SU1484671A1 - Вибрационный трубный ключ - Google Patents

Description

Изобретение относится к сборочному инструменту и предназначено для слесарно-монтажных работ в условиях ограниченного пространства.

Известен трубный ключ, содержащий рукоятку, накидную скобу и гайку 1.

Однако при монтаже данный ключ накладывается на привинчиваемую деталь и вращается вместе с ней до полной затяжки винтового соединения, при этом ручка трубного ключа, перемещаясь в пространстве, ухудшает условия работы и удобства проведения работ, в результате чего возникает необходимость в увеличении числа циклов отсоединения и закрепления трубного ключа на детали в процессе ее завинчивания, что снижает производительность монтажных работ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является труб'

ный ключ, содержащий рукоятку с упором и накладной скобой, предназначенные для взаимодействия с трубой, вибратор и подключенный к нему генератор [2^ .

Недостатком данного ключа является низкий крутящий момент, необходимость постоянной подстройки частоты перед монтажными работами усложняет эксплуатацию ключа, кроме того, выполнение упора из хрупкой керамики снижает надежность ключа из-за возможности поломки упора при превышении оператором допустимого усилия прижима.

Цель изобретения - повышение крутящего момента и надежности и упрощение эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в вибрационном трубном ключе, с держащем рукоятку с упором и накидоб

05

3

1484671

4

ной скобой, предназначенные для взаимодействия с труббй, вибратор и подключенный к нему генератор, упор выполнен пустотелым, а в полости его установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с трубой подпружиненный вибратор, соединенный посредством обратной связи с генератором, а накидная скоба имеет накладки из материала с низким коэффициентом трения.

На фиг.1 изображен вибрационный трубный ключ, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - блоксхема питания вибратора, акустически соединенного с элементом обратной связи; на фиг.4 - блок-схема питания вибратора, электрически соединенного с элементом обратной связи. Вибрационный трубный ключ состоит из рукоятки 1 с зубчатым упором 2, в котором на свободно скользящих фторопластовых втулках 3 и 4 установлен пьезоэлектрический вибратор 5 с электродами 6, соединенными проводом 7 с источником питания (не показан). Вибратор 5 снабжен износостойким, например, твердосплавным наконечником 8, контактирующим с поверхностью завинчиваемой трубы 9. Усилие прижима определяется пружиной 10, один конец которой через втулку 4 поджимает вибратор 5 к поверхности трубы 9, а второй опирается на пробку 11, в которой установлена резиновая втулка 12 с пропущенным сквозь нее питающим проводом 7. От полного выхода из упора 2 под воздействием пружины 10 в отсуствие трубы 9 вибратор 5 предохраняется выступом 13 с прокладкой 14 из резины, которая препятствует передаче ультразвуковых колебаний вибратора 5 через выступ 13 и руко- . ятку 1 в руку оператора. К наконечнику 8 труба 9 поджата накидной скобой 15, имеющей накладки 16 из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта или пористого металла, поры которого заполнены фторопластом. Своим резьбовым концом, на котором навинчена регулирующая гайка 17, скоба 15 расположена! в отверстии кронштейна 18. Ключ может быть снабжен запасными съемными накидными скобами разных размеров, в том числе и скобами с роликами.

Генератор питания вибратора (фиг.2) содержит блок 19 синхронизации, задающий генератор 20 и усилитель 21 мощности. Элемент обратной связи может представлять собой участок пьезоэлектрического вибратора 5,⁴ покрытый электродом 22 для съема сигнала обратной связи, либо дополнительный пьезоэдемент с электродами, акустически соединенный, например склеенный, с пьзоэлектрическим вибратором 5.

Элемент обратной связи (фиг.З) может представлять собой, например, резистор 23, электрически соединенный с вибратором 5.

Вибрационный ключ работает следующим образом.

