый торсион 5. Торец концентратора 6 взаимодействует с болтом 9. На корпусе 3 закреплен переходник 10 с квадратом 11, служащим для фиксации рычага (на чертеже не показан). Нижняя часть корпуса 3 выполнена в виде второго торсиона 12, представляющего собой стакан с наклонными пазами на его образующей. Нижняя часть второго торсиона 12 сопряжена с внешними гранями наконечника 8. Наклонные пазы первого торсиона 5 и наклонные пазы второго торсиона 12 выполнены с противоположной ориентацией.An ultrasonic wrench contains a piezoceramic batch transducer 1 composed of discrete axial polarization washers and clamped with a pin 2 between the housing 3 and the frequency-reducing element 4, for which the first torsion 5 and hub 6 are made integrally. To transmit torsional vibrations from the first torsion 5 to nut 7, the device is equipped with a tip 8, with the inner faces of which the lower torsion 5 interacts with the lower part. The end face of the hub 6 interacts with the bolt 9. An adapter 10 s is fixed to the housing 3 a square 11 that serves to fix the lever (not shown in the drawing). The lower part of the housing 3 is made in the form of a second torsion 12, which is a glass with inclined grooves on its generatrix. The lower part of the second torsion 12 is conjugated with the outer edges of the tip 8. The inclined grooves of the first torsion 5 and the inclined grooves of the second torsion 12 are made in the opposite orientation.

Ультразвуковой гайковерт работает следующим обрезом.An ultrasonic wrench works as follows.

Наконечник 8 устанавливают на гайку 7, при этом торец концентратора 6 прижимается к торцу болта 9. Во внутреннюю часть наконечника 8 вставляется нижняя часть первого торсиона 5, а на внешние грани наконечника 8 одевается нижняя часть второго торсиона 12. При подаче с генератора (на чертеже не показан) напряжения синусоидальной формы и резонансной частоты на обкладки пакетного пьезокерамического преобразователя 1, он, изменяя вследствие обратного пьезоэффекта свои геометрические размеры, возбуждает механические колебания частотопонижающего элемента 4 и механически с ним связанных первого торсиона 5 и концентратора 6, который усиливает по амплитуде продольные механические колебания и передает их за счет фрикционного контакта на болт 9. Наличие на боковых поверхностях первого торсиона 5 наклонных пазов приводит к возбуждению наряду с продольными колебаниями еще и крутильных, передаваемых через наконечник 8 на гайку 7. Второй (верхний) торец пакетного пьезокерамического преобразователя 1 возбуждает продольные колебания корпуса 3 и механически с ним связанного второго торсиона 12, на боковых поверхностях которого выполнены наклонные пазы, ориентация которых противоположна пазам первого торсиона 5. В результате осуществляется возбуждение колебаний корпуса 3 и второго торсиона 12, наклонные пазы которого обеспечивают дополнительные крутильные колебания наконечника 8, который, взаимодействуя с гайкой 7, обеспечивает ее отворачивание (или затяжку).The tip 8 is installed on the nut 7, while the end of the hub 6 is pressed against the end of the bolt 9. The lower part of the first torsion 5 is inserted into the inner part of the tip 8, and the lower part of the second torsion 12 is put on the outer edges of the tip 8. When supplied from the generator (in the drawing not shown) the voltage of the sinusoidal shape and the resonant frequency on the plates of the batch piezoelectric transducer 1, he, changing due to the inverse of the piezoelectric effect its geometric dimensions, excites mechanical vibrations of the frequency-decreasing element 4 and mechanically connected with it the first torsion bar 5 and hub 6, which amplifies the longitudinal mechanical vibrations in amplitude and transfers them due to frictional contact to the bolt 9. The presence of inclined grooves on the lateral surfaces of the first torsion bar 5 leads to excitation along with longitudinal vibrations torsional, transmitted through the tip 8 to the nut 7. The second (upper) end of the batch piezoceramic transducer 1 excites longitudinal vibrations of the housing 3 and the second torsion 12 mechanically connected to it , on the lateral surfaces of which inclined grooves are made, the orientation of which is opposite to the grooves of the first torsion 5. As a result, the vibrations of the housing 3 and the second torsion 12 are excited, the inclined grooves of which provide additional torsional vibrations of the tip 8, which, interacting with the nut 7, ensures its turning ( or puff).

