專利名稱:擰緊和松開螺紋連接的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明涉及擰緊和松開螺紋連接的一種方法和一種裝置。這種裝置可用于機器設(shè)備及類似的機械結(jié)構(gòu)中，在這些機構(gòu)中螺紋連接經(jīng)常需要傳遞很大的力;同樣，本發(fā)明的裝置也可用于例如精密機械領(lǐng)域，在這種機構(gòu)中復(fù)雜的螺紋連接經(jīng)常要求很高的均勻性，而且在加載時也要十分精細(xì)。
許多擰緊和松開螺紋連接的裝置已經(jīng)公知，這些裝置因所用驅(qū)動類型不同、傳遞力和運動的種類及方式不同、以及手工操作或其它方面不同而各不相同。這些裝置按其工作原理大體上可分成以下三種動力式螺釘(螺栓)、沖擊式螺釘(螺栓)和那種借振蕩以減少滑動表面或螺紋表面之間摩擦阻力的螺釘(螺栓)。動力式螺釘(螺栓)的工作方式很象手工擰螺旋過程，它通過桿杠把作用力傳遞到螺母扳手或類似的工具上，所不同的只是它用機械力代替人力，而這種機械力可以由電動的、氣動的或液壓的驅(qū)動裝置產(chǎn)生。DE-OS2529818和DD-WP62789給出了采用這種工作原理的一些結(jié)構(gòu)，而它們之間的主要區(qū)別在于，把作用力傳遞到需要轉(zhuǎn)動的螺釘(螺栓)上時所用的構(gòu)件有所不同。前一份專利文獻(xiàn)中用的是夾緊帶，而后一份專利文獻(xiàn)中用的卻是棘爪和制動環(huán)的組合。
沖擊式螺釘(螺栓)的擰螺旋過程是這樣實現(xiàn)的，即把一個沖擊式轉(zhuǎn)動構(gòu)件的快速沖擊施加于要擰動的螺母及其類似物之上。這樣做可以把這個構(gòu)件的脈沖能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽傅念潉?。所謂高頻沖擊或螺釘(螺栓)(它由交流電驅(qū)動)就是用高達(dá)約500赫茲的沖擊頻率進(jìn)行工作的。
上面曾提到過的各種驅(qū)動方式都可以用于沖擊式螺釘(螺栓)，但人們經(jīng)常使用的還是電力驅(qū)動，它首先通過連接兩頭的液壓或氣動機構(gòu)再產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的沖擊運動。DE-OS3231902公開了與此有關(guān)的一個實施例。
由于這種沖擊式螺釘(螺栓)的驅(qū)動方式產(chǎn)生令人不快的振動和噪音，所以長時間用這種方式進(jìn)行手工作業(yè)會帶來嚴(yán)重身心負(fù)擔(dān)。與動力式螺釘(螺栓)相比，這種設(shè)備質(zhì)量較大(相對產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩而言)，因此，這種設(shè)備若作為手工設(shè)備使用，則只能用在轉(zhuǎn)動力矩較小的工作范圍內(nèi)。
此外，也不可能給出一個確定的轉(zhuǎn)矩極限值，因為表面狀況、摩擦材料的種類以及由于振動而導(dǎo)致摩擦系數(shù)下降等因素恰恰會在終端負(fù)載范圍內(nèi)，對產(chǎn)生轉(zhuǎn)動所必需的力矩施加一個很大的影響。為滿足沖擊運動的需要，設(shè)備必須具有較大的結(jié)構(gòu)，與此同時，對許多另部件的磨損強度提出了較高的要求。
在很多實際應(yīng)用場合都希望所有的螺紋連接能具有確定的且均勻的夾緊力，而自動設(shè)備則對每個裝置在轉(zhuǎn)矩斷開的一致性方面提出了很高的要求，用例如滑動連接方式是不能達(dá)到這種要求的。
