Ручные резьбозавертывающие машины

Т4. МАШИНЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ И СБОРКИ КОНСТРУКЦИЙ.

 

Ключевые слова и понятия: метчик (4.1), реверс (4.2),гибкий вал (4.3), твердость (4.4), прочность (4.5).

 

ВХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

Приступая к изучению данной темы, ВАМ необходимо восстановить в памяти (или восполнить) знания из прошлых периодов обучения: с курса «Деталей машин»: понятияметчик (4.1).

 

СОДЕРЖАНИЕ ТЕМЫ

4. Ручные машины для крепления изделий и сборки конструкций.

4.1. Резьбонарезные машины.

Ручные резьбозавертывающие машины

Ручные машины для шлифования, резки, распиловки

Ручные машины для крепления изделий и сборки конструкций

Монтаж металлоконструкций, электромонтажные и сантехнические работы, крепление различного оборудования к фундаментам, сборка столярных изделий осуществляется различными резьбовыми соединениями. Эти работы весьма трудоемки, так как они рассредоточены и выполняются в стесненных и труднодоступных местах. Основными операциями при сборке являются завертывание гаек или болтов, затяжка и ее контроль. Иногда возникает необходимость в изготовлении отверстий и снятии фасок с последующим нарезанием резьбы и сборкой соединения.

Резьбонарезные машины.

 

Они предназначены для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях при выполнении строительно-монтажных работ, выпускаются с электрическим (1.2) и пневматическим (1.3) ротационным (2.4) двигателем и отличаются от сверлильных наличием устройства для реверсирования шпинделя.

На шпинделе 1 машины (рис. 5.1) закреплен патрон, имеющий хвостовик квадратного сечения и предназначенный для крепления метчика (4.1). На валу двигателя 10 находится солнечная шестерня 9 планетарного редуктора. Сателлиты 5 находятся в зацеплении с двумя венцовыми шестернями – неподвижной 8 и вращающейся 7, жестко связанной с кулачковой полумуфтой и венцовой шестерней 4 второго планетарного редуктора. Сателлиты этого редуктора закреплены на неподвижных осях, а солнечная шестерня 2 является кулачковой полумуфтой, сквозь которую проходит шпиндель машины с кулачковой полумуфтой 6 на его конце.

Рис. 4.1. Кинематическая схема резьбонарезной машины.

Для нарезания резьбы необходимо метчик вставить в отверстие и приложить к машине осевое усилие. При включении двигателя начинают вращаться обе подвижные венцовые шестерни и кулачковая полумуфта 11, расположенная между ними. Под действием приложенного к машине усилия эта полумуфта сцепляется с полумуфтой 6, расположенной на конце шпинделя и последний, получает правое вращение, нарезая метчиком резьбу. При соприкосновении упора 3 с телом нарезаемой детали, полумуфты расцепляются. Затем происходит сцепление полумуфты 2, расположенной на солнечном колесе второго планетарного редуктора и полумуфты шпинделя 6. Шпиндель и метчик получают ускоренное левое вращение, и метчик вывертывается из нарезанного отверстия. Ускоренное вывертывание метчика из отверстия сокращает машинное время и обеспечивает полное использование мощности машины, так как процесс резания при этом не происходит. Применение упора дает возможность нарезать резьбы в глухих отверстиях. При работе резьбонарезной машиной применяются метчики, которые отличаются от ручных, тем, что они обеспечивают получение готовой резьбы за один проход. При нарезании резьбы ручными метчиками используют последовательно несколько метчиков (направляющий, режущий и калибрующий) для получения резьбы необходимого профиля.

 

Ручные резьбозавертывающие машины

Ручные резьбозавертывающие машины – гайко-, шурупо- и шпильковерты. Их применяют при сборке резьбовых соединений. Они могут быть непрерывно-силовыми и импульсно-силовыми с вращательным движением рабочего органа и приводом от электрического (1.2), пневматического (1.3) и гидравлического (1.4) двигателей.

