Ключ динамометрический

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатель Блюменталь Эмануил муилович, Юрчик Валерий Леонидович(57) 1. Ключ динамометрический, содержащий торсиометр с двумя опорными элементами, выполненный в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала, жестко соединенных с одного конца, подпружиненный рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией, соединенный с обоими валами торсиометра, и закрепленный на сплошном валу между двумя опорными элементами, в котором регулируемое плечо зубчатого сектора рычажно-зубчатого механизма соединено с полым валом подвижными тягами переменной длины, отличающийся тем, что количество подвижных тяг составляет 1-3, при этом они соединены последовательно и длина их составляет 0,05-1 длин их разверток. 2. Ключ динамометрический по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна из подвижных тяг выполнена в виде пружины. 3. Ключ динамометрический по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна подвижная тяга выполнена с изгибом в пространстве не менее чем в одном направлении. 4. Ключ динамометрический по п. 1, отличающийся тем, что рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией закреплен по отношению к оси валов под углом , находящимся в пределах 0-180. 976. А.с. СССР 203289, МПК 01 3/04, 1967. 7. Свид. на ПМ РФ 151, МПК 01 5/24, 1994 (прототип). Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении и приборостроении, в частности для определения момента усилия затяжки резьбовых соединений. Известны динамометрические (моментные) ключи, состоящие из пружины, головки и рукоятки, снабженные шкалой и стрелкой. К рукоятке прикладывается усилие, которое через пружину передается на головку. При этом пружина изгибается в зависимости от момента усилия затяжки, стрелка, закрепленная на рукоятке, указывает по шкале ключа 1, 2. Принцип действия этих ключей основан на измерении деформации продольного изгиба пружинных элементов. Эти ключи просты по конструкции, но обладают рядом следующих недостатков ключи громоздки их нельзя применить в труднодоступных местах машин и механизмов ключи обладают невысокой точностью измерений. Известны динамометрические ключи, в которых применяются рычажно-зубчатые отсчетные устройства момента затяжки, причем принцип действия также основан на измерении продольного изгиба пружинных элементов от приложения момента усилия затяжки. Ключ содержит пружинный элемент, который через рычаг воздействует на зубчатый сектор, соединенный с трибом, на оси которого закреплена стрелка, показывающая момент усилия затяжки по шкале 3. Эти ключи имеют достаточно высокую точность измерений момента, но также обладают следующими недостатками они громоздки и неудобны в эксплуатации ключи нельзя применить в труднодоступных местах машин и механизмов. Известны динамометрические ключи, которые содержат упругий вал, жестко соединенный с первичным преобразователем, меняющим при деформации электрические параметры 4, 5. Таким образом измеряемый момент вызывает деформацию вала, которая приводит к изменению параметров электронной схемы, и которые, в свою очередь, преобразовываются в числовые значения измеряемого момента на показывающем устройстве. Эти ключи обладают высокой точностью. Их можно применять для измерения моментов в труднодоступных местах. Однако они обладают одним существенным недостатком - сложностью конструкции и технологии изготовления и, соответственно, высокой стоимостью. Известно устройство для измерения момента по значению угла закручивания вала, содержащее торсиометр, рычажный механизм и индикатор часового типа, причем торсиометр в нем выполнен в виде полого и входящего в него сплошного валов, концы которых с одной стороны жестко соединены, а на других концах валов смонтирована следящая система и подпружиненный рычажный механизм, укрепленный на сплошном валу. При работе свободные концы поворачиваются один относительно другого на угол, определяемый, деформацией полого вала, на концах которого имеются опорные элементы 6. Это устройство обладает достаточно высокой точностью измерения момента и может быть использовано в труднодоступных местах машин и механизмов. Однако его недостатком является сложность конструкции, настройки и тарировки, а также увеличенные за счет индикатора продольные размеры. Наиболее близким по технической сущности является ключ динамометрический, содержащий торсиометр в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала с опорными элементами на концах, причем концы валов с одной стороны жестко соединены, а подпружиненный рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией жестко закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами в плоскости,перпендикулярной оси валов, причем регулируемое плечо сектора рычажно-зубчатого механизма соединено с полым