DE-OS2835382描述了一種開關(guān)板，它可用來把沖擊式螺釘(螺栓)(它由電動機驅(qū)動且轉(zhuǎn)數(shù)可控制)的轉(zhuǎn)矩斷開，從這個開關(guān)板上可以看出，在它的負(fù)載電阻上分接了一個與電動機負(fù)載成正比的電壓，在沖擊螺釘(螺栓)的過程中電流在積分器中疊加起來，其終值可用來作為所接受沖擊能量的度量，而與此能量成正比的電壓可在一個比較器內(nèi)與給定值進(jìn)行比較，如果超過給定值，電動機的供電就會中斷。
這種開關(guān)板雖然可用來斷開具有最大超轉(zhuǎn)矩(這個超轉(zhuǎn)矩與供給最后一次沖擊的能量相當(dāng))的擰螺旋過程，但這樣做卻并不會補償或消除那些由摩擦力(這個摩擦力與表面狀況、材料性質(zhì)以及拉力大小有關(guān))引起的消極因素。因此，只有通過經(jīng)常性的校對，才有可能獲得較高的準(zhǔn)確度，這需要掌握所有的有關(guān)因素以及它們的變化情況，例如僅當(dāng)在螺母的支撐面發(fā)生變化就足以引起其它情況的變化。
DE-OS2354346描述了第三種方法，這是一種在頻率范圍4-60千赫之間的振動。按這種方法，在擰緊螺旋時可將振動能量施加于所用的工具、螺釘(螺栓)或者某一個需要連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件之上，而這種振動的頻率是預(yù)先選擇好的。
雖然用這種方法可使摩擦阻力以及由這種摩擦阻力所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動力矩非常明顯地降低，但它卻具有以下缺點即轉(zhuǎn)矩作為一個非直接測量值不能用來對螺栓拉應(yīng)力進(jìn)行度量。由此也可看到，關(guān)于拉應(yīng)力的論述以及關(guān)于大多數(shù)擰螺旋過程有可能達(dá)到其目標(biāo)值的論述，不可能從這篇公開說明書中找到。也許這里所牽涉到的這些問題本身，正好就是該裝置和方法未能很好推廣使用的主要原因之所在。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種擰緊或松開螺紋連接的方法，它適用于多種螺紋連接，即使螺紋連接的螺旋力在數(shù)量級上差別很大，用這種方法也能達(dá)到同樣高的精確度，特別是它能在均勻地同時擰緊多個螺紋連接的過程中實現(xiàn)準(zhǔn)確的控制。此外，本發(fā)明還創(chuàng)造了一種完成上述方法的裝置，它可以做成多位裝置，使用這種裝置時手工操作輕松安全，并能使流水作業(yè)的成本降低。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種擰緊和松開螺紋連接的方法和裝置，它能保證節(jié)約擰螺旋時所用的能量，并實現(xiàn)準(zhǔn)確的控制，它對各種結(jié)構(gòu)材料提出的要求也不過分高。本發(fā)明提出的裝置結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用，在適應(yīng)不同螺紋連接和螺旋力時做法也十分簡單。
這個任務(wù)將按本發(fā)明由下列做法來完成激發(fā)螺栓或類似物使之產(chǎn)生縱向振蕩，測量其固有頻率，并在擰螺旋過程中用激勵頻率去追蹤可變的固有頻率，從而使螺栓進(jìn)入持久的共振狀態(tài)。在這種情況下螺栓的固有頻率可用來作為對其應(yīng)力的度量，這個應(yīng)力可用一個振蕩傳感器來進(jìn)行測量。與螺栓頭部、螺母或螺栓或振蕩傳遞體相接觸的振蕩器，可以作為壓電元件來使用，它與一個交變電壓發(fā)生器相連，這個交變電壓發(fā)生器的另一端與一個微分器相連。此外，微分器也與振蕩傳感器相連并能反饋到交變電壓發(fā)生器上。最好用一個組合式振蕩-傳感器構(gòu)件來進(jìn)行工作，這個構(gòu)件既是振蕩器，又是振蕩傳感器，它的形狀可做成壓電墊圈樣。