В непрерывно-силовых резьбозавертывающих ручных машинах вращение от двигателя непрерывно передается рабочему органу – отвертке или ключу через кулачковую муфту и редуктор. В нерабочем положении кулачки ведомой и ведущей полумуфт между собой не связаны. При осевом нажатии на машину кулачки полумуфт входят в зацепление и рабочий орган (головка ключа или отвертка) начинает вращаться вместе со шпинделем. Как только величина крутящего момента на шпинделе превысит некоторую величину, между полумуфтами возникает осевое усилие, которое преодолевает сопротивление пружины и автоматически выводит ведомую полумуфту из зацепления. Возникающий при этом реактивный момент на корпусе машины воспринимается руками оператора. Так как ведущая полумуфта продолжает вращаться, то при одновременном нанесении ударов по кулачкам ведомой полумуфты создается дополнительный момент на шпинделе и одновременно защищается двигатель от перегрузки. Эти ручные машины (1.1) выпускаются с электрическими и пневматическими двигателями для резьб диаметром до 12 мм, они реверсивны (4.2) и ими можно выполнять как сборку, так и разборку резьбовых соединений.

В импульсно-силовых ручных машинах вращение от двигателя передается на рабочий орган (ключ) через редуктор и ударно-импульсный механизм, преобразующий непрерывное вращение в ударные импульсы. На практике еще встречаются случаи, когда при сборке резьбового соединения вручную для достижения значительного момента наносят удары по концу ключа. Таким же образом в ударно-импульсном ручном гайковерте реализуются значительные моменты затяжки при одинаковых с резьбозавертывающими машинами непрерывно-силового действия параметрах двигателя. При этом полностью исключается передача реактивного момента на корпус машины и, следовательно, на руки оператора.

Рис. 4.2. Частоударный гайковерт.

На рис. 4.2 показан гайковерт с электрическим двигателем, предназначенный для завинчивания и отвинчивания болтов и гаек, состоящий из рукоятки 5 с пусковым устройством, корпуса 4 с вмонтированным электродвигателем, планетарного редуктора 3, ударно-импульсного механизма 2 и шпинделя 1 с закрепленным на нем торцовым ключом 9. Ударный механизм заканчивается полумуфтой.

Электродвигатель передает вращение через планетарный редуктор ударному механизму, состоящему из кулачкового цилиндра и пружины. В начале работы гайковерта кулачки шпинделя под действием пружины 8 отключены от кулачков цилиндра, и электродвигатель работает вхолостую. При нажатии гайковертом на затягиваемую гайку шпиндель, преодолевая сопротивление пружины, входит в зацепление с цилиндром ударно-импульсного механизма, и гайка навертывается до упора.

При затяжке гайки или болта с возрастанием крутящего момента цилиндр под действием шариков 7 заложенных в винтовые канавки в водиле, начинает затормаживаться, одновременно перемещаясь, вдоль водила (оси), и выходит из зацепления с кулачками шпинделя, сжимая пружину 6. В этот момент, освободившийся цилиндр вместе с водилом поворачивается на некоторый угол, торцы кулачков цилиндра скользят по кулачкам шпинделя. Как только они перестают касаться друг друга торцами, сжатая пружина посылает вперед цилиндр, который, продолжая вращаться, наносит своими кулачками удар по кулачкам шпинделя и поворачивает его, а вместе с ним и затягиваемую гайку или болт. Затем цилиндр снова отходит назад, выходя из зацепления с кулачками шпинделя, и возвращаясь, наносит удар по кулачкам шпинделя. Процесс повторяется до тех пор, пока гайка или болт не затянется до конца. Для отвертывания болта или гайки фазы переключают с помощью штепсельного соединения.

Частоударные гайковерты. Весь процесс сборки резьбового соединения такими гайковертами осуществляется за 100...200 ударов в течение 4...5 с. Основными параметрами являются максимальный диаметр затягиваемой резьбы и момент затяжки. Для ограничения момента затяжки применяют муфты предельного момента или ограничивают время действия ударного механизма. Однако это не обеспечивает необходимой точности параметров затяжки резьбового соединения, вследствие чего частоударные гайковерты применяются только для сборки неответственных резьбовых соединений.