валом подвижными тягами, длина которых изменяется от 0,1 до 1,5 7. Это устройство обладает небольшими габаритами, удобно для использования в труднодоступных местах машин и механизмов, а также простое по конструкции. Однако недостатком его является усложнение процесса сборки и регулировки при расширении допусков на изготовление деталей, а также при понижении чувствительности прибора (отношение между угловым перемещением стрелки и углом закручивания торсиона, вызывающим это перемещение), увеличение угла закручивания торсиона. При малом же угле закручивания торсиона, наоборот, одна из тяг не используется в регулировке. В основу полезной модели положена задача создания ключа динамометрического, конструктивное выполнение которого позволило бы, за счет расширения допусков и возможности варьирования конструктивными элементами обеспечить повышение технологичности устройства. Существо полезной модели заключается в том, что в ключе динамометрическом, содержащем торсиометр с двумя опорными элементами, выполненный в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала, жестко соединенных с одного конца, подпружиненный рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией, соединенный с обоими валами торсиометра, и закрепленный на сплошном валу между двумя опорными элементами, в котором регулируемое плечо зубчатого сектора рычажно-зубчатого механизма соединено с полым валом подвижными тягами переменной длины, количество подвижных тяг составляет 1-3,при этом они соединены последовательно и длина их изменяется в пределах от 0.05-1 длин их разверток. 97 Кроме того, в ключе динамометрическом, по крайней мере, одна из подвижных тяг выполнена в виде пружины. Кроме того, в ключе динамометрическом, по крайней мере, одна подвижная тяга выполнена с изгибом в пространстве не менее, чем в одном направлении. Кроме того, в ключе динамометрическом рычажно-зубчатый механизм со стрелочной индикацией закреплен по отношению к оси валов под углом , находящимся в пределах 0 -180 . На фиг. 1 представлена схема динамометрического ключа с тремя тягами. На фиг. 2 представлена схема динамометрического ключа с двумя тягами, одна из которых выполнена в виде пружины. На фиг. 3 представлена схема ключа динамометрического с одной тягой, изогнутой в пространстве в трех направлениях. Ключ динамометрический содержит торсиометр, включающий сплошной вал 1 с двумя опорными элементами 2 и 3, с одной стороны жестко соединенный с полым валом 4, внутри которого он расположен, а с другой стороны жестко соединенный с платой 5. На плате жестко закреплен рычажно-зубчатый механизм 6,расположенный между опорными элементами в плоскости под угломк оси валов. При этом уголнаходится в пределах от 0 до 180 . На полом валу жестко закреплена тяга 7, последовательно с которой соединены тяги 8 и 9, подвижные относительно друг друга. Тяга 9, в свою очередь, соединена с регулируемым плечом зубчатого сектора 10 рычажно-зубчатого механизма, находящегося в зацеплении с трибом 11, на оси которого жестко закреплена стрелка 12. Подвижная тяга 9 выполнена в виде пружины (фиг. 2). Подвижная тяга 9 выполнена с изгибом в пространстве в трех направлениях (фиг. 3). Ключ работает следующим образом. Опорный элемент 2 устанавливается в место затяжки резьбовых соединений. К опорному элементу 3 прикладывается момент затяжки. При этом происходит упругая деформация вала 1 и поворот платы 5 с механизмом 6 относительно полого вала 4. Тяга 7 через тягу 8 и тягу 9 воздействует на плечо зубчатого сектора 10 и поворачивает его. Вращение передается через триб 11 на стрелку 12, угол поворота которой характеризует значение момента усилия затяжки в зависимости от регулировки и тарировки ключа, проведенных предварительно. Применение подвижных тяг, длину которых и, соответственно, расположение концов можно изменять путем увеличения или уменьшения угла и направления гибки при сборке и регулировке, позволяет упростить регулировку и облегчить изготовление деталей ключа за счет расширения допусков на размеры из-за возможности изменения в широких пределах координат расположения концов тяг, в тех случаях, когда максимальный угол закручивания торсиона относительно велик, а чувствительность ключа мала. При нормальной(средней) чувствительности ключа применяются две подвижные тяги. При сравнительно малом угле закручивания торсиона и высокой чувствительности ключа применяется одна подвижная тяга. Примеры конкретного выполнения. Пример 1. Ключ содержит торсиометр в виде полого вала и расположенного в нем сплошного вала. Сплошной вал выполнен из стали 65 Г длиной 150 мм, диаметром рабочей части торсиона 12 мм. Один опорный элемент выполнен в виде квадрата 12,5 х 12,5 с подпружиненным шариком. Опорный элемент выполнен в виде цилиндра длиной 30 мм и диаметром 24 мм, со сквозным отверстием диаметром 12,5 мм. Полый вал выполнен в виде трубы с диаметрами 18 и 24 мм длиной 80 мм из стали 45. Плата 5 выполнена из стали 20 толщиной 4 мм. Подпружиненный рычажно-зубчатый механизм совместно с платой жестко закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами в плоскости, расположенной под углом 90 к оси валов. Рычажнозубчатый механизм представляет собой зубчатый сектор из латуни ЛС 59-1 в зацеплении с трибом из стали У 10 А, заключенные между двумя платами из латуни Л 63 толщиной 0,8 мм. На триб насажена стрелка толщиной 0,15 мм и длиной 25 мм из стали У 10 А. Полый вал и зубчатый сектор соединены между собой тремя последовательно соединенными подвижными тягами, выполненными из стали, одна из которых диаметром 2,5 мм выполнена из стали 20 Г-образной, причем расстояние между концами тяги равно 0.6 длины развертки тяги (суммы длин плеч)-30 мм. Другая тяга выполнена из стали 65 Г в виде четырехвитковой пружины из проволоки диаметром 0,6 мм. Третья тяга выполнена из стали 20 -образной диаметром 1 мм и изогнута в 2 направлениях в плоскости перпендикулярной -образному изгибу, при этом расстояние между концами тяги равно 0.6 длины развертки тяги-10 мм. Оптимальный диапазон изменения длин тяг относительно длины развертки 0,4-0,8. При этом характеристики передаточного механизма наиболее близки к линейным. Однако при необходимости регулировки и подгонки деталей прибора при сборке допустимо изменение длин тяг в пределах от 0,05 до 1,0 длины разверток (суммы длин рычагов). Пример 2. При тех же параметрах, что и в примере 1, сплошной вал 1 выполнен из стали 65 Г длиной 150 мм, диаметром рабочей части торсиона 13,5 мм. 97 Подпружиненный рычажно-зубчатый механизм совместно с платой жестко закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами в плоскости, расположенной параллельно оси валов (под углом 0 к оси валов). Полый вал и зубчатый сектор соединены между собой двумя последовательно соединенными подвижными тягами, выполненными из стали 20. Одна тяга диаметром 2,5 мм выполнена Г-образной, причем расстояние между концами тяги равно 0,9 длины развертки тяги (суммы длин плеч)-30 мм. Другая тяга выполнена-образной, причем изогнута в 2 направлениях в плоскости перпендикулярной -образному изгибу, диаметром 1 мм, при этом расстояние между концами тяги 0,5 мм, равно 0,05 длины развертки тяги-10 мм. Пример 3. При тех же характеристиках, что и в примере 1, сплошной вал выполнен из стали 65 Г длиной 150 мм,диаметром рабочей части торсиона 15 мм. Подпружиненный рычажно-зубчатый механизм совместно с платой жестко закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами в плоскости, расположенной параллельно оси валов (под углом 180 к оси валов). Полый вал и зубчатый сектор соединены между собой одной тягой, выполненной из стали 20. Эта тяга диаметром 2,5 мм выполнена из стали 20 Г-образной, но разогнута, причем один конец отогнут и расстояние между концами тяги равно полной длине развертки тяги (суммы длин плеч)- 30 мм. Пример 4. При тех же характеристиках, что и в примере 1, сплошной вал выполнен из стали 65 Г длиной 150 мм,диаметром рабочей части торсиона 13,5 мм. Подпружиненный рычажно-зубчатый механизм совместно с платой жестко закреплен на сплошном валу между двумя опорными элементами в плоскости, расположенной перпендикулярно к оси валов (под углом 90 к оси валов). Полый вал и зубчатый сектор соединены между собой двумя последовательно соединенными подвижными тягами, выполненными из стали 20. Одна тяга диаметром 2,5 мм выполнена Г-образной, причем расстояние между концами тяги равно 0,05 длины развертки тяги (суммы длин плеч)-30 мм. Другая тяга выполнена-образной, но разогнута, диаметром 1 мм, при этом расстояние между концами тяги 10 мм, равно полной длине развертки тяги-10 мм. Предложенная конструкция позволяет, при необходимости, изменять длину и диаметр сплошных валов и,соответственно, габариты всего ключа и создавать гамму ключей по размерам и пределам измерений без изменений механизма, только за счет регулировки длин и направлений изгибов в пространстве тяг и изменения длины рычага зубчатого сектора. Кроме этого, расположение платы с механизмом между двумя опорными элементами, наклоненной к оси валов под углом , изменяемым от 0 до 180 позволяет уменьшить длину ключа, расположить отсчетное устройство удобно для пользователя, особенно при использовании ключей в труднодоступных местах машин и механизмов. Кроме того, выполнение подвижной тяги в виде пружины позволяет повысить надежность ключа, так как при ударах и падениях эта тяга амортизирует и исключает деформацию других тяг и зубчатого сектора. Таким образом, предлагаемая конструкция ключа динамометрического позволяет повысить технологичность прибора при изготовлении его деталей, сборке и регулировке. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.