用壓電馬達(dá)來驅(qū)動擰螺旋過程具有特殊的優(yōu)越性，這種馬達(dá)是用與激勵頻率或螺栓的固有頻率相同的頻率來控制的。為了能均勻地同時擰緊多個螺紋連接，可把一個裝置當(dāng)作傳導(dǎo)裝置使用，它的振蕩器能為其它裝置提供一個能滑動的給定值。
能完成均勻地擰緊螺紋連接的另一個方案是驅(qū)動擰螺旋過程，使之首先達(dá)到第一個給定值，這個給定值與所選預(yù)應(yīng)力值相當(dāng)，當(dāng)所有螺紋連接均達(dá)到這個給定值之后，繼續(xù)通過另一個階段式給定值來轉(zhuǎn)動螺旋，并使之達(dá)到最終給定值，這個最終給定值與螺栓所要達(dá)到的應(yīng)力相當(dāng)。
只要螺栓的固有頻率在不轉(zhuǎn)動螺栓后不再發(fā)生改變，而且也沒有達(dá)到與螺栓所要達(dá)到的應(yīng)力值相當(dāng)?shù)臄?shù)值，那么在擰緊螺旋的過程中，激勵頻率可以連續(xù)提高，也可以間歇式地增加。此外，這樣做還能使為驅(qū)動器而設(shè)置的熱電偶，在轉(zhuǎn)動螺旋時也不超過其規(guī)定的(也即所要求的)最大工作范圍。
以下本發(fā)明將就一個實施例，并依據(jù)附圖來進(jìn)行詳述。
圖1 法藍(lán)連接及放在法藍(lán)上的一個壓電式驅(qū)動器。這種法藍(lán)連接具有一個組合式振蕩傳感構(gòu)件，它裝在螺母與法藍(lán)之間。
圖2 帶有旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動裝置的蓋式振蕩器，它可分開來連接，圖3 本發(fā)明裝置的基本線路圖，圖4 與公用定值器相連的多位裝置，圖5 具有總控制部分和程序選擇開關(guān)的多個裝置。
本發(fā)明裝置可適用于多方面的需要，例如可傳遞大小不同的力，也可用于高技術(shù)領(lǐng)域：
(如與機器人有關(guān)的技術(shù))。因為這種裝置堅固耐用、結(jié)構(gòu)緊湊及手工操作輕松可靠，所以它也適合于在施工現(xiàn)場使用;它可用電動機驅(qū)動，也可用手工來驅(qū)動。
圖1所示為一種法藍(lán)連接，它具有一個裝在螺母4和法藍(lán)6之間的環(huán)形壓電元件2，或稱壓電振蕩器，它是一種組合式振蕩-傳感器構(gòu)件，也就是說，壓電元件2不僅應(yīng)作為振蕩器、而且也應(yīng)作為傳感器來進(jìn)行工作。壓電元件2具有能量和信號線3，它與控制電路相連。如果壓電元件2僅僅作為振蕩器起作用，那么還應(yīng)該裝上一個分離式振蕩傳感器12或13，這種傳感器能接受要測量的振蕩并向控制電路提供測量信號。這種的配置可以定義為立體分離式振蕩-傳感器構(gòu)件。在這種配置中并非一定要用振蕩傳感器12或13，例如也可采用在螺栓1的栓體貼電阻應(yīng)變片的辦法。正如在圖1中所示的那樣，螺母4的旋轉(zhuǎn)運動以及由此而引起的螺紋連接的擰緊和松開過程，都可以用電力驅(qū)動的方式來完成。這里所說的電動機驅(qū)動方式是指壓電機械式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。這種電動機的外殼實際上就等于是套筒扳手的套筒9，套筒9的下部可做成內(nèi)多角形，它可以更換，以適應(yīng)尺寸大小不一的扳手。
在套筒9和鐵粉心10之間裝有旋轉(zhuǎn)振蕩器8。連接體11沿軸向壓在鐵粉心10上，連接體11突出在套筒9之上，根據(jù)不同需要它可作為緊固支體(即承受扳手扭矩的支承體)用來完成手工擰緊從而使連接達(dá)到預(yù)應(yīng)力要求，也可以再在它上面放上鐵粉體從而使電樞鐵粉量得以提高。