Вследствие обратного пьезоэффекта ½ часть периода колебаний пакетный пьезокерамический преобразователь 1 увеличивает свои размеры в осевом направлении, что приводит к перемещению первого торсиона 5 и концентратора 6 вниз, а корпус 3 и второй торсион 12 соответственно перемещаются вверх. В следующие ½ часть периода колебаний пакетный пьезокерамический преобразователь 1 уменьшает свои размеры в осевом направлении, что приводит к перемещению первого торсиона 5 и концентратора 6 вверх, а корпус 3 и второй торсион 12 перемещаются вниз. В связи с этим, для формирования торсионами крутильных колебаний одинаковой направленности необходимо пазы в первом и втором торсионах выполнять ориентированными противоположно друг другу.Due to the inverse piezoelectric effect, ½ part of the oscillation period, the packet piezoceramic transducer 1 increases its dimensions in the axial direction, which leads to the first torsion 5 and the concentrator 6 moving down, and the housing 3 and the second torsion 12 are moved upward, respectively. In the next ½ part of the oscillation period, the packet piezoceramic transducer 1 reduces its dimensions in the axial direction, which leads to the first torsion 5 and the concentrator 6 moving up, and the housing 3 and the second torsion 12 are moved down. In this regard, for the formation of torsion vibrations of the same direction by torsions, it is necessary to perform the grooves in the first and second torsions oriented oppositely to each other.

Таким образом, в заявляемом устройстве для вибрационного воздействия на разбираемое резьбовое соединение используется почти вся ультразвуковая энергия, генерируемая пакетным пьезокерамическим преобразователем. (С целью снижения передачи колебаний от корпуса 3 к переходнику 10 и квадрату 11 можно разместить между ними виброизолирующую прокладку).Thus, in the inventive device for the vibration effect on the disassembled threaded connection uses almost all of the ultrasonic energy generated by the packet piezoceramic transducer. (In order to reduce the transmission of vibrations from the housing 3 to the adapter 10 and the square 11, it is possible to place a vibration-isolating gasket between them).

Авторами реализовано заявляемое устройство на основе пакетного пьезокерамического преобразователя из четырех шайб пьезокерамики типа ЦТС-19, причем шайбы соединялись механически последовательно, а электрически - параллельно. Четное количество электрически параллельно собранных шайб позволяет иметь на наружных обкладках пакетного пьезокерамического преобразователя одинаковый потенциал, что исключает возможность короткого замыкания источника питания через элементы устройства и упрощает задачу электроизоляции обкладок пакетного пьезокерамического преобразователя от стержня концентратора и корпуса. Элементы конструкции устройства выполнены частично из высокоупругой стали 65 Г и термообработанного дюралюминия Д16Т. Резонансная частота устройства равна - 16750 Гц. Напряжение питания пакетного пьезокерамического преобразователя - 200 В.The authors implemented the inventive device based on a batch piezoelectric transducer of four washers of piezoelectric ceramics type TsTS-19, and the washers were connected mechanically in series and electrically in parallel. An even number of electrically parallel assembled washers makes it possible to have the same potential on the outer plates of the packet piezoceramic transducer, which eliminates the possibility of a short circuit of the power source through the device elements and simplifies the task of electrically isolating the piezoceramic transducer plates from the concentrator rod and the housing. The structural elements of the device are partially made of 65 G high-elastic steel and heat-treated D16T duralumin. The resonant frequency of the device is - 16750 Hz. The supply voltage of the batch piezoelectric transducer is 200 V.

Применение заявляемого устройства позволяет по сравнению с прототипом на 10-15% повысить эффективность его работы за счет более полного использования ультразвуковой энергии.The use of the claimed device allows in comparison with the prototype by 10-15% to increase the efficiency of its work due to a more complete use of ultrasonic energy.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. 1608035 СССР. МПК В25В 21/00. Способ разборки резьбовых соединений и устройство для его осуществления / А.А.Лукошявичюс, Л.Р.Поташене, К.М.Рагульскис (СССР), - №620103/25-28; Заявл. 13.12.88; Опубл. 23.11.90; Бюл. №43.1. A.S. 1608035 USSR. IPC V25V 21/00. A method of disassembling threaded connections and a device for its implementation / A.A. Lukoševičius, L.R. Potashene, K.M. Ragulskis (USSR), - No. 620103 / 25-28; Claim 12/13/88; Publ. 11/23/90; Bull. No. 43.

2. Патент РФ №2114728. МПК В25В 21/00. Способ разборки резьбовых соединений / Колокольцев В.М., Шуваев В.Г., №95105106/28; Заявл. 05.04.95; Опубл. 10.07.98. Бюл. №19.2. RF patent No. 21114728. IPC V25V 21/00. The method of disassembling threaded connections / Kolokoltsev V.M., Shuvaev V.G., No. 95105106/28; Claim 04/05/95; Publ. 07/10/98. Bull. No. 19.

