專利名稱：扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于螺紋聯(lián)接的拆裝裝置，特別是能控制螺紋聯(lián)接的擰緊力的拆裝裝置。
能控制螺紋聯(lián)接的擰緊力的拆裝裝置，絕大部份都是控制螺紋聯(lián)接的扭矩的拆裝裝置。例如西德專利產(chǎn)品PL600CH液壓扳手(譯自《油壓技術(shù)》86.5)，LJB－A(B)系列力矩扳手(上海大眾汽車有限公司)，專利號88200204.X《慣量動力扳手》，專利號89203364.9《慣量動力螺母拆裝裝置》。由螺紋聯(lián)接可知螺紋付及聯(lián)接件支承面之間的摩擦系數(shù)不一，材料的內(nèi)在質(zhì)量的不同等原因均能導(dǎo)致螺紋付的擰緊力控制偏差，這樣常常影響螺紋聯(lián)接的質(zhì)量。
為了解決這個(gè)問題，當(dāng)今世界提出新的螺紋聯(lián)接的擰緊力的控制方案扭矩、轉(zhuǎn)角擰緊法。代表作瑞典的“ATLAS COPOCO”公司的產(chǎn)品“EMF”系列螺栓付擰緊機(jī)。它由兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，兩套測量機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，其中一套機(jī)構(gòu)進(jìn)行螺栓付貼緊扭矩作業(yè)，檢測到額定扭矩值后自動切換，另一套機(jī)構(gòu)執(zhí)行螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角作業(yè)，並有角度編碼器計(jì)算角度，角度到位后發(fā)出信號，再進(jìn)行第二次擰緊轉(zhuǎn)角，到位后再發(fā)信號，並報(bào)告進(jìn)行完畢，同時(shí)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算后打印出數(shù)據(jù)，或者是所需要的曲線。它先給出貼緊扭矩克服螺栓付及聯(lián)接件支承面之間的摩擦力矩，使螺紋聯(lián)接件貼合並消除各種影響因素，使同一受力平面上的各螺栓付處于同一起步狀態(tài)，然后再給螺栓付一個(gè)或兩個(gè)預(yù)定的轉(zhuǎn)角，從而完成螺栓付擰緊的全過程。然而該設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，監(jiān)控系統(tǒng)客觀上要達(dá)到電腦水平，因此，設(shè)備投資較高，操作者的素質(zhì)亦需要較高的水平。此外，該設(shè)備不宜在工況較差的環(huán)境中工作，在無電、潮濕、野外工程、海洋工程、封閉裝置、高空等特殊狀態(tài)下無法工作。
本發(fā)明旨在提供一種重視人機(jī)因素，給出螺紋付貼緊扭矩，並給出螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角的螺紋聯(lián)接的拆裝裝置，它能有效地消除螺紋聯(lián)接的各種影響因素，控制螺紋聯(lián)接的擰緊力。
本發(fā)明根據(jù)“扭矩、轉(zhuǎn)角擰緊法”設(shè)計(jì)出能控制螺紋聯(lián)接的擰緊力的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手。該扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有一個(gè)回轉(zhuǎn)扳手，在其后，緊接一個(gè)慣量動力裝置，其特征在于由人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置具有對于回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件、延時(shí)接合器；該扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有確定力矩或力偶矩的機(jī)構(gòu)，有確定回轉(zhuǎn)扳手的轉(zhuǎn)角的構(gòu)件或機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、特性結(jié)合下列六幅附圖逐一展開


圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手圖，該扳手含有一個(gè)回轉(zhuǎn)扳手(1)、人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)；圖2是回轉(zhuǎn)扳手(1)及人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)的剖面圖；圖3，表示本發(fā)明的彈簧力矩指示器的剖面圖；圖4，表示本發(fā)明的液壓力矩指示器的剖面圖5，表示本發(fā)明的轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)的A向視圖；圖6，表示本發(fā)明設(shè)有螺栓、螺母、螺釘彈頂器的扳手頭的剖面圖。