圖2所示為組合式振蕩-傳感器構(gòu)件的另一種形式。由于兩法藍(lán)17、18靠得很近，而另一端螺紋(圖中未畫出)又不和它們相接觸，所以在這種情況下不能按裝分離式振蕩傳感器。因此，有必要在螺母4和法藍(lán)6之間(如圖1)，或者在套筒9底面和振蕩傳遞體14之間(如圖2)使用組合式振蕩-傳感器構(gòu)件。后一種形式涉及到一種蓋式振蕩器，它裝在螺釘頭15的上面。在這里壓電元件19是一個壓電振蕩器，它同樣也起著振蕩器和傳感器的作用。在此例中連接體11也能滿足前面所述的需要，而且在必要時它還可以用來完成分離式驅(qū)動。當(dāng)然，也可采用一些與蓋式振蕩器相連的結(jié)構(gòu)組合(圖1中未表示出來)，這在許多自動化過程中是很必要的。
因此，本發(fā)明還給出了振蕩器、傳感器和驅(qū)動器的一些主要形式。它們是本發(fā)明裝置的一部分，也可以按照螺紋連接具體接觸形式把它們組成立體式構(gòu)件，其中許多構(gòu)件可以裝在撓性框架上(用于某些自動化過程)，也可以通過電纜與其余裝置相連接。
圖3所示為采用組合式振蕩-傳感器構(gòu)件時裝置的基本線路圖，它滿足線路要求的最基本條件。壓電元件2經(jīng)過能量和信號線3與交變電壓發(fā)生器21(它的頻率和功率可變)相連，它使壓電元件2處于振蕩狀態(tài)。為了使尺寸規(guī)格仍不相同的螺紋連接，只用一種交變電壓發(fā)生器21便可以工作，則發(fā)生器必須具備很寬的頻率范圍，即應(yīng)從大約50赫茲到5.103兆赫。交變電壓發(fā)生器實際使用的功率也要求能適應(yīng)這種變化很大的情況，也就是說，如果鐵粉振蕩能力越大，螺紋連接的壓力越大，固有頻率越大，那么發(fā)生器的功率也要越大。
交變電壓發(fā)生器21的一端與作為振蕩傳感器的壓電元件2相連，另一端通過信號線25與微分器22相連，這樣做便構(gòu)成測量部分的電路。如果振蕩-傳感器構(gòu)件是組合式的，那么只用一根信號線就可以了，因為能量和信號線3本身也能在一段支路中起作用，而且也可以經(jīng)過能量和信號線25，在不同的時間內(nèi)對固有頻率和激勵頻率進(jìn)行測量。若使用分離式振蕩傳感器12，13時，必須在微分器22上附加一段相應(yīng)的線路，而另一段信號線26可用來完成微分器22向交變電壓發(fā)生器21的反饋，這樣做的目的是為了能對激勵頻率和激勵功率有所影響。在此例中驅(qū)動器20和控制電路之間沒有受到任何影響。驅(qū)動方式可以任選，電動和手動均可。
圖4所示為多位裝置，它是在單個裝置(如上述基本線路圖中所示)的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。這些單個裝置經(jīng)過一個公用的定值器23彼此相連。由交變電壓發(fā)生器21經(jīng)過能量線28，向壓電機械式驅(qū)動器24提供與壓電元件2相同頻率的做法，具有顯著的優(yōu)點，因為這樣做以后能量效率會特別高。
在采用多位裝置(如圖5所示)時設(shè)備的技術(shù)費用可以降低，因為由若干個驅(qū)動器24和壓電元件19組成的構(gòu)件，只要配置一個由交變電壓發(fā)生器21和微分器22組成的控制電路。能量和信號線29保證了這兩種組合體的連接，能量和信號線29可以由程序選擇開關(guān)30中斷。程序選擇開關(guān)30可以根據(jù)事先確定的次序接通有關(guān)的部分。若采用分段式給定值，微分器22可經(jīng)過信號線27由定值器23接通;盡管集中在多位裝置中的裝置，只有一個在起作用，但在許多裝配情況下也能完成足夠均勻的擰螺旋過程。