Отрегулированную гайкой 17 скобу 15 надевают на трубу 5 и поворотом рукоятки 1 к поверхности трубы поджимают наконечник 8 вибратора 5. При подаче на электроды 6 переменного напряжения вибратор 5 начинает колебаться (сжиматься и растягиваться) вдоль своей оси. Возбуждаемые с частотой 20 - 100 кГц колебания передаются наконечнику 8, который при этом совершает косые удары по поверхности трубы 9, передавая при каждом ударе небольшой импульс. Так как частота ударов велика, то суммарный импульс будет достаточным для вращения трубы 9.

Для эффективной работы ключа необходимо, чтобы частота питающего напряжения была равна собственной частоте механического резонанса вибратора 5, определяемой по формуле

^£о = ^С3₆/^2Ь>

где г₀ - частота колебаний, Гц,

С - скорость акустических волн эв .

вдоль вибратора (для керамики ЦТБС-3 равна 3,2*

«10³ м/с) ,

Ь - длина вибратора, м.

Задающий генератор 20 (фиг.2), представляющий собой мультивибратор, выдает прямоугольные импульсы, поступающие на вход усилителя 21 мощности, на выходе которого имеется ЪС-фильтр, выделяющий из прямоугольного напряжения первую гармонику (синусоида), которая и поступает на электроды 6 вибратора 5. Выходные транзисторы усилителя мощности работают в ключевом режиме - они илиполностью открываются, или полностью

6

⁵ .14

закрываются, подключая попеременно вход ЪС-фильтра то к одному, то к

' другому полюсу источника постоянного напряжения, питающего всю схему.

И в закрытом, и в открытом состоянии, транзисторы почти не потребляют энергию, поэтому экономичность такого генератора высока, что в целом повышает КПД трубного ключа.

Подаваемое на вибратор 5 переменное электрическое напряжение возбуждает в нем акустические колебания, амплитуда которых максимальна при частоте механического резонанса вибратора 5. Акустические колебания генерируют на дополнительном электроде 22 переменное электрическое напряжение с той же частотой, которое подается на вход блока 19 синхронизации, представляющего собой усилитель-ограничитель, запускающий задающий генератор 20 с частотой колебаний вибратора 5. Таким образом осуществляется автоматическая настройка частоты генератора на частоту резонанса механических колебаний вибратора 5.

Сигнал обратной связи (фиг.З) может сниматься, например, с резистора 23, соединенного последовательно с вибратором 5. В области механического резонанса электрическое сопротив:4671

ление вибратора резко падает, а ток через него достигает максимума. Соответственно будет максимальным и напряжение на резисторе 23, подаваемое

⁵ на вход блока 19. Величина сопротивления не должна превышать 1 - 2Х от величины электрического сопротивления вибратора 5 в области резонанса

10 во избежание существенных потерь энергии.

Применение предлагаемого вибрационного трубного ключа позволяет расширить .возможности оператора, так

15 как дает возможность проводить как завинчивание, так и окончательную затяжку резьбового соединения с одной установки ключа без применения дополнительного инструмента, что,

20 кроме того, повысит производительность монтажных работ. Автоматическая^· подстройка частоты питающего генератора существенно упрощает эксплуатацию ключа и обеспечивает максимально

25 возможный для данного вибратора крутящий момент во всем диапазоне усилий прижима его наконечника к поверхности трубы. При больших усилиях прижима вибратор полностью погружается ниже уровня упора, что предохраняет его от возможной поломки и повышает надежность ключа.

1В

Фиг_;1

9

1484671

Л'4

Фиг.Ь

Claims (2)

1. ВИБРАЦИОННЫЙ ТРУБНЫЙ КЛЮЧ, содержащий рукоятку с упором и накидной скобой, предназначенные

2

для взаимодействия с трубой, вибратор и подключенный к нему генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения крутящего момента и надежности и упрощения эксплуатации, упор выполнен пустотелым, а в полости его установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия . с трубой подпружиненный вибратор, соединенный посредством обратной связи с генератором.

2. Ключ по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что накидная скоба имеет накладки из материала с низким коэффициентом трения.

£3