人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)由具有對于回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量構(gòu)件(8)和延時(shí)接合器(3)組成。具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)是在人力作用下產(chǎn)生力矩或力偶矩，且具有對于回轉(zhuǎn)軸的大的轉(zhuǎn)動慣量的剛性構(gòu)件，例如重錘臂、飛輪等。具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)可以是能確定方位的構(gòu)件；可以是可調(diào)力臂長或可調(diào)力偶臂長的構(gòu)件。
延時(shí)接合器(3)具有延時(shí)接合轉(zhuǎn)角的主動牙塊套(9)、從動牙塊套(6)，主、從動牙塊套具有徑向或軸向扇形牙塊，其空檔部分便是主、從動牙塊套的延時(shí)接合轉(zhuǎn)角，主、從動牙塊套的外表面可以有方位標(biāo)記或指示器。具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)與延時(shí)接合器的主動牙塊套(9)靜、動聯(lián)接。此處所指的靜聯(lián)接是焊接、鉚接、粘接、過盈聯(lián)接、螺紋聯(lián)接、鍵、花鍵及銷聯(lián)接，例如重錘臂與主動牙塊套螺紋聯(lián)接、銷聯(lián)接等，飛輪與主動牙塊套靜聯(lián)接。動聯(lián)接是具有一個(gè)或二個(gè)自由度的聯(lián)接，例如重錘臂與主動牙塊套園柱形鉸鏈聯(lián)接。
回轉(zhuǎn)扳手(1)含有扳手頭(5)、扳手軸(7)。扳手頭的頭部結(jié)構(gòu)與被拆裝的螺紋付吻合，例如，六角頭、方榫、套筒等，扳手頭的外表面可以有方位標(biāo)記或指示器。在某些需要自動脫卸被拆螺栓、螺母、螺釘?shù)墓ぷ鲌龊?，扳手頭內(nèi)設(shè)有螺栓、螺母、螺釘彈頂器(24)。扳手頭與扳手軸靜、動聯(lián)接。扳手頭與延時(shí)接合器的從動牙塊套(6)可以制成一體，也可以是聯(lián)接。扳手軸與延時(shí)接合器的主動牙塊套靜、動聯(lián)接。
本扳手是這樣運(yùn)轉(zhuǎn)的將回轉(zhuǎn)扳手(1)的扳手頭(5)插入或套入螺栓、螺母，人施以力，使具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)繞定軸回轉(zhuǎn)，經(jīng)延時(shí)接合器(3)由回轉(zhuǎn)扳手(1)輸出扭矩。人力F與構(gòu)件(8)的力臂長L的乘積得力矩T＝F.L，或人力F與構(gòu)件(8)的力偶臂長d的乘積得力偶矩T＝F.d，使此力矩或力偶矩等于預(yù)定的螺紋付貼緊扭矩。預(yù)定的螺紋付貼緊扭矩由螺紋付的技術(shù)參數(shù)及擰緊工藝參數(shù)經(jīng)計(jì)算給定。確定螺紋付貼緊扭矩有如下三種方法其一，操作者常規(guī)扳力F與力臂長L或力偶臂長d的乘積，給出力矩或力偶矩，中國人常規(guī)扳力F取值200N左右；其二，用彈簧力矩指示器表示在回轉(zhuǎn)扳手的扳手軸(10)即(7)上設(shè)置具有嚙合角的凸、凹形的牙輪(11)，牙輪與設(shè)置在具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的力臂或力偶臂上的彈簧力矩指示器的頂桿(12)嚙合，回轉(zhuǎn)扳手的扭矩由牙輪經(jīng)頂桿(12)與彈簧(14)力平衡，頂桿上的指示器(12)指示扭矩；其三，用液壓力矩指示器表示在回轉(zhuǎn)扳手的扳手軸(21)即(7)上設(shè)置具有嚙合角的凸、凹形的牙輪(20)，牙輪與設(shè)置在具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的力臂或力偶臂上的液壓力矩指示器的頂桿(19)嚙合，液壓力矩指示器包含牙輪(20)、頂桿(19)、力的傳遞介質(zhì)(18)、活塞(16)、彈簧(15)、指示器(17)，其中力的傳遞介質(zhì)為遵循帕斯卡定律，在壓力狀態(tài)下能流動的物質(zhì)，如液體、油脂、膠體、細(xì)鋼珠等?；剞D(zhuǎn)扳手的扭矩由牙輪經(jīng)頂桿、力的傳遞介質(zhì)、活塞與彈簧力平衡，由指示器指示扭矩。人急速地施以力，使具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)飛快地繞定軸回轉(zhuǎn)，由于延時(shí)接合器的延時(shí)接合，使構(gòu)件(8)加速，由此獲得大的慣量動力，由回轉(zhuǎn)扳手(1)輸出大的動量矩，使螺紋付獲得擰緊轉(zhuǎn)角。螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角可以由人目或轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)進(jìn)行檢測。用人目檢測人目觀測扳手給出貼緊扭矩時(shí)扳手頭(5)或從動牙塊套(6)或主動牙塊套(9)或具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的位置與撞擊擰緊后的位置的角位移等于預(yù)定的螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角，預(yù)定的螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角由螺紋付的技術(shù)參數(shù)及擰緊工藝參數(shù)經(jīng)計(jì)算給定。用轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)檢測把裝置(4)分別設(shè)置在靜止的支承(22)和回轉(zhuǎn)扳手(1)或轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)的轉(zhuǎn)動件上，由裝置(4)讀出角位移，使其值等于預(yù)定的螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角，該裝置(4)是機(jī)械、電氣、電子、電磁、光學(xué)等測量轉(zhuǎn)角的裝置。用機(jī)械式轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)檢測該裝置(4)由具有刻度盤的支承(22)和有指向或方位標(biāo)記的方位構(gòu)件(23)組成，方位構(gòu)件(23)設(shè)在回轉(zhuǎn)扳手(1)或轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)的轉(zhuǎn)動件上，由方位構(gòu)件(23)在靜止的支承(22)的刻度盤上讀出角位移，使其值等于預(yù)定的螺紋付擰緊轉(zhuǎn)角。
本發(fā)明可與機(jī)架、小車組合成螺栓、螺母拆裝機(jī)。
本發(fā)明因?yàn)橹恍枰粋€(gè)人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置，無需其它動力源，所以其結(jié)構(gòu)特別簡單、出力大、應(yīng)用廣泛；同時(shí)由于著眼點(diǎn)在于重視人機(jī)因素，所以它對螺紋付的貼緊扭矩及擰緊轉(zhuǎn)角的控制大為簡化，適當(dāng)設(shè)置力矩指示器及轉(zhuǎn)角檢測裝置可使本扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，高質(zhì)量、有效地控制螺紋聯(lián)接的擰緊力。
以下結(jié)合附
圖1、2、3、4、5、6詳細(xì)地?cái)⑹霭幢景l(fā)明制作的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手的具體實(shí)例。
回轉(zhuǎn)扳手(1)的扳手頭(5)為內(nèi)六角套筒，扳手頭(5)和延時(shí)接合器(3)的從動牙塊套(6)制成一體，回轉(zhuǎn)扳手(1)的尾部為扳手軸(7)，扳手軸(7)與扳手頭(5)或與從動牙塊套(6)靜接聯(lián)，延時(shí)接合器(3)的主動牙塊套(9)空套或以軸承套裝在扳手軸(7)上，主動牙塊套(9)與重錘臂(8)螺紋聯(lián)接或園柱形鉸鏈聯(lián)接。帶有刻度盤的支承(22)和指針捏鈕(23)組成轉(zhuǎn)角檢測裝置，支承(22)空套或以軸承套裝在扳手軸(7)上，指針捏鈕(23)用螺釘緊固在扳手軸(7)上。
將扳手頭(5)套入被拆螺栓、螺母，一手握住支承(22)，一手用力扳動重錘臂(8)，經(jīng)延時(shí)接合器(3)，由回轉(zhuǎn)扳手(1)擰動螺栓、螺母，輸出扭矩T＝L.F，式中L為重錘臂臂長，F(xiàn)為扳力。接著，手持支承(22)，一手反方向回轉(zhuǎn)重錘臂，使延時(shí)接合器獲得延時(shí)接合轉(zhuǎn)角，然后，正向施力，迅速地扳動重錘臂，使主動牙塊套在扳手軸上加速回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)過延時(shí)接合轉(zhuǎn)角，接合從動牙塊套，帶動扳手頭回轉(zhuǎn)，輸出動量矩，擰緊螺栓、螺母，此時(shí)捏鈕的指針相對支承發(fā)生角位移，在支承的刻度盤上讀出角位移，使其值等于該螺紋付的預(yù)定的擰緊轉(zhuǎn)角。
如果去除支承的刻度盤及指針捏鈕，在扳手頭六角套筒的外園面上標(biāo)上方位標(biāo)記或以重錘臂的指向確定方位，就可用人目檢測扳手在給出貼緊扭矩時(shí)的扳手頭六角套筒或重錘臂的位置與撞擊擰緊后的位置的角位移。
如果在扳手軸(10)上和重錘臂(8)中設(shè)置彈簧力矩指示器(11)、(12)、(13)、(14)，由指示器指示螺紋付貼緊扭矩。
如果在扳手軸(21)上和重錘臂(8)中設(shè)置液壓力矩指示器(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)，由指示器指示螺紋付貼緊扭矩。
在某些需要自動脫卸被拆螺栓、螺母、螺釘?shù)墓ぷ鲌龊?，扳手頭(5)內(nèi)設(shè)有螺栓、螺母、螺釘彈頂器(24)。
如果重錘臂(8)制成臂長可伸縮的結(jié)構(gòu)，就可以得到力矩臂長可調(diào)的轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件。
如果重錘臂(8)為具有相同轉(zhuǎn)動慣量的二條對稱的重錘臂，并與主動牙塊套(9)的園柱形鉸鏈聯(lián)接，就可得到力偶臂長可調(diào)的轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件。
總之，可以根據(jù)不同應(yīng)用，設(shè)計(jì)出各種各樣的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手。