以下就裝置的驅(qū)動方式和工作情況進(jìn)行說明本發(fā)明的方法利用了剛性彈性體的一種能力，即當(dāng)受到足夠的激勵振蕩時，它會在一定范圍內(nèi)周期性地改變其幾何尺寸。為了使擰緊和松開螺紋連接的過程變得比較容易進(jìn)行，總希望螺栓1、螺紋管或類似的部件在擰緊過程中，可在相當(dāng)大的程度上脫離其受拉應(yīng)力或壓應(yīng)力作用的狀態(tài)?？捎孟旅孢@種簡單的方式來做到這一點激發(fā)螺栓1使其發(fā)生縱向振蕩并進(jìn)入共振。為此要用振蕩器，最好是用壓電元件2;19?？梢杂盟鼈兊募铑l率來追蹤固有頻率，而固有頻率本身在擰緊過程中會隨應(yīng)力的變化而變化。為了能使螺栓1充分地伸長和縮短，可以提高激勵能量，但只要提高到能相當(dāng)輕松地轉(zhuǎn)動螺母4或螺栓頭即可。這種使螺紋連接進(jìn)入相應(yīng)的共振狀態(tài)所需要的功率，僅僅是傳統(tǒng)螺紋連接方法和設(shè)備所需功率的一小部分。本發(fā)明利用的正是這一點，即只要使材料在彈性范圍內(nèi)發(fā)生共振，那么工件的尺寸在短時間內(nèi)便會出現(xiàn)明顯有利的改變。根據(jù)所傳遞激勵能量的不同，螺栓1在共振頻率周期內(nèi)會產(chǎn)生程度不同的卸載。
因此，在擰緊過程中，在與壓電元件2接觸的螺紋表面和螺母4的端面之間，在一定程度上有可能會出現(xiàn)一種持續(xù)的、相當(dāng)輕微的滑動。此外，需要克服的靜摩擦力在這種情況下已不再成為一個主要問題，因為當(dāng)激勵力足夠強時，幾乎有可能完全消除靜摩擦。
可用固有頻率來作為螺栓1應(yīng)力的度量，當(dāng)螺栓1應(yīng)力成比例增加時，固有頻率按級數(shù)比例增加。因此，即使精密螺紋連接的應(yīng)力，也可達(dá)到很好的協(xié)調(diào)值。通過對螺栓1進(jìn)行校準(zhǔn)，可得到應(yīng)力值與固有頻率之間的關(guān)系。用由校準(zhǔn)曲線確定的給定值，來和擰螺旋過程中會發(fā)生變化的固有頻率進(jìn)行比較，便可限制擰螺栓過程。如果通過能量或信號線3、或能量線28供給振動器的能量發(fā)生中斷，那么螺栓1就會停止振蕩;而螺母4也立即就停止不動，這時只有用很大力氣才能使它轉(zhuǎn)動。采用本方法的另一個好處是，當(dāng)細(xì)長螺栓1加載時，即使加很大的力也不會使它發(fā)生扭曲現(xiàn)象。
為了在超載(例如由于定值器23出現(xiàn)中斷)時，能保證螺栓1安全，有以下兩種方法可供采用。一是比較依次測出的螺栓固有頻率(這種固有頻率在超過最大拉力后會強烈下降;另一種方法是把固有頻率與交變電壓發(fā)生器21的激勵頻率(在微分器22中)進(jìn)行比較，因為當(dāng)超過最大加載極限時，微分器22會出現(xiàn)符號交換。在這兩種情況下擰緊過程都會立即中止，而超載安全要求也會信號化。在后一種情況下，因為激勵頻率追蹤時有可能出現(xiàn)一個超過固有頻率的超振蕩，因此激勵頻率相對來說可以允許有所超越。
一種特別好的驅(qū)動方式是用壓電馬達(dá)。這種壓電馬達(dá)是用與螺栓激勵頻率或固有頻率相同的頻率來控制的。這能保證驅(qū)動器24只在螺栓1處于伸長階段時才消耗能量，此時只要轉(zhuǎn)動螺母4就可完成工作要求。
鑒于本發(fā)明的任務(wù)是同時均勻地擰緊多個螺紋連接，因此工作時采用一個能滑動的給定值(即一個能控制的，且能達(dá)到目標(biāo)值的給定值)比較有利。在這種情況下螺紋連接裝置還具有一種傳導(dǎo)裝置的功能，這種傳導(dǎo)裝置的振蕩頻率與滑動給定值相當(dāng)。只有傳導(dǎo)裝置才有目標(biāo)給定值。如精度要求非常高時，除了可滯延漂移速度之外，還可以讓下位裝置對傳導(dǎo)裝置提供一個反饋，這樣做的結(jié)果可以使滑動的給定值只有在所有下位裝置都達(dá)到瞬時給定值時才會增加。確實很少會作這樣的考慮，因為應(yīng)力的增加是遞減的，以致于開始時的應(yīng)力差通過始終緩慢進(jìn)行的擰緊過程會很快得到消除。只要傳導(dǎo)裝置和下位裝置之間的漂移量，從總體上講在時間值tV＝(0，05…0，2) (n)/(f) 。內(nèi)可以被確定，那么這些技術(shù)條件上的差異，特別是開始擰螺旋時速度上的差異就不會產(chǎn)生什么大的影響。
