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1、定扭矩冲击式电动扳手的研究机械邵上海装配技术公司翁璧蒋振宇刘亚光李海英赵良智摘要本文介绍我国当前螺纹装配技术发展的概况和开发定扭矩冲击式电动扳手的现况通过对冲击扳手工作过程的研究,推导出冲击扳手特有的积累力矩特性,曲线形式;讨论各种参数对特性曲线的影响并介绍国内外用以调节冲击扳手力矩的、各种方案(包括专利资料及系列产品);介绍新开发的定扭矩冲击扳手的方案,其控.制电路的原理框图和定扭矩试验实测数据,以及力矩控制精度(重复性范围)叙词控制扭矩电扳手研究一、我国当前螺纹装配现状和发展趋势且往往工作效率不甚高(多轴系统除外)。冲。}:式电功扳手}日于重量轻、力矩大、工因为从工作原理分析,转速的提高将
2、增大效高、反力知小、能耗低、价格便宜等优点,已不可控力矩在装配力矩中的比重、这导致成为大量螺纹装配的币要生产,、。,’一工具然而控制范围变窄控制精度变差因此)大它的装配力矩由操作者通过对套筒转动的观用户需要一种高效、价廉而对装配力矩在察、对冲击声音变化的感受和对握持扳手的较宽的范围内能进行控制且有一定控制精,手感来判断是否已达到要求的力矩当操作度的装配工具,定扭矩冲击式电扳手就此者认为可以了,就停tL],装配力矩完全决定于应运而牛操作者的主观意志和经验。据报道,有经验二、冲击扳手工作过程的研究和力矩特的操作者,其装配力矩精度可控制在士20%性曲线的形成以内(即同批螺纹件和「件装配后的力矩分冲击
3、扳手系通过电机、减速器而带动冲散性)如果操作者缺乏经验或者心不在焉,击机构(以滚珠螺旋槽冲击机构为例)的主动那么装配力矩就无精度可谈,有的可把螺纹部份(主动轴、主压力弹簧和主动冲击块),再·,卜件扭断有的没有扭紧螺纹件随着我国产经牙嵌的啮合带动从动部份(从动冲击块、套、,p品的升级技术水、}几的提高筒使企业越来越注)而使螺母旋转而拧进螺杆走完空程、、意装配质量对产品曾体质量可靠性和安全OA部份(见图l),在A处螺母端面与工件妄J。、,性的影响从国外引进的产品技术或标准表面接触,力矩对转角的斜率(螺纹装配系统往汽对螺纹装配的}]矩有明确的要求,因此的刚度)剧增国内对相应的装配上终或系统的需求十分
4、迫〔’X~IJ`=几了=`29:切,1屡见不鲜,如多轴智能柔性装配当对二井2(l)高价进2系统每台10一30)]美元(己进rjl00台左主动冲击块开始克服主压力弹簧的初压右),传感器型定扭矩扳手每台一20万2瑞典力而作轴向移动,,克朗电流控制型定扭知扳手每台2000一一`,一`,g,`,+/,当、、。,(、)(2)4000马克靠进口只能满足有经济实力的粤’单位的局部要求,故此开发上述高科技产品式中〔一主压力弹簧的刚度是我国装配技术发展的}.要方向戈一冲击机构装配后主压力弹簧的初事物总是一分为几的。上述高档产品压缩量虽有良好的控制性能和精度,但价格较高h一装配后牙嵌的啮合高度一一螺旋槽中径与工州
5、成为不相一,日—互转动的个整体则此寸、:’,义—螺旋槽升角被碰撞体系的惯量I为/“螺{全惯鱿工件惯觉三者之和通常工件的惯量甚人于`,``J,故I:>>J,利用这种简化的观《i)`,:点对某次第次碰撞州乍如下研讨碰撞第一阶段结柬时,碰撞体与被碰撞体的公共角速度._1《,,凡2二`(5)J十J—`,式中/为被碰撞体系的等效惯量是。`、._.,中卜气电中胡转1巾一个随拧紧力矩增加而增加的参数,取值范’`’1围为J,6、注意下面的研究是当,不发生其它尤效的碰撞的条被碰撞体角速度参数配合正确件下进行的),由主动冲击块构成碰撞体,每(1+K)Jl贝”(7)不百丁次碰撞前瞬间其角速度(l)和旋转动能E可:碰撞体的动能近似地用下式表示ù一今:了l一,.r.L1万瓜不马Ej=J了口旦土述卫…8)厂万而.`(`,〔,)z〔之,〔`,/+,一+=〔了十{不(3)一一V?})厂十19义+J被碰撞体的功能一式中J司三动冲击块回转惯量E。一.1`)了.J/`(l月一K)土,)]一i三动冲击块质童(9)(/`+/)22勿~主—动轴的角速度因此碰撞时的动能损耗601一一一__一`lIes(1一K)J龟机转速,一五、二九一二-,一一:
7、二尸~/尤二也一也(10)J十J’I-州绪轮减速比K碰撞恢复系数(钢对钢时,K、`_式中X卜次冲击后i动冲击块轴向位一0.56)据能量不灭定律有移最大值t,E二E+十二E+(1)一lol)2一。,十。寿、口△杭乓△凡+’,+iiA、了((4)喜李222M-.,、价二.式中汁为/从功一冲击“’块一“和’「’套筒’的卜·俨扭转,`被碰撞体系除从动冲}块套筒和螺母2价““一一一,“外尚需考虑工件与螺母
