7.4 Автомати та напівавтомати для складання різьбових з’єднань

При масовому виробництві і ремонті різьбових з’єднань рентабельно використовувати автомати та напівавтомати.

Різьбозакручуючі автомати отримали широке розповсюдження при виробництві і ремонті автомобілів, тракторів та інших машин.

Основою багатошпиндельних агрегатних установок є окремі різьбозакручуючі шпинделі (силові головки), які збираються за агрегатним принципом разом з пусковою і контролюючою апаратурою. Установки, оснащені відповідними транспортними, базуючими, контролюючими і іншими пристроями, перетворюються в автоматичні збиральні машини.

Багатошпиндельні гайковерти застосовують для закручування різьбових деталей в діапазоні різьб від М3 до М30 і з моментом затяжки від 20 до 500 Нм.

Прикладом може служити затяжка десяти болтів кришок корінних підшипників двигуна автомобіля (рис. 3.3).

Десятишпиндельний гайковерт

Рис. 3.3

Технічні характеристики деяких збиральних автоматів для закручування різьбових деталей наведені в табл. 3.3.

Таблиця 3.3

Збиральні автомати гайковерти

Параметри	ГГ 41.03	ЭГ 41.02	ЭГ 41.04	ГП 41.04	ГП 41.06
Число шпинделів, шт.	2	8	6	8	2
Діаметр різьби, мм	22	14	16	16	20
Крутний момент, Нм	450	110	220	150	250
Потужність, кВт	–	2,16	1,62	1,4	1,5
Маса, кг	56	110	98	55	26

7.5 Проектування інерційно-ударних гайковертів

7.5.1 Взаємодія кулачків півмуфт гайковерта

Для спрощення розрахунків інерційно-ударного гайковерта (рис. 3.2) приймемо деякі допущення. Будемо вважати, що при взаємодії кулачків муфти сили тертя значно менші зовнішніх сил і ними можна знехтувати, а динамічний момент інерції деталей гайковерта, що обертаються, є незначним порівняно з динамічним моментом інерції маховика.

Позначимо геометричні параметри кулачкової півмуфти (рис. 3.5): –зовнішній діаметр півмуфти; – середній радіус кулачка; і – висота і ширина кулачка; і – кути профілю кулачка і западини; – кут між боковими поверхнями кулачків.

Кулачкова півмуфта

Рис.3.5

Розглянемо взаємодію кулачків (рис. 3.6) ведучої 1 та веденої 2 півмуфт кулачкової муфти в різних режимах роботи. На рис. 3.6, а показано положення кулачків півмуфт в початковий момент входження їх в зачеплен­ня під дією осьового зусилля пружини.

Взвємодія кулачків півмуфт

Рис.3.6

До цього моменту ведуча півмуфта 1 ковзала торцями кулачків, протя­гом повороту на кут по торцях кулачків веденої півмуфти 2, а ось­ове зусилля пружини зрівноважувалось реакцією .

Затим, протягом повороту ведучої півмуфти на кут , кулачки її, під дією осьової сили пружини, повинні переміститися з прискоренням на відстань , що дорівнює висоті кулачка, і ввійти в повне зачеплення з кулачками веденої півмуфти, тобто зайняти положення, показане на рис. 3.6, б.

В момент взаємодії поверхонь кулачків проходить процес закручування (відкручування) гайки до тих пір, поки момент опору не створить осьового зусилля, більшого від зусилля пружини. При цьому сила тиску ведучої півмуфти на ведену перпендикулярна до поверхонь кулачків. Розкладемо силу на дві складові: колову силу , яка власне і передає крутний момент та осьову , що компенсується силою пружини .

Збільшення моменту опору закручування гайки спонукає до різкого зменшення кутової швидкості веденої та ведучої півмуфт. Це приводить до віддачі кінетичної енергії, накопиченої маховиком, завдяки чому стрімко зростає сила тиску ведучої півмуфти на ведену (проходить удар) та осьова сила . Обмеження колової сили (a відповідно і крутного моменту на вихідному валу ) буде визначатися сумісною дією сили пружини та силою інерції ведучої півмуфти, що виникає внаслідок її переміщення з прискоренням під дією сили .

Передача крутного моменту припиниться після виходу кулачків з зачеплення (рис. 3.6, в). Затим буде відбуватися процес розгону ведучої півмуфти протягом повороту на кут та циклічне повторення передачі сили тиску (з ударами) і відповідно крутного моменту. При цьому потужність двигуна повинна бути достатньою для відновлення номінальної частоти обертання ведучої півмуфти до повторного удару. Зміна кутової швидкості двигуна характеризується коефіцієнтом нерівномірності , який лежить в певних межах.