Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЧУВАШСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра «Ремонта машин и теории конструкционных материалов»

Курсовая работа

по предмету: «Основы проектирования и эксплуатации технического оборудования»

на тему: «Прессы для разборочно- сборочных, правильных, гибочных работ »

Выполнил: Иванов Д.Ф.

Проверил: Новиков А. М.

Чебоксары 2010

Содержание

Введение

Глава 1. Обоснование рационального выбора конструкции технологического оборудования

1.1 Постановка целей и задач совершенствования конструкции оборудования

1.2 Анализ функциональных и технологических требований к технологическому оборудованию

1.3 Систематизация патентной информации

1.4 Анализ и оценка патентной информации

Глава 2. Выбор и описание предлагаемой модернизации конструкции технологического оборудования

Глава 3. Разработка технологической карты технического обслуживания пневматического гайковерта

Глава 4. Охрана труда и экологические мероприятия

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Вибрационная надежность любого оборудования, имеющего в своем составе вращающиеся узлы, в значительной мере определяет общую надежность этого оборудования. В энергомашиностроении, двигателестроении и приборостроении вибрационное состояние определяет еще и ресурс выпускаемого оборудования, в энергетике, газовой и нефтяной отраслях промышленностях повышает маневренность оборудования и степень защиты от техногенных катастроф, а в таких отраслях, как металлургическая или целлюлозно-бумажная, позволяет повысить качество выпускаемой продукции.

Существенное значение в обеспечении вибрационной надежности оборудования имеет балансировка отдельных роторов, валов и других вращающихся узлов машин и механизмов.

Модернизация производственно-технической базы АТП на современном этапе должна производиться с применением новых, прогрессивных форм и методов технического обслуживания и текущего ремонта подвижного состава, повышением уровня механизации и автоматизации производственных процессов, внедрением современного высокопроизводительного оборудования, оснастки и инструмента, одним из эффективных средств, позволяющих повысить производительность и качество технических воздействий в АТП, является широкое применив гаражного оборудования.

Для ТО и TP подвижного состава в АТП в настоящее время применяется широкая номенклатура технологического оборудования, различного как по функциональному назначению, так и по принципу действия, а также по конструктивному исполнению.

Важным направлением деятельности проектных и конструкторских организаций является совершенствование и проектирование нового технологического оборудования для АТП, что позволяет решить вопросы сокращения трудоемкости ТО и TP, проблемы охраны окружающей среды, экологии, экономики материальных и трудовых затрат социальные и прочие проблемы.

Первоочередным этапом конструкторской деятельности является глубокий анализ, как выпускаемого оборудования, так и технических идей в данной области, в том числе и патентные исследования. Правильная техническая политика в области проектирования может быть намечена только после выполнения этого начального этапа.

Решение данного вопроса возможно на основе реализации современных методов проектирования на базе применения новых технических решений прогрессивных материалов и комплектующих изделий.

Целью моего задания являются гайковерты, которые могут быть использованы в любой отрасли промышленности для разборки и сборки резьбовых соединений, для работ, требующих точного момента затяжки, а именно в автомобильной отрасли в основном предназначены для завертывания и отвертывания наружных и внутренних гаек колес легковых, грузовых автомобилей, автобусов, прицепов и полуприцепов. На СТОА и АТП нашей страны нашли применение несколько типов гайковертов: пневматические, пневмогидравлические импульсные, гидравлические, вибрационные.

Глава 1. Обоснование рационального выбора конструкции технологического оборудования

1.1 Постановка целей и задач совершенствования конструкции оборудования

В качестве исходной информации для анализа конструкции и технологичности гаражного оборудования я воспользовался «Отделом технической литературы» в Национальной библиотеке им. Яковлева. Анализируя технологические процессы ТО и TP подвижного состава выполняемые с применением соответствующего технологического оборудования, с учетом:

-удобства пользования оборудованием;

-преимущества его использования перед ручными операциями или применением немеханизированного оборудования;

-повышения качества технических воздействий;

-возможности специализации отдельных образцов оборудования, и его элементов для повышения для выполнения конкретных операций комплекса ТО и TP; -целесообразность совершенствования оборудования на качественной или количественной основе.

Проведя поиск по этим критериям, мне удалось найти несколько, на мой взгляд, перспективных патентов на изобретение, в их числе:

- RU 2317189 - ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ;

- RU 2278775 - ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГАЙКОВЕРТ;

- RU 2060148 - ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ;

- RU 2177401 - ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ;

- RU 2225288 - ГАЙКОВЕРТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ;

- RU 2182533 - ВИБРАЦИОННЫЙ ГАЙКОВЕРТ.

1.2 Анализ функциональных и технологических требований к технологическому оборудованию

Существует большое множество видов гайковертов от самых простых (с ручным приводом) до автоматизированных, где все процессы (ввод необходимых параметров работы гайковерта, задача момента затяжки резьбовых соединений, выбор режима работы и т.д.) могут происходить в автоматическом режиме.

Самые распространенные требования, предъявляемые к гайковертам, это:

- эффективное отвинчивание "прикипевших" и заржавевших гаек с минимальными затратами времени и усилий,

- точность момента затяжки,

- широкий диапазон мощностей,

- исключение вибрационного эффекта.

Автоматизированные гайковерты требуют меньше физических затрат от оператора, что повышает производительность труда и скорость для завертывания и отвертывания наружных и внутренних гаек, например, одного колеса, поэтому при выборе гайковерта следует учитывать примерный поток автомобилей.

1.3 Систематизация патентной информации

Изобретение относится к автоматизированному инструменту и может быть использовано для сборки резьбовых соединений с контролем усилия затяжки по крутящему моменту и углу поворота шпинделя в различных отраслях промышленности.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ

Патент - RU 2317189



Рисунок 1. Общий вид пневматического гайковерта: 1- корпус; 2 - двигатель; 3 - редуктор; 4 - планетарный редуктор; 5 - угловой редуктор; 6 - выходной вал; 7 - шпиндель; 8 - рабочая головка; 9 - электромагнитный клапан; 10 - катушка управления; 11 - датчик момента; 12 - электронный блок; 13 - электрический генератор.

Известен пневматический гайковерт, содержащий корпус, двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электронный блок управления, первыми входами подключенный к выходу датчика момента, а выходами ко входам отключающего электромагнитного клапана, входы подключения датчика угла и входы подключения напряжения питания (см. АС №1609638, В25в, от 16.12.88).

К недостаткам указанного гайковерта относятся недостаточно высокие технологические возможности, так как электронный блок и гайковерт соединены между собой электрическим кабелем, что затрудняет работу гайковерта на различных рабочих местах сборки резьбовых соединений.

Технический результат изобретения - расширение технологических возможностей гайковерта за счет размещения электронного блока в корпусе гайковерта.

Поставленный технический результат достигается тем, что в пневматический гайковерт, содержащий корпус, двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электромагнитный блок управления, первыми входами подключенный к выходам датчика момента, а выходами - ко входам отключающего электромагнитного клапана, входы подключения датчика угла и входы подключения напряжения питания, введен электрический генератор, установленный на валу двигателя, первый вывод выхода генератора через первый развязывающий элемент подключен к положительному выводу аккумулятора и положительному входу подключения напряжения питания электронного блока управления, а через второй развязывающий элемент - к первому выводу входа подключения выхода датчика угла электронного блока управления, второй вывод выхода генератора подключен к отрицательному выводу аккумулятора, второму выводу входа подключения датчика угла, второму выводу входа подключения напряжения питания электронного блока управления, а блок управления размещен в корпусе гайковерта.

Формула изобретения

Пневматический гайковерт, содержащий корпус, двигатель с редуктором и выходным валом, отключающий электромагнитный клапан, шпиндель с рабочей головкой, датчик крутящего момента и электронный блок управления, первыми входами подключенный к выходам датчика момента, а выходами ко входам отключающего электромагнитного клапана, входы подключения датчика угла и входы подключения напряжения питания, отличающийся тем, что гайковерт снабжен электрическим генератором, установленным на валу двигателя, аккумулятором, первым и вторым развязывающими элементами, первый вывод выхода генератора через первый развязывающий элемент подключен к положительному выводу аккумулятора и положительному входу подключения напряжения питания электронного блока управления, а через второй развязывающий элемент - к первому выводу входа подключения выхода датчика угла электронного блока управления, второй вывод выхода генератора подключен к отрицательному выводу аккумулятора, второму выводу входа подключения выхода датчика угла и второму входу подключения напряжения питания электронного блока управления, а блок управления размещен в корпусе гайковерта.

ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГАЙКОВЕРТ

Патент - RU 2278775

Рисунок 2. Профильный разрез пневмогидравлического импульсного гайковерта: 1 - корпус; 2 - рукоятка; 3 - пневмодвигатель; 4 - выходной вал; 5 - втулка; 6 - ротор; 7 - лопатка; 8 - шпиндель; 9 - уплотнительные губки; 10 ,11 - камеры высокого и низкого давления, 12,13 - отверстия; 14 - электромагнит; 15 - генератор импульсов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ударным механизированным инструментам, и может быть использовано в любой отрасли промышленности для разборки и сборки резьбовых соединений. Известен пневмогидравлический импульсный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенный в нем пневмодвигатель, выходной вал которого связан с гидравлическим пульсирующим усилителем, выполненным в виде втулки с эксцентриситетом, внутри которой размещен ротор с подпружиненной лопаткой, жестко связанный со шпинделем гайковерта, внутренняя поверхность втулки имеет уплотнительные губки, образующие с ротором и лопаткой две камеры высокого и низкого давления, и с отверстиями для перетока рабочей жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления (см. АС 1524992, кл. В 25 В 21/00 от 18.04.88).

Недостатком указанного гайковерта является недостаточно высокий момент, развиваемый гайковертом при затяжке резьбовых соединений.

Цель изобретения - повышение величины момента, развиваемого гайковертом.

Поставляемая цель достигается тем, что гайковерт снабжен генератором импульсов и электромагнитом, расположенным в роторе гидравлического пульсирующего усилителя, взаимодействующим с лопаткой и подключенного к генератору импульсов.

Формула изобретения

Пневмогидравлический импульсный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой, размещенный в нем пневмодвигатель, выходной вал которого связан с гидравлическим пульсирующим усилителем, выполненным в виде втулки с эксцентриситетом, внутри которой размещен ротор с подпружиненной лопаткой, жестко связанный со шпинделем гайковерта, при этом внутренняя поверхность втулки имеет уплотнительные губки, образующие с ротором и лопаткой камеры высокого и низкого давления с отверстиями для перетока рабочей жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления, отличающийся тем, что гайковерт снабжен генератором импульсов и электромагнитом, расположенным в роторе гидравлического пульсирующего усилителя, взаимодействующим с лопаткой и подключенным к генератору импульсов.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ

Патент - RU 2060148



Рисунок 3. Гидравлический гайковерт с гидроцилиндром: 1 - корпус; 2 - механизм односторонней подачи крутящего момента; 3 - гидроцилиндр; 4 - шток; 5 - штоковая полость; 6 - поршневая полость; 7 - обратный клапан; 8 - пружина; 9 - канал слива; 10 - запорное устройство;11 - тяга; 12 - пружина; 13 - маховик; 14 - канал; 15 - запорное устройство; 16 - тяга; 17 - шарнирная тяга.

Изобретение относится к системам управления механизированным гидравлическим инструментом, предназначенным для сборки и разборки резьбовых соединений. Кроме того, изобретение может быть использовано в различных механизмах возвратно-поступательного или колебательного действия с несиловым возвратом, например в лебедках, ножницах, прессах и других устройствах. Изобретение целесообразно использовать в гидросистемах высокого и сверхвысокого давления (выше 50 МПа). Известны гайковерты ведущих зарубежных фирм (см. каталоги фирм ENERPAC (США), CARL WALTER (Германия), HYTORC (Канада), alkitronic Германия) и другие). Во всех этих гайковертах отсутствует встроенная система управления работой гайковерта. В них переключение с рабочего на обратный ход производится вручную изменением положения клапанов на насосной станции. Такие схемы требуют специального устройства насоса, постоянного контроля при затяжке и ручного управления.

Известен гайковерт включающий корпус, размещенный в корпусе гидроцилиндр, поршневая полость которого имеет канал для подвода рабочей жидкости, а также возвратную пружину и устройство для односторонней передачи крутящего момента, соединенное со штоком гидроцилиндра. Благодаря наличию пружинного возврата для питания насоса может быть использован практически любой насос, в том числе и простейшие ручные насосы.

Однако при затягивании резьбы переключение гайковерта с рабочего на обратный ход и совершение следующего цикла производятся вручную. Данное решение является наиболее близким к предлагаемому и принято в качестве прототипа.

Целью изобретения является оснащение гидравлического гайковерта встроенной системой автоматического обеспечения непрерывного возвратно-поступательного движения штока гидроцилиндра при работе.

Цель достигается тем, что в гидравлическом гайковерте, содержащем корпус, размещенный в нем гидроцилиндр, имеющий канал для подвода рабочей среды, соединенный со штоком гидроцилиндра механизм для односторонней передачи крутящего момента и связанную с последним сменную рабочую головку, канал для подвода рабочей среды размещен со стороны штоковой полости гидроцилиндра; в гидроцилиндре выполнен канал для отвода рабочей среды, размещенный со стороны поршневой полости; гайковерт снабжен подпружиненным по оси обратным клапаном, предназначенным для периодического сообщения поршневой и штоковой полостей, а также запорным устройством, связанным со штоком и предназначенным для периодического взаимодействия с отверстием канала для отвода рабочей среды. Обратный клапан и запорное устройство могут быть размещены как внутри конструкции гидроцилиндра, так и вне его.

При работе гайковерта между штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра поддерживается разность давлений, величина которой определяется рабочей площадью штоковой полости и сопротивлением движению штока гидроцилиндра на холостом ходу. Разность давлений поддерживается подпружиненным по оси обратным клапаном, который может быть выполнен регулируемым.

Когда запорное устройство перекрывает канал для отвода рабочей среды, открывается обратный клапан, рабочая жидкость поступает в поршневую полость и выталкивает шток. При этом выполняется рабочий ход гидроцилиндра. В крайнем положении шток воздействует на запорное устройство, которое при этом сообщает поршневую полость с каналом для отвода рабочей среды. Давление в поршневой полости падает, и под воздействием давления в штоковой полости, поддерживаемого обратным клапаном, шток возвращается в исходное положение. Здесь он воздействует на запорное устройство, которое перекрывает канал для отвода рабочей среды, и цикл повторяется.

Непрерывный процесс возвратно-поступательного движения штока продолжается до тех пор, пока резьба не будет затянута с требуемым усилием, после чего сбрасывается давление в канале для подвода рабочей среды и гайковерт переносится в другую позицию.

Формула изобретения

Гидравлический гайковерт, содержащий корпус, установленный в нем гидроцилиндр, имеющий канал для подвода рабочей среды, соединенный со штоком гидроцилиндра механизм для односторонней передачи крутящего момента и связанную с последним сменную рабочую головку, отличающийся тем, что канал для подвода рабочей среды размещен со стороны штоковой полости гидроцилиндра, в гидроцилиндре выполнен канал для отвода рабочей среды, размещенный со стороны поршневой полости, а гайковерт снабжен размещенными в гидроцилиндре подпружиненным по оси обратным клапаном, предназначенным для периодического сообщения поршневой и штоковой полостей, и запорным устройством, связанным со штоком и предназначенным для периодического взаимодействия с отверстием канала для отвода рабочей среды.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ

Патент - RU 2177401

Изобретение относится к ручному инструменту с приводом и может быть использовано для затяжки и разборки резьбовых соединений в различных отраслях промышленности.

Известен гайковерт, содержащий корпус, размещенный в нем привод, рычаг, храповое колесо с отверстием под гаечную головку, многозубую собачку, шарнирно связанную с рычагом и штоком гидроцилиндра и упруго поджатую зубчатой поверхностью к храповому колесу (патент США N 42000011 МПК В 25 В 13/46).

Гайковерт обеспечивает большой крутящий момент. Однако эффективно воспринимает крутящий момент лишь часть зубьев храпового колеса, находящихся в зацеплении с зубьями собачки, это снижает возможности гайковерта по передаче крутящего момента и его надежность.



Рисунок 4. Общий вид гидравлического гайковерта: 1 - корпус; 2 - гидроцилиндр; 3 - шток-поршень; 4,5 - поршневая и штоковая полости; 6 - храповый механизм; 7 - шатун; 8 - сферическая опора; 9 - храповое колесо; 10 - силовая собачка;11 - противовозвратный упор; 12 - шейка храпового колеса; 13 - рычаги; 14 - ось; 15 - неподвижный зуб; 16 - паз; 17 - зуб; 18 - ось; 19 - шлицы; 20 - шпиндель; 21 - кнопочный фиксатор; 22 - торцовые головки; 23 - отверстие; 24 - узел; 25 - две полумуфты; 26 -шлицы ; 27 - реакционная опора; 28 - подпружинный фиксатор.

Известен также гайковерт по а.с. СССР N 1366382, кл. В 25 В 21/00, содержащий корпус, гидроцилиндр, шарнирно соединенный со штоком гидроцилиндра рычаг, храповое колесо с отверстием под сменные гаечные головки, многозубую собачку, поджатую к храповому колесу гидравлическим прижимом. На поверхности рычага, соприкасающейся с храповым колесом, выполнено несколько зубьев, аналогичных зубьям на собачке. Гидравлический прижим имеет специальный подвод рабочей жидкости от гидросистемы гайковерта. Недостатком этого гайковерта является сложность его конструкции.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является гайковерт по а. с. СССР N 1609635, кл. 5 В 25 В 21/00, содержащий корпус, поршень со штоком, кинематически связанный с последним поворотный рычаг, шпиндель с головкой под ключ, храповое колесо и подпружиненную к нему силовую собачку, а также противовозвратную собачку. Силовая собачка выполнена из двух подвижных половин, соединенных шпилькой, каждая из половин собачки имеет на одном конце зуб, а на другом конце полукруглые кольца, образующие совместно канал. В одной половине собачки выполнено сквозное резьбовое отверстие, выходящее в канал и паз, в котором размещен упор, для взаимодействия с боковыми сторонами этого паза.

Недостатком этого технического решения являются его большие габариты и масса, сложность конструкции, что делает его трудно эксплуатируемым в работе, а также невысокая надежность храпового механизма.

Большие габариты и масса гайковерта объясняются наличием значительного количества дополнительных узлов и деталей, а невысокая надежность - сложностью узлов крепления и обеспечения перемещения силовой собачки. Так, соединение двух половин собачки осуществляется при помощи шпильки, а так как при работе гайковерта эллипсная часть оси давит на обе половинки собачки, то в шпильке возникают большие напряжения, что приводит к ее растяжению и, как следствие, деформации половинок собачки. Кроме того, в сквозном резьбовом отверстии размещен упор с концом, выходящим в полукруглый канал и который предназначен для периодического взаимодействия со сторонами секторного паза, однако это взаимодействие идет по линии, а не по площадке и это вызывает большую концентрацию напряжений в нем и его быстрое разрушение.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы гайковерта за счет повышения надежности храпового механизма.

Задача решается тем, что в гайковерте, содержащем корпус и гидроцилиндр, шток-поршень, силовую собачку, храповое колесо и шпиндель с головкой и противовозвратную собачку, установлен шатун, соединенный со шток-поршнем и силовой собачкой, причем поршневой конец шатуна подвижно установлен в сферической опоре, жестко закрепленной в шток поршня, вторым концом соединен подвижно с силовой собачкой, которая размещена между рычагами, шарнирно установленными на шейке храпового колеса и связанными одной осью с шатуном и силовой собачкой, имеющей один неподвижный и один подвижный зуб, который подпружинен и установлен с зазором в полукруглом пазу, выполненном в рабочей зоне силовой собачки и верхняя часть которого соответствует форме паза, а рабочая торцовая поверхность выполнена прямоугольной.

Благодаря тому что рычаги, собачка и шатун установлены на одной оси, обеспечивается компактность гайковерта, а в сочетании с предложенной конструкцией собачки - надежность работы храпового механизма.

Вследствие того, что подвижный зуб подпружинен и установлен с зазором в пазу собачки, он имеет возможность как продольного, так и поперечного перемещения. В результате этого при взаимодействии собачки с зубьями храпового колеса подвижный зуб своей полукруглой частью вступает в контакт с полукруглой поверхностью паза собачки. При этом пружина подвижного зуба прижимает его к боковой плоскости паза, зуб перемещается в пазу на угол, равный или меньший углу трения, и самоустанавливается рабочей прямоугольной поверхностью на передней (рабочей) поверхности зуба храпового колеса. В результате происходит одновременное сцепление зубьев собачки с двумя зубьями храпового колеса, при этом нагрузка равномерно распределяется на оба зуба собачки и равномерно передается на зубья храпового колеса, что повышает надежность работы храпового механизма в целом.

Появление в совокупности нового технического свойства, заключающегося в более надежной работе гайковерта благодаря обеспечению равномерного усилия на зубья храпового колеса, свидетельствует о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

Формула изобретения

Гидравлический гайковерт, содержащий корпус с размещенным в нем гидроцилиндром с шток-поршнем, храповый механизм, содержащий шатун, храповое колесо, подпружиненные силовую и противовозвратную собачки, и установленный в храповом колесе шпиндель, отличающийся тем, что поршневой конец шатуна подвижно установлен в сферической опоре, жестко закрепленной в шток-поршне, а силовая собачка размещена между рычагами, установленными на шейке храпового колеса и связанными одной осью с шатуном и силовой собачкой, имеющей один неподвижный и один подвижный зубья, причем последний подпружинен и установлен с зазором в полукруглом пазу, выполненном в рабочей зоне силовой собачки.

ГАЙКОВЕРТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Патент - RU 2225288

Рисунок 5. Продольный разрез гайковерта гидравлического: 1 - корпус; 2 - хвостовик; 3 - отверстие; 4 - гильза гидроцилиндра; 5 - крышка; 6 ,7 - кольцевые канавки; 8,9 -отверстия; 10 - продольные канавки; 11 - отверстия; 12 - поршень; 13 - полый шток; 14 - толкатель; 15 - опорная поверхность; 16 - проушина; 17 - втулка; 18 - ось; 19 - прямая собачка; 20 - обратная собачка; 21 - пружина; 22 - храповое колесо; 23 - втулки; 24 - крышка; 25 - цилиндрическая поверхность; 26 - шестигранное отверстие; 27 - поворотный гидроразъем; 28,29 - каналы.

Изобретение относится к механизированным устройствам с гидравлическим приводом для сборки и разборки резьбовых соединений.

Известен гидравлический гайковерт (а.с. 1366382, В 65 В 21/00, 1988 г.), содержащий корпус, расположенный в нем гидроцилиндр и храповой механизм, шарнирно соединенный с поршнем гидроцилиндра и имеющий многозубую собачку, поджимаемую к храповому колесу с помощью гидравлического прижима, что увеличивает габариты и вес гайковерта.

