Тема 7. Проектування складального обладнання

7.1 Основні напрямки розвитку збірно-розбірних операцій

Складання різьбових з’єднань в залежності від застосованого обладнання, ступені механізації і автоматизації, можна умовно розділити на п’ять стадій:

1. за допомогою універсального і спеціального ручного інструменту;

2. за допомогою ручних машин (гайковертів), при цьому допоміжні операції виконуються вручну;

3. за допомогою ручних машин, при цьому допоміжні операції автоматизовані;

4. на спеціальному обладнанні з ручною подачею;

5. на автоматичному обладнанні при автоматизації всіх допоміжних операцій.

7.2 Ручні інструменти для складання різьбових з’єднань

Основними інструментами для складання різьбових з’єднань є ключі і викрутки. Ручні інструменти описані в [28].

7.3 Будова та принцип роботи гайковертів

Гайковерти призначені для механізації збірно-розбірних операцій при виконанні ТО та ремонту автомобілів. Одними з найбільш трудомістких операцій, що потребують значних фізичних зусиль та витрат часу, є операції закручування і відкручування гайок коліс, стремянок кріплення ресор та кузовів.

Використовуються гайковерти силового та інерційно-ударного типів.

Силові гайковерти служать для закручування шпильок, гвинтів і гайок при невеликих крутних моментах до 250 Нм. Вони бувають з пневматичним, гідравлічним та електричним приводами. До силових гайковертів відносяться моделі ГПС-12, ГПСР-15 та ін.

Схема силового гайковерта

Рис.3.1

В силових гайковертах (рис. 3.1) крутний момент від двигуна 1 передається через одно- або двохступінчастий планетарний редуктор 2 і муфту 3 до шпинделя 4, на якому кріпиться головка 5, що одівається на різьбову деталь. При перевищенні крутного моменту на головці 5 шпинделя 4 між півмуфтами виникає осьове зусилля, яке переборюючи опір пружини 6, роз’єднує півмуфти. В силових гайковертах застосовуються спеціальні муфти обмеження і регулювання крутного моменту: кулачкові, фрикційні, кулькові, магнітні.

Технічні характеристики деяких силових гайковертів наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Силові гайковерти

Параметри	ВП.2	ГПС12	ГПСР-15
Крутний момент, Нм	20	120	200
Потужність двигуна, кВт	0,5	1,8	1,5
Частота обертання шпинделя, об/хв.	450	300	110
Витрати повітря, м3/хв.	0,8	1,6	2,0
Маса, кг	2,0	8,0	11,5

Для забезпечення кріпильних робіт, які вимагають при затяжці різьбових з’єднань значних крутних моментів (500...1100 Нм), застосовують інерційно-ударні гайковерти. Так для затяжки гайок кріплення дисків коліс потрібно прикласти момент 700...800 Нм, а стремянок ресор – 1000...1100 Нм.

Найбільше застосування інерційно-ударні гайковерти мають з пневмо- та електроприводом. Такі гайковерти виконують у вигляді ручних машин, які оператор держить в руках на протязі всього робочого циклу. У співставленні з гайковертами силової дії в інерційно-ударних гайковертах приводні двигуни мають меншу потужність. Це дозволяє створювати їх легкими і портативними з високою продуктивністю. Разом з тим інерційно-ударні гайковерти мають більш низьку довговічність, при їх роботі створюється підвищений рівень вібрації та шуму.

Будову та принцип роботи таких гайковертів розглянемо на прикладі інерційно-ударного гайковерта для закручування та відкручування гайок коліс, схема якого показана на рис. 3.2.

Привод гайковерта забезпечує електродвигун 1, який за допомогою клиново-пасової передачі 2 розкручує маховик 3, що зв’язаний шліцевою муфтою 5 з ведучою півмуфтою 7 кулачкової муфти. В режимі холостого ходу ведуча півмуфта 7 від’єднується від веденої півмуфти 8 за допомогою важеля 6. Ведена півмуфта 8 безпосередньо з’єднана з вихідним валом 9, на який встановлюється головка 10, що закручує, або відкручує гайку.

З’єднання півмуфт забезпечується пружиною 4 при відпущеному важелі 6. Керування важелем здійснюється вручну або електромагнітом. Весь механізм монтується на силовій рамі, що дозволяє переміщувати його по висоті для пристосування до гайки на колесі.

Гайковерт має два режими роботи. При закручуванні гайки діють таким чином. Спочатку з’єднують за допомогою головки вихідний вал з гайкою на колесі. Потім переконавшись, що півмуфти 7 та 8 роз’єднані, вмикають електродвигун 1, який забезпечує розкручування маховика 3. Після цього переводять важіль 6 в положення, при якому півмуфти кулачкової муфти з’єднуються. Це забезпечує передачу крутного моменту від двигуна 1 на вихідний вал 9, головку 10 та закручування гайки колеса. Оскільки момент опору гайки, доки вона рухається по різьбі, невеликий, то на його подолання вистачає крутного моменту, що розвиває електродвигун. Коли гайка досягне опорної поверхні, то момент її опору починає стрімко зростати. Від цього кутова швидкість валу 9 стрімко зменшується. Тоді, завдяки кінетичній енергії, накопиченої маховиком 3, забезпечується різке зростання (ударне) крутного моменту та затяжка гайки.

Схема інерційно-ударного гайковерта

Рис.3.2

Обмеження крутного моменту забезпечується нахилом взаємодіючих поверхонь кулачків. Завдяки конічній поверхні кулачків виникає осьове зусилля, яке розводить кулачки, переборюючи силу опору пружини 4. Передача крутного моменту на вал 9 і відповідно гайку припиняється, коли осьове зусилля зростає на стільки, що кулачки ведучої півмуфти 7 виходять із зачеплення з кулачками веденої півмуфти 8 і взаємодіють між собою торцевими поверхнями. Після цього кутова швидкість маховика 3 знову зростає і пружина 4 переміщує шліцеву муфту 5 та кулачкову півмуфту 7 до з’єднання з півмуфтою 8. Таким чином, процеси взаємодії півмуфт 7 і 8 періодично повторюються.

При відкручуванні гайки змінюється напрям обертання валу 9, шляхом зміни напряму обертання електродвигуна 1 і процеси взаємодії півмуфт 7 і 8 аналогічно повторюються.

Технічні характеристики деяких інерційно-ударних гайковертів наведені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2

Інерційно-ударні гайковерти

Параметри	ИЭЗП2	ИЭЗИ5	ИПЗІІЗ	ИПЗІ06
Найбільший діаметр різьби, мм	48	30	18	42
Найбільший момент затяжки, Нм	2100	700	250	800...1500
Потужність електродвигуна, кВт	0,12	0,18	–	–
Витрати стиснутого повітря, м3/хв.	–	–	0,9	1,0
Маса, кг	12,5	5,0	3,0	9,0