3. Свидетельство РФ на полезную модель №73637 МПК В25В 21/00. Ультразвуковой гайковерт / Шуваев В.Г., Папшев В.А., Шуваев И.В., Кузнецов М.Б., Заявка: 2007146168/22, 11.12.2007; Опубл. 27.05.20083. Certificate of the Russian Federation for utility model No. 73637 MPK V25V 21/00. Ultrasonic wrench / Shuvaev V.G., Papshev V.A., Shuvaev I.V., Kuznetsov MB, Application: 2007146168/22, 12/11/2007; Publ. 05/27/2008

Claims (1)

Ультразвуковой гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенный в корпусе пьезокерамический преобразователь, с которым жестко связан одним торцом первый торсион, внутри которого размещен стержень, представляющий собой концентратор колебаний, закрепленный на корпусе второй торсион и наконечник, связанный с его свободным торцом, с внутренними гранями наконечника сопряжен свободный торец первого торсиона, отличающийся тем, что наконечник выполнен с внешними гранями, сопряженными со свободным торцом второго торсиона, а пазы первого и второго торсионов выполнены с противоположной ориентацией.
Figure 00000001
An ultrasonic screwdriver containing a housing with a handle, a piezoceramic transducer located in the housing, with which the first torsion is rigidly connected with one end, inside which is a rod representing an oscillation concentrator, a second torsion mounted on the housing and a tip connected with its free end with internal faces the tip is connected to the free end of the first torsion bar, characterized in that the tip is made with external faces conjugated with the free end of the second torsion bar, and the grooves of the first and the second torsion bar are made with the opposite orientation.
Figure 00000001
RU2009144220/22U 2009-11-30 2009-11-30 ULTRASONIC WRENCH RU93323U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144220/22U RU93323U1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 ULTRASONIC WRENCH

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144220/22U RU93323U1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 ULTRASONIC WRENCH

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU93323U1 true RU93323U1 (en) 2010-04-27

Family

ID=42672943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144220/22U RU93323U1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 ULTRASONIC WRENCH

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU93323U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188408U1 (en) * 2018-05-21 2019-04-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" ULTRASONIC WIPER
RU209808U1 (en) * 2021-06-30 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" DEVICE FOR ASSEMBLY AND DISASSEMBLY OF THREADED JOINTS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188408U1 (en) * 2018-05-21 2019-04-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" ULTRASONIC WIPER
RU209808U1 (en) * 2021-06-30 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" DEVICE FOR ASSEMBLY AND DISASSEMBLY OF THREADED JOINTS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101259465B (en) Bending mode conversion type ultrasound wave torsional vibration energy converter
CN103920635B (en) A kind of longitudinal-torsional composite ultrasonic vibration processing device
RU93323U1 (en) ULTRASONIC WRENCH
CN109083590B (en) Free mass block inverted impact type ultrasonic drilling device
RU165530U1 (en) DEVICE FOR DISASSEMBLY THREADED CONNECTIONS
WO2009059939A3 (en) Ultrasonic linear drive unit comprising a hollow cylindrical oscillator
RU73637U1 (en) ULTRASONIC WRENCH
CN102513285A (en) Ultrasonic transducer
CN103436685A (en) Low-voltage high-current ultrasonic impact apparatus
CN107028643B (en) Ultrasonic transducer
CN104467521B (en) Double-oscillator standing wave ultrasonic motor and excitation method thereof
RU188408U1 (en) ULTRASONIC WIPER
CN104549977A (en) Ultrasonic transducer
CN203169338U (en) Ultrasonic tooth cleaning energy converter
CN203648821U (en) Ultrasonic transducer
KR101350259B1 (en) Bolt clamped langevin type piezoelectric vibration apparatus
CN104688369A (en) Ultrasonic electric toothbrush and working mode thereof
CN214289214U (en) Ultrasonic transducer
CN109067239A (en) Mode conversion dual-rotor ultrasonic motor and method based on triangular displacement amplification
CN209681784U (en) Apply the non-metallic material ultrasonic tool head that prestressing force improves fatigue resistance
CN102294323B (en) Single-excitation longitudinal-twisted compound vibration converting device
RU209808U1 (en) DEVICE FOR ASSEMBLY AND DISASSEMBLY OF THREADED JOINTS
CN215252193U (en) Joint device of chiseling machine
RU94488U1 (en) ULTRASONIC VIBRATION SYSTEM
JP3297211B2 (en) Ultrasonic motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20101201