Известен также гидравлический гайковерт (а.с. 1609635, В 65 В 21/00, 1990 г.), содержащий корпус, расположенный в нем гидроцилиндр с полым штоком и храповой механизм, связанный с гидроцилиндром через толкатель с проушиной, установленный в штоке, при этом храповой механизм снабжен собачкой, выполненной из двух соединенных с возможностью продольного перемещения относительно друг друга половин, установленной на оси, в месте сопряжения с собачкой имеющей эллипсовидное сечение, и концы которой размещены в параллельных друг другу дуговых пазах, выполненных в боковых стенках корпуса.

Недостатком известного гайковерта является конструктивная сложность и снижение точности выдержки крутящего момента за счет трения при движении концов оси в дуговых пазах при совершении рабочего хода.

Задача изобретения - упрощение конструкции с достижением технического результата -повышение точности выдержки крутящего момента за счет уменьшения трения движущихся элементов конструкции при прямом ходе.

Задача обеспечивается тем, что в гидравлическом гайковерте, содержащем корпус, размещенный в нем гидроцилиндр с полым штоком и храповой механизм с прямой собачкой, связанный с гидроцилиндром через толкатель с проушиной, расположенный в штоке, храповой механизм снабжен дополнительной обратной собачкой, установленной на одной оси с прямой собачкой, причем обе собачки друг с другом соединены пружиной, а на корпусе смонтирована крышка, внутренняя поверхность которой выполнена цилиндрической соосной с храповиком для взаимодействия с проушиной при обратном ходе.

Формула изобретения

Гайковерт гидравлический, содержащий корпус, расположенный в нем гидроцилиндр с полым штоком и храповой механизм с прямой собачкой, связанный с гидроцилиндром через толкатель с проушиной, расположенный в штоке, отличающийся тем, что храповой механизм снабжен дополнительной обратной собачкой, установленной на одной оси с прямой собачкой, причем обе собачки друг с другом соединены пружиной, а на корпусе смонтирована крышка, внутренняя поверхность которой выполнена цилиндрической, соосной с храповым механизмом для взаимодействия с проушиной толкателя при обратном ходе.

ВИБРАЦИОННЫЙ ГАЙКОВЕРТ

Патент - 2182533

Рисунок 6. Принципиальная схема вибрационного гайковерта, снабженного тормозным устройством с регулируемым усилием торможения

1 - корпус; 2 - рукоятка; 3 - привод; 4 - выходной вал; 5,6 - маховики; 7 - механизм переменной скорости вращения; 8 - планетарный редуктор; 9 -вал; 10 - центральная (солнечная) шестерня; 11 - центральная шестерня (эпицикл); 12 - сателлиты; 13 - оси; 14 - водило; 15 - стакан; 16 - тормозная колодка; 17 - пружина; 18 - резьбовая пробка; 19 - квадрат.

Изобретение относится к ручным переносным инструментам с силовым приводом и предназначено для соединения, разъединения резьбовых соединений и может быть использовано для механизации монтажных работ в различных областях промышленности.

Известен электрический вибрационный гайковерт по авт. св. 795927, М.кл.³ В 25 В 21/00, 1978 г., содержащий корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом, соединенный с последним планетарный редуктор, включающий центральные зубчатые колеса с наружными и внутренними зубьями и водило с сателлитами, упругодемпфирующую муфту, связанный через последнюю с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями приводной вал, закрепленное на конце последнего зубчатое колесо, возбудитель поворотных колебаний, включающий гильзу, размещенные в ней дебалансные валы с зубчатыми колесами для взаимодействия с зубчатым колесом, закрепленным на приводном валу, и смонтированный на гильзе шпиндель с головкой под ключ на конце.

Электрический вибрационный гайковерт по авт. св. 967791, М.кл.³ В 25 В 21/00, 1980 г. дополнительно снабжен по сравнению с гайковертом по авт. св. 795927 обгонной одинарной муфтой двухстороннего действия, обойма которой жестко закреплена на выходном валу ротора привода, поводковая вилка жестко связана с водилом редуктора, а ступица звездочки установлена с возможностью вращения относительно выходного вала ротора и связана через спиральную пружину с поводковой вилкой.

Известные гайковерты имеют большие вес и габариты, а кинематическая схема не позволяет получить того минимального знакопостоянного крутящего момента, при котором осуществляется затяжка резьбового соединения. Известен вибрационный гайковерт по авт.св. 1771943, МПК⁶ В 25 В 21/00, 1990 г. Гайковерт содержит корпус с рукояткой, размещенные в нем привод с выходным валом и возбудитель поворотных колебаний. В корпусе возбудителя поворотных колебаний установлены дебалансные валы, редуктор и шпиндель с головкой под ключ на конце. Шпиндель жестко связан с корпусом возбудителя поворотных колебаний, а редуктор имеет установленные на соответствующем дебалансном валу зубчатые колеса с наружными зубьями, находящимися в зацеплении с зубчатым колесом с внутренними зубьями, кинематически связанным с выходным валом привода.

Недостатком известного вибрационного гайковерта является то, что его кинематическая схема также не позволяет получить того минимального знакопостоянного крутящего момента на рукоятке управления, при котором осуществляется затяжка резьбового соединения, т.к. возбудитель поворотных колебаний имеет большую поворотную массу (дебалансные валы, тяжелое водило), которая расположена на значительном расстоянии от оси вращения возбудителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту, т.е. прототипом, является вибрационный гайковерт по патенту РФ 2081741, МПК⁶ В 25 В 21/00, 1994 г. Гайковерт содержит корпус с рукояткой управления, размещенные в нем привод с выходным валом, связанным с возбудителем поворотных колебаний, и шпиндель с головкой под ключ на конце. Возбудитель поворотных колебаний выполнен в виде двух маховиков, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения и планетарным редуктором. Водило планетарного редуктора непосредственно соединено со шпинделем гайковерта. При свободном навинчивании гайки привод через механизм переменной скорости приводит во вращение водило планетарного редуктора, имеющее по сравнению с маховиком значительно меньшую массу. В момент касания гайкой торца стягиваемого изделия водило останавливается, а маховик набирает обороты, приводя в действие возбудитель поворотных колебаний и осуществляя вибрационную затяжку резьбового соединения.

Конструкция известного вибрационного гайковерта обеспечивает вибрационные колебания возбудителя поворотных колебаний, при которых момент затяжки на шпинделе будет превышать момент откручивания. Однако в известном гайковерте не полностью используется энергетика маховиков вследствие незначительной разницы междуамплитудами вибрационных моментов в стороны заворачивания и отворачивания. Кроме того, известный вибрационный гайковерт не позволяет осуществлять подбор наиболее эффективного режима, при котором достигается наибольшее уменьшение трения в резьбе.

Заявляемое изобретение направлено на повышение надежности работы вибрационного гайковерта за счет возможности регулировки амплитуды вибрационного момента.

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном гайковерте, содержащем корпус с рукояткой управления, размещенный в нем привод с выходным валом, связанный с ним возбудитель поворотных колебаний, выполненный в виде двух маховиков, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения и планетарным редуктором, водило которого непосредственно соединено со шпинделем гайковерта, имеющем на конце головку под ключ, согласно предлагаемому изобретению маховик возбудителя поворотных колебаний, размещенный со стороны планетарного редуктора, снабжен тормозным устройством.

Отличие заявляемого вибрационного гайковерта от прототипа, выявленное в результате сопоставительного анализа и заключающееся в наличии детали, новой по сравнению с прототипом, и в ее расположении, не было обнаружено при изучении уровня техники, известного в данной области техники. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна", а отличительные признаки обеспечивают ему соответствие критерию "изобретательский уровень".

Использование в заявляемом вибрационном гайковерте тормозного устройства позволит осуществлять дополнительное торможение маховика возбудителя поворотных колебаний, размещенного со стороны планетарного редуктора, при этом тормозное устройство может быть с регулируемым или постоянным усилием торможения. В результате этого амплитуда поворота водила-шпинделя в сторону отворачивания гайки уменьшается, а в сторону заворачивания - увеличивается, т. е. разность между ними возрастает и суммарный вибрационный момент будет направлен в сторону заворачивания. Возможность регулировки величины амплитуды колебаний позволит подобрать наиболее эффективный режим работы, при котором достигается наибольшее уменьшение трения в резьбе. Все это повысит надежность работы вибрационного гайковерта.

Формула изобретения

Вибрационный гайковерт, содержащий корпус с рукояткой управления, размещенный в нем привод с выходным валом, связанный с ним возбудитель поворотных колебаний, выполненный в виде двух маховиков, связанных между собой механизмом переменной скорости вращения и планетарным редуктором, водило которого непосредственно соединено со шпинделем гайковерта, имеющим головку под ключ на конце, отличающийся тем, что маховик возбудителя поворотных колебаний, размещенный со стороны планетарного редуктора, снабжен тормозным устройством.

технологический пневматический гайковерт патентный

1.4 Анализ и оценка патентной информации

Выпускаемое в настоящее время промышленностью гаражное оборудование удовлетворяет требованиям эксплуатации не в полной мере, что связано как с постоянным повышением требования к нему, так и с накоплением опыта его производства и эксплуатации стране и за рубежом. Таким образом, для выпуска совершенного гаражного оборудования необходимо постоянно иметь резерв прогрессивных конструкторских решений, как отдельных узлов, так и оборудования в целом с. учетом всего имеющегося на данный момент опыта. В тоже время известно, что практическое внедрение конструкторских разработок в производство может сдерживаться развитием смежных отраслей и их научного потенциала (металлургии, электротехнической, электронной, химической промышленности и др.). Поэтому необходимо учитывать, что научные технические разработки в рассматриваемой области базируются на сырьевых, экономических и других особенностях соответствующей страны.

Прогрессивность или иной тенденции развития определенного вида гаражного оборудования оценивается по темпу изменения потребительских свойств. Однако это не всегда возможно из-за отсутствия необходимых данных по количественным показателям потребительских свойств, поэтому данная задача решается различными инженерными методами.

Сведения о новой технике, способах производства, представленные в виде заявок, патентов, авторских свидетельств, монографий, статей, отчетов о НИР и ОКР и др. несут, как правило, качественную (непараметрическую) информацию. Для практического использования непараметрических источников информации необходимо каким-либо образом трансформировать технические - идеи в числовые критерии, характеризующие, в конечном счете, силу и значимость этих идей.

С помощью методов инженерного прогнозирования можно материализовать технические идеи, оценить их количественно, а так же выработать (или выбрать) наиболее перспективное, с точки зрений удовлетворения цели: исследования (или конструирования), техническое решение. Для нормирования абсолютного веса характеристики I используется стандартная нормирующая функция:

(1)

где - порядковый номер характеристики.

Рассчитаем вес по пяти пунктам

Далее патенты сопоставляются с ГОТ и определяется коэффициент полноты изобретения Г, позволяющий оценить инженерно-техническую значимость новых решений:

(2)

где: - окончательная оценка позиций, ;

- базисная оценка позиции в баллах;

- абсолютный вес характеристики;

- сумма оценок источника информации по ГОТ;

- максимальная сумма оценок по матрице ГОТ

Область определения: 0,2<Г<1

Генеральная определительная таблица. Таблица 1.