權(quán)利要求1.一種用于螺紋聯(lián)接的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，特別是能控制螺紋聯(lián)接的擰緊力的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，該扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有一個(gè)回轉(zhuǎn)扳手(1)，在其后，緊接一個(gè)慣量動力裝置(2)，其特征在于由人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置(2)具有對于回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)、延時(shí)接合器(3)；該扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有確定力矩或力偶矩的機(jī)構(gòu)，有確定回轉(zhuǎn)扳手(1)的轉(zhuǎn)角的構(gòu)件或機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于延時(shí)接合器為具有延時(shí)接合轉(zhuǎn)角，且具有徑向或軸向扇形牙塊的主、從動牙塊套(9)、(6)的延時(shí)接合器；具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)與延時(shí)接合器的主動牙塊套(9)靜、動聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的重錘臂與延時(shí)接合器的主動牙塊套(9)園柱形鉸鏈聯(lián)接；具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的重錘臂與延時(shí)接合器的主動牙塊套(9)螺紋聯(lián)接、銷聯(lián)接；具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)的飛輪與延時(shí)接合器的主動牙塊套(9)靜聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)為可調(diào)力臂長或可調(diào)力偶臂長的構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于在回轉(zhuǎn)扳手(1)和具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)上設(shè)置彈簧力矩指示器(11)、(12)、(13)、(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于在回轉(zhuǎn)扳手(1)和具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)上設(shè)置液壓力矩指示器(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征是扳手頭(5)或從動牙塊套(6)或主動牙塊套(9)或具有轉(zhuǎn)動慣量的構(gòu)件(8)有確定方位的標(biāo)記、指示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于本扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有確定回轉(zhuǎn)扳手(1)的轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于本扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手有確定回轉(zhuǎn)扳手(1)的轉(zhuǎn)角的機(jī)械式轉(zhuǎn)角檢測裝置(4)，裝置(4)由具有刻度盤的支承(22)和方位構(gòu)件(23)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，其特征在于回轉(zhuǎn)扳手(1)的扳手頭(5)內(nèi)設(shè)有螺栓、螺釘彈頂器(24)。
專利摘要一種用于螺紋聯(lián)接的拆裝裝置，特別是能控制螺紋聯(lián)接的擰緊力的扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動力扳手，該拆裝裝置有一個(gè)回轉(zhuǎn)扳手，在其后面緊接一個(gè)人力轉(zhuǎn)動的慣量動力裝置，該拆裝裝置能夠確定螺紋副貼緊扭矩，能夠確定螺紋副擰緊轉(zhuǎn)角。它廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械的螺紋聯(lián)接的拆裝，并能在無電、潮濕、野外工程、海洋工程、封閉裝置、高空等特殊狀態(tài)下工作。此扳手為簡潔、輕便、力大、高效的扳手。
文檔編號B25B23/14GK2093072SQ91205970
公開日1992年1月15日 申請日期1991年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月10日
發(fā)明者楊光華 申請人:楊光華