Редкоударные гайковерты. Характерной особенностью таких машин являются высокая энергия удара и малая их частота. Они осуществляют процесс затяжки за 2...3 удара, требуют меньшей мощности двигателя и имеют меньшую массу. Принцип работы редкоударного гайковерта заключается в том, что после разгона ударно-вращательного механизма до расчетной угловой скорости, с помощью синхронизирующего устройства происходит освобождение ударника и его ввод в межкулачковое пространство шпинделя. После ударного взаимодействия ударника и шпинделя происходит резкое падение угловой скорости ударника и его возврат в исходное положение под действием пружины.

Рис. 4.3. Редкоударный гайковерт.

На рис. 4.3 представлен ручной пневматический редкоударный гайковерт. Пневматический (1.3) ротационный двигатель (2.4) 9 размещен в рукоятке 11 между стальным стопорным пальцем 8 и крышкой 10, выполненной из полимерного материала. Здесь же размещены пусковое устройство с реверсом 14, глушитель шума 13 и штуцер 12 для подачи сжатого воздуха от компрессора. Выходной вал ротора двигателя 7 конструктивно соединен с ударно-вращательным механизмом 4, который включаем в себя корпус 2, шпиндель 1 и ударный механизм, состоящий из двух частей. Beдущая часть ударного механизма 6 закреплена в корпусе 2 с помощью подшипника, ведомая часть 5 с помощью устройства синхронизации 18 служит для передачи крутящего момента с ударника на шпиндель. Устройство синхронизации состоит из центробежных грузов 15, синхронизирующей втулки 17, закрепленной на валике 16 и пружин 3, 19.

Принцип действия гайковерта заключается в следующем. При нажатии на курок пускового устройства сжатый воздух поступает в камеры пневматического (1.3) двигателя и, преодолевая момент сил сопротивления, приводит его во вращение в направлении, соответствующем положению реверса. Вместе с валом ротора пневматического двигателя во вращение приводятся ведомая и ведущая части ударно-вращательного механизма и устройство синхронизации. По достижении расчетной угловой скорости грузы под действием центробежной силы, преодолевая усилие пружины, перемещают ведомую часть ударно-вращательного механизма (ударник) в осевом направлении, обеспечивая контакт с синхронизирующей втулкой. При дальнейшем увеличении угловой скорости ударник совместно с синхронизирующей втулкой, преодолевая усилие пружины, продолжает осевое перемещение в сторону шпинделя.

При достижении определенного взаимного расположения кулачков шпинделя и ударника происходит угловой поворот синхронизирующей втулки относительно оси, перпендикулярной оси вращения ротора. Синхронизирующая втулка освобождает ударник от действия пружины, и кулачки последнего входят в межкулачковое пространство шпинделя. Если значение момента сил сопротивления на шпинделе мало, то крутящий момент пневматического двигателя через замкнутые кулачковые пары передается на шпиндель и производит его вращение. В случае если же момент сил сопротивления на шпинделе превысит некоторое значение, достаточное для преодоления осевой составляющей центробежных сил, пружина возвращает ударник в исходное положение, размыкая кулачки ударника и шпинделя. Далее рабочий цикл повторяется. Промышленность выпускает редкоударные пневматические гайковерты с энергией удара от 25 до 160 Дж, с частотой ударов 2...5 Гц, для резьб диаметром 22...52 мм и обеспечивающие получение тарированного момента затяжки 400...5000 Нּм за 3...8 с.

Гайковерты с гидравлическим приводом такие гайковерты используют при выполнении монтажных работ, связанных со сборкой и установкой на фундаменты машин и крупного оборудования, где диаметры резьбовых coeдинений находятся в пределах 100...200 мм. Эти гайковерты обеспечивают получение крутящего момента 200...20000 Нּм. Их питание осуществляется от гидравлического привода, состоящего из насоса и маслонапорного цилиндра с предохранительным клапаном. Один такой привод может обеспечить одновременную работу нескольких гайковертов.