Код	Характеристики, позиции	Оценки
		i	iok
I1	Универсальность в обслуживание резьбовых соединений, =1
P1	Ограниченное с использованием спец . устройств колес	1	1
P2	Ограниченное	2	2
P3	Основной размерный ряд	3	3
P4	Универсальное	4	4
I2	Степень автоматизации процесса, =1
P1	Ручное, требующее подготовки	1	1
P2	Ручное с дополнительными операциями	2	2
P3	Ручное без дополнительных операций	3	3
P4	Автоматическое со спецприспособлениями	4	4
P5	Автоматическое без спецприспособлений	5	5
I3	Привод гайковерта, =0,75
P1	Силовой	1	0,75
P2	Пневмогидравлический	2	1,5
P3	Гидравлический	3	2,25
P4	Пневматический	4	3,0
I4	Обслуживание оборудования, =0,5
P1	Сложное, требующее вмешательства дилерских центров	1	0,5
P2	Сложное, обслуживается мастерами	2	1
P3	Среднее, требующее определенных навыков	3	1,5
P4	Простое механическое, не требующее спец навыков	4	2
I5	Конструкция и габаритные размеры, =0,312
P1	Большие и требующие много свободного пространства	1	0,312
P2	Малое, но требующее места для спец. операций	2	0,624
P3	Малое, не требующее много места вокруг	3	0,936

Для определения коэффициента полноты изобретения по формуле (2) определяются:

Максимальная сумма оценок по матрице ГОТ

(3)

Сумма оценок изобретения по ГОТ

 (4)

Коэффициент полноты изобретения Г рассчитывается:

(5)

Определяем резервный фонд дальнейшего усовершенствования перспективного изобретения:

Формализованный бланк. Оценка ГОТ. Таблица 2.

Исходные данные	Смысловое наименование информационного источника	Базовая оценка источника информации	Г	Категория прогнозир.
		1	2	3	4	5
		1	1	0,75	0,5	0,312
RU 2317189	ПНЕВМАТИЧ. ГАЙКОВЕРТ	4	5	3,0	0,5	0,936	0,899	Весьма перспективно
RU 2278775	ПНЕВМО ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГАЙКОВЕРТ	3	3	1,5	1	0,936	0,63	Перспективно
RU 2060148	ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ	2	4	2,25	1	0,624	0,66	Перспективно
RU 2177401	ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ	2	3	2,25	1	0,624	0,59	Мало перспективно
RU 2225288	ГАЙКОВЕРТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ	2	2	2,25	1	0,624	0,53	Мало перспективно
RU 2182533	ВИБРАЦИОННЫЙ ГАЙКОВЕРТ	1	1	0,75	1,5	0,624	0,33	Не перспективно

Глава 2. Выбор и описание предлагаемой модернизации конструкции технологического оборудования

Рисунок 7. Наиболее перспективный вариант оборудования (пневматический гайковерт): 1- корпус; 2 - двигатель; 3 - редуктор; 4 - планетарный редуктор; 5 - угловой редуктор; 6 - выходной вал; 7 - шпиндель; 8 - рабочая головка; 9 - электромагнитный клапан; 10 - катушка управления; 11 - датчик момента; 12 - электронный блок; 13 - электрический генератор.

Для выявления наиболее приемлемых, с точки зрения решаемой задачи исследования гаражного оборудования технических, решений необходимо проанализировать всю имеющуюся информацию в данной области, оценить ее, выработать научно обоснованное мнение о возможностях развития данного вида оборудования (или его частей) в будущем.

Выпускаемое в настоящее время промышленностью гаражное оборудование удовлетворяет требованиям эксплуатации не в полной мере, что связано как с постоянным повышением требований к нему, так и с накоплением опыта его производства и эксплуатации в стране и за рубежом. Таким образом, для выпуска современного гаражного оборудования необходимо постоянно иметь резерв прогрессивных конструкторских решений, как отдельных узлов, так и оборудования в целом с учетом всего имеющегося на данный момент опыта. В тоже время известно, что практическое внедрение конструкторских разработок в производство может сдерживаться развитием смежных отраслей и их научного потенциала (металлургии, электротехнической» электронной, химической и др.).

С помощью методов инженерного прогнозирования можно материализовать технические идеи, оценить их количественно, а также выработать (или выбрать) наиболее перспективное, с точки зрений удовлетворение цели исследования. Метод прогнозирования по патентным источникам относится к среднесрочному прогнозированию. Для реализации данного метода составляется генеральная определительная таблица (ГОТ, табл.1),

После анализа и оценки патентной информации мы выявили наиболее перспективный гайковерт: RU 2317189 ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГАЙКОВЕРТ. Данный образец изобретения обладает ярко выраженными положительными свойствами по эксплуатации, а, именно, небольшие размеры и габариты - сейчас все больше и больше появляется точек по оказанию населения услуг в сфере шиномонтажа, чаще всего это мелкий бизнес, т. е. начинающий частный предприниматель, и не всегда у него найдется много места под оборудование - чаще всего гараж или небольшое съемное помещение. Также этот гайковерт обладает ярко выраженным свойством универсальности в обслуживание различного типового размерного ряда резьбовых соединений, что немало важно. Важную роль играет в полезных пользовательских свойствах данного оборудования - степень автоматизации производственного, вследствие этого можно предположить высокую окупаемость инвестиций в данный вид оборудования, что не маловажно скажется в выборе этого оборудования для дальнейшей модернизации. Так как уровень автоматизации высок, то требуется персонал с базовыми техническими навыки, следственно отпадает надобность в высококвалифицированном персонале, вследствие этого уменьшаются издержки на осуществление фонда оплаты труда персонала, также уменьшается уровень травматизма. Одну из значительных ролей в выборе гаражного оборудования играет роль технически достижимая точность оборудования, ведь чем выше уровень точности, тем выше профессиональный уровень предприятия, вследствие этого и его престижность на рынке. А так как на рынке организаций услуг по автообслуживанию стоит довольно высокий уровень конкуренции, то этот фактор имеет весьма высокий уровень значимости. У данного инструмента высокая точность осуществляется за счет того, что используется высокоточный датчик и также цифровое оборудование на логических цепях. Из единственных минусов данного оборудования можно разве, что учесть техническую сложность в обслуживание высокотехнологичных частей оборудования и его настройку, для этого необходимо обслуживать инструмент на различных дилерских станциях.

Применяя автоматизированные гайковёрты на автосервисных предприятиях по оказанию услуг мы увеличиваем качество, производительность по оказываемым услугам.

Глава 3. Охрана труда и экологические мероприятия

Инструкция по технике безопасности.

1.Общие положения.

К работе с пневматическим гайковертом допускаются лица, знающие устройство инструмента и имеющие элементарные знания по электротехнике и слесарному делу, обученные безопасным методам работы, прошедшие проверку знаний инструкций по охране труда.