這里，n-在某一時間間隔內(nèi)的振蕩次數(shù)，也就是在此間隔內(nèi)完成擰螺旋的次數(shù);
f-某一時間間隔開始時的激勵頻率。
為了能保證較好的報警，應(yīng)使給定值，也就是目標(biāo)給定值的未完成狀態(tài)信號化。本發(fā)明現(xiàn)就圖4所示方案再作一次總結(jié)性的說明。圖4所示方案包括了圖3所示單個裝置的基本線路圖。此外，它還在這個基本線路圖的基礎(chǔ)上利用了組合式振蕩-傳感器構(gòu)件(圖1和2)以及壓電機械式驅(qū)動器(圖1)。另外還預(yù)先給出了一個簡單的分段式給定值，這個給定值首先是作為與某一選定的公用預(yù)應(yīng)力值相當(dāng)?shù)男盘柍霈F(xiàn)，而在所有裝置都達(dá)到給定值后，它才轉(zhuǎn)成目標(biāo)給定值。為此，所有裝置都經(jīng)過信號線27與定值器23相連。
交變電壓發(fā)生器21的最小激勵頻率可以選擇比螺栓的固有頻率略低一些。可以通過能量和信號線3來激發(fā)壓電元件2;19，壓電元件支承在法藍(lán)6上或者支撐在套筒扳手的套筒底面上。振蕩經(jīng)過螺母4或振蕩傳遞體14，傳送給螺栓1，并激發(fā)它也發(fā)生振蕩，與此同時壓電機械式驅(qū)動器24也由能量線28供電。微分器22由信號線25得到激勵頻率的測量信號，并把這一信號與螺栓固有頻率測量信號(此信號也經(jīng)過同一信號線25)進(jìn)行比較，在這種情況下時間繼電器(圖中未畫出)可使交變電壓發(fā)生器21在非常短的時間內(nèi)停止工作。被激發(fā)起固有振蕩的螺栓1，把它的振蕩直接或間接地傳遞給壓電元件2;19，并由此給出一個測量信號。如果激勵頻率與固有頻率有差別，那么可以通過信號線26給出一個反饋，為了保持共振，激勵頻率將變得與固有頻率一致。只要達(dá)到貯在定值器中的目標(biāo)值(即預(yù)應(yīng)力的信號)，就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。在微分器中可以檢查，固有頻率在所測時間間隔內(nèi)是否已經(jīng)轉(zhuǎn)變成其它的頻率。如果沒有出現(xiàn)這種情況，那么就不可能產(chǎn)生擰緊過程，因為激勵能量還沒有達(dá)到讓螺栓1充分松開的程度。通過信號線26也可實現(xiàn)增加激勵能量的反饋。
在這里還有一點應(yīng)指出，即上述所有為了測量和控制需要而發(fā)生的擰緊過程的中斷，都只有幾分之一秒的時間。
如果所有裝置都達(dá)到給定值(它與所選預(yù)應(yīng)力相當(dāng))，那么定值器23會自動轉(zhuǎn)換到目標(biāo)值上去。用這種簡單的方法就可實現(xiàn)非常均勻的擰螺旋過程，即所有的連接在每一瞬間都能均勻地加載。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于-能用于尺寸和壓力不同的螺紋連接，-節(jié)約能量，-控制準(zhǔn)確。
本發(fā)明裝置的優(yōu)點在于-能用于多位裝置，-結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用，-手工操作輕松安全，-它的工作頻率范圍是人所聽不到和感覺不到的。
標(biāo)號明細(xì)表1-螺栓 16-墊圈2-壓電元件 17-法藍(lán)3-能量和信號線 18-法藍(lán)4-螺母 19-壓電元件5-螺母 20-驅(qū)動器6-法藍(lán) 21-交變電壓發(fā)生器7-法藍(lán) 22-微分器8-旋轉(zhuǎn)振蕩器 23-定值器9-套筒扳手的套筒 24-驅(qū)動器(壓電機械式)10-鐵粉心 25-信號線11-連接體 26-信號線(反饋)12-振蕩傳感器 27-信號線13-振蕩傳感器 28-能量線14-振蕩傳遞體 29-能量和信號線15-螺釘頭 30-程序選擇開關(guān)