Лица, виновные в нарушении данной инструкции привлекаются к дисциплинарной ответственности согласно «Правил внутреннего трудового распорядка».

2.Требования безопасности перед началом работы.

Привести в порядок рабочую одежду, застегнуть или охватить резинкой обшлага рукавов. Заправить одежду так, чтобы не было развивающихся концов.

Проверить наличие, исправность вращающихся частей инструмента (шпинделя).

3.Требования безопасности во время работы.

Работать с инструментом в рукавицах или перчатках.

Перед каждым включением инструмента предварительно убедиться, что его запуск никому не угрожает опасностью.

Обязательно выключать инструмент:

-При уходе от него даже на короткое время;

-При временном прекращении работы;

-При перерыве в подаче электроэнергии;

-При уборке, смазке, чистке инструмента;

-При обнаружении какой-либо неисправности.

4.Требования безопасности в аварийных ситуациях.

В случае недомогания или несчастного случая прекратить работу, известить мастера и вызвать врача. Мастер, или лицо, его заменяющее, обязан сообщить об этом администрации предприятия для своевременного составления акта о происшедшем несчастном случае и принятия мер, предупреждающих повторение подобных случаев.

5.Требования безопасности по окончании работы.

Выключить инструмент.

Привести в порядок рабочее место.

Смазать трущиеся части инструмента.

Убрать инструмент на отведенное ему место.

Снять и убрать спецодежду.

Вымыть руки теплой водой с мылом.

Охрана труда, промышленная безопасность и экология.

Для достижения этой цели на предприятии проводятся следующие мероприятия:

- ежегодно проводятся предварительные, периодические и углубленные медицинские осмотры работников для выявления на ранней стадии и предотвращения возможных профессиональных и общих заболеваний;

- организовано профилактическое лечение работников в санаториях-профилакториях;

- по установленным нормам своевременно приобретается и выдается работникам современная качественная спецодежда, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты, а также ведется постоянная работа по внедрению новых наиболее качественных и современных средств индивидуальной защиты;

- организованы ремонт и стирка спецодежды;

- в структурных подразделениях и санитарно-бытовых помещениях оборудованы места для сушки спецодежды;

- все работники предприятия, выполняющие работы, связанные с загрязнением, обеспечены в полном объеме мылом, очищающими пастами, кремами гидрофильного, гидрофобного и регенерирующего восстанавливающего действия, а также санитарно-бытовыми помещениями;

- работники, занятые на работах с вредными производственными факторами, в установленном порядке обеспечиваются молоком;

- в структурных подразделениях предприятия оборудованы уголки и стенды с наглядной агитацией, инструкциями и прочими материалами по охране труда;

- все работники рабочих профессий ежегодно, а руководители и специалисты не реже одного раза в три года проходят обучение по охране труда;

- постоянно ведется работа по аттестации рабочих мест, составляются мероприятия по доведению до санитарных норм факторов трудового процесса;

- ежегодно составляется план мероприятий, направленных на улучшение условий и охраны труда работников.

- с целью организации работы и координации действий в области обеспечения безопасности труда на предприятии создан отдел охраны труда, промышленной безопасности и экологии. Для осуществления лабораторного контроля факторов производственной среды и трудового процесса на предприятии есть своя аккредитованная лаборатория экологии и промышленной санитарии.

Экологическая деятельность предприятия осуществляется в соответствии с законами Российской Федерации и другими законодательными актами на их основе.

На предприятии существует аккредитованная лаборатория экологии и промсанитарии, которая осуществляет мониторинг окружающей среды, экологический производственный контроль, контроль факторов производственной среды, жилых общественных зданий, трудового процесса.

В объекты контроля лаборатории Э и ПС входят:

· Вода техническая;

· Вода грунтовая;

· Вода питьевая;

· Вода сточная очищенная;

· Вода природная поверхностная;

· Атмосферный воздух;

· Промышленные выбросы в атмосферу;

· Параметры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения;

· Воздух рабочей зоны.

· Химические факторы;

· Воздух рабочей зоны. Физические факторы;

· Селитебная территория. Физические факторы;

· Производственная среда. Факторы трудового процесса.

Деятельность предприятия по охране труда основана на законодательных актах Российской Федерации:

1. Федеральный закон «Трудовой кодекс Российской Федерации».

2. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

3. Приказы, постановления и другие производные от законов документы.

Система организации работы по обеспечению охраны труда и промышленной безопасности на объектах предприятия устанавливается «Стандартом предприятия» (СТП21 - 2002), в котором определены принципы построения и организации работ, права, обязанности и ответственность всех служб и подразделений.

Глава 4. Разработка технологической карты технического обслуживания пневматического гайковерта

Для обеспечения сохранности инструмента важное значение имеет своевременное его техническое обслуживание и смазывание, в соответствии с руководством по эксплуатации данного инструмента.

Смазочные масла на поверхностях деталей, которые взаимно перемещаются в процессе работы, образуют пленку, резко снижая коэффициент трения и, следовательно, потери мощности на преодоление сил трения. При этом повышается КПД инструмента и уменьшается износ деталей. Кроме того, смазочные масла охлаждают трущиеся детали инструмента.

Для смазывания гайковертов применяют турбинное масло марки Т22 ГОСТ 32-74, которое не образовывает осадка, вызывающего загрязнение смазочной системы и коррозию деталей.

Далее в таблице 3 представлена технологическая карта технического обслуживания данного пневматического гайковерта.

При заполнении данной карты использовались:

- каталог оборудования;

- нормативы трудоёмкостей.

Заключение

Изобретение относится к автоматизированному инструменту и может быть использовано для сборки резьбовых соединений с контролем усилия затяжки по крутящему моменту и углу поворота шпинделя в различных отраслях промышленности.

Данное изобретение имеет преимущества по нескольким параметрам по сравнению с остальными образцами:

-малые габаритные размеры и масса;

-высокий уровень автоматизации;

...