權(quán)利要求
1.一種用振蕩能量來擰緊或松開螺紋連接的方法，螺栓或螺母最好由電動機轉(zhuǎn)動，其特征在于激發(fā)螺栓(1)使之發(fā)生縱向振蕩，測量其固有頻率，并在擰螺旋過程中用激勵頻率去追蹤可變的固有頻率，從而使螺栓(1)進(jìn)入共振狀態(tài)，所施加的激勵能量應(yīng)能使螺栓(1)在產(chǎn)生最大伸長或收縮的狀態(tài)下在很大程度上脫離拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的作用。
2.按權(quán)利要求
1的方法，其特征在于固有頻率可用來作為對螺栓(1)應(yīng)力的度量，可將它與一個給定值(它與事先確定的最終應(yīng)力值相當(dāng))進(jìn)行比較，當(dāng)固有頻率達(dá)到給定值時可停止激發(fā)，擰螺旋的過程也因此停止。
3.按權(quán)利要求
1的方法，其特征在于為進(jìn)行擰螺旋過程，可用一個其頻率與螺栓(1)激勵頻率或固有頻率相同的壓電馬達(dá)來操縱。
4.按權(quán)利要求
1和2的方法，其特征在于，為了能同時均勻地擰緊至少兩個螺紋連接，一種完成本方法的裝置可作為傳導(dǎo)裝置使用，它的振蕩器(即所有其他裝置的振蕩器)對滑動給定值的產(chǎn)生有影響。
5.按權(quán)利要求
1和2的方法，其特征在于為了同時均勻地擰緊至少兩個螺紋連接，本方法可分階段來完成，首先使擰緊過程達(dá)到第一個給定值(它與最大預(yù)應(yīng)力相當(dāng))，然后，在所有的螺紋連接都達(dá)到第一個給定值后，再使擰螺旋過程(必要時可用相似的方式經(jīng)過其它階段給定值)進(jìn)一步達(dá)到最后給定值。
6.按權(quán)利要求
1和2的方法，其特征在于激勵能量應(yīng)與擰螺旋過程相適應(yīng)，它可以連續(xù)地提高，也可以間歇式地提高，只要螺栓(1)的固有頻率在停止擰螺旋時仍保持不變，并能一直達(dá)到給定值即可。
7.一種擰緊或松開螺紋連接的裝置，它用手工(最好用馬達(dá))驅(qū)動，并采用一個能直接或間接測量螺栓應(yīng)力的構(gòu)件，其特征在于在螺栓(1)上裝有一個振蕩-傳感器構(gòu)件，它的振蕩器為壓電元件(2;19)，壓電元件(2;19)與交變電壓發(fā)生器(21)相連，交變電壓發(fā)生器(21)與微分器(22)相連;微分器(22)與振蕩傳感器(2;12;13;19)也相連，并具有向交變電壓發(fā)生器(21)的反饋回路。
8.按權(quán)利要求
7的裝置，其特征在于振蕩-傳感器構(gòu)件做成墊圈狀壓電元件(2;19)，它既是振蕩器也是振蕩傳感器。
9.按權(quán)利要求
7和8的裝置，其特征在于，壓電元件(2;19)裝在螺釘頭或螺母(4)與法藍(lán)(6)之間，它與“能量-測量”線(3)相連。
10.按權(quán)利要求
7和8的裝置，其特征在于壓電元件(19)裝在振蕩傳遞體(14)和套筒扳手的套筒(9)或其類似物之間。
專利摘要
本發(fā)明這種裝置使擰螺旋過程準(zhǔn)確度高，易調(diào)節(jié)并能達(dá)到規(guī)定的夾緊和保證多個螺紋連接的均勻性。本發(fā)明裝置手工操作輕松，能用于多位裝置，它還能做成組合式結(jié)構(gòu)并安裝在人手不易觸及的地方。
文檔編號B25B23/14GK86105628SQ86105628
公開日1987年4月8日 申請日期1986年6月19日
發(fā)明者哈諾·溫斯克, 阿諾德·加利恩, 馬丁·高施英格, 克勞斯·尤恩格, 約瑟夫·布倫戴爾, 魯茨·拉姆普 申請人:國營萊比錫和格里馬化學(xué)設(shè)備制造聯(lián)合公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan