专利名称：轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构的制作方法
技术领域：
领域技术本实用新型涉及拧紧和拆卸铁道上的轨枕螺母的松紧机，具体讲是轨枕螺母松紧机中的扭矩控制机构。
背景技术：
出于安全的考虑，铁道上的轨枕螺母(相当于原来的枕木上的道钉，即把铁轨固定在钢筋混凝土轨枕上的螺母)需要周期性地检查和保养——检查螺母的预紧力大小和各个螺母预紧力是否一致；保养就是拆卸下螺母，在螺栓的螺纹上涂防锈油，然后重新把它们按规定的一致大小的预紧力拧紧。在用扭矩搬手(也称扭力搬手)手动拧紧螺母时，操作人员能从该搬手显示的扭矩值来确定预紧力是否达到了规定。达到规定后，即停止拧紧操作。然而，在高速拧紧螺母的轨枕螺母松紧机中，用这种方法显然是不可能的。只能用预先设定扭矩值、达到规定值后自动停止拧紧螺母的办法才能实现。专利号为00244613.8的“轨枕螺帽松紧机”中就有运用该办法的相应机构，在该专利中也称为“扭矩控制机构”。它由相互啮合的上、下扭矩控制套筒<10、11>(为与本申请案相区别，对比文件的附图标记均放在尖括号内)、压在上扭矩控制套筒<10>上端面的扭矩控制弹簧<9>和压住扭矩控制弹簧<9>的调整螺帽<8>等构成。其主动的下扭矩控制套筒<11>空套在一根花键轴<6>上，从动的上扭矩控制套筒<10>与花键轴<6>键连接，花键轴<6>下端键联接直接拧动螺母的工作套筒<12>，调整螺帽<8>拧在花键轴<6>的上部并由一销紧螺帽销定。该专利中的上、下扭矩控制套筒<10、11>在结构上完全是一付锯齿形的牙嵌式单向安全离合器，只是在此处转化为扭矩控制离合器使用了(作为安全离合器使用时，扭矩的设定值是起安全保护作用的，也即正常情况下离合器传递的扭矩均比设定值小；作为扭矩控制离合器使用时，离合器传递的最大扭矩每次均需达到设定值，达到设定值后两个半离合器脱开)。所说的预先设定扭矩值，就是通过调节调整螺帽<8>对扭矩控制弹簧<9>的预压缩量来实现的。但是，由于在调节时没有显示装置，该松紧机的扭矩值只能通过如下的过程才能预先设定好先试调节，然后拧紧螺母，再抬开机器用扭矩搬手或其他装置测试扭矩；再试调，再次拧紧螺母，再抬开机器测试扭矩……直至符合规定。显然，这不但在每次新装机器或修理机器后的第一次调整十分不便；而且由于对不同轨道的轨枕螺母预紧力的大小要求不一致，所以，在不同轨道上使用时，又要反复地调整。仅是“调整”这一件事，就极大地影响了该松紧机的应用。申请号为2004200616227的“双头轨枕螺母松紧机”虽然在其他性能方面比前述专利优越，而且在其主轴<31>的前部安装了一个扭矩传感器的取样端<33>、扭矩传感器的显示屏<331>也安装在推车架<4>的车架把手<40>上，但是，应用扭矩传感器不仅其价格比较昂贵，而且在每次预设定时也必须通过拧紧螺母的过程才能最终调整好。因此，后一专利申请除不用抬开机器来测试扭矩这一点比前一专利优越外，其余与调整、设定相关的操作也不比前一专利优越多少。
发明内容
本实用新型的目的是，在轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构中增设一种可预先方便地设定其拧紧扭矩的机构，通过该机构在任何场合都能一次设定好拧紧螺母的扭矩值。
实现所述目的的一种轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构包括，由上、下半离合器组成的牙嵌式单向安全离合器。其下半离合器为空套在一根主轴上的主动半离合器，其上半离合器为带动该主轴旋转且能在该主轴上轴向移动的从动半离合器。该从动半离合器的上端压有预调弹簧，该预调弹簧的上端有最终压住它的螺旋调节机构。该主轴的下端键联接有拧动轨枕螺母的螺母套筒。如背景技术中所说，该安全离合器在轨枕螺母松紧机中作为扭矩控制的离合器使用了。由于本领域技术人员早已熟知牙嵌式单向安全离合器的结构，所以，本案用“从动半离合器带动该主轴旋转且能在该主轴上轴向移动”的语言对该部分进行概括性描述。其改进之处是所述螺旋调节机构的调节构件(也就是螺旋调节机构中可相对移动的构件)的下端压有一个力传感器，该力传感器被一付推力轴承托住，该推力轴承的下端面最终压在所述预调弹簧的上端面上。显然，所述力传感器是压式的测力传感器；在操作者通过调节构件调整预调弹簧的压缩量来设定扭矩值时，同时也对该力传感器施压。该传感器就可把测得信号传递到显示装置中(由于显见，关于显示装置、连接线路及其附图在本案中不赘述)。
下面结合调整、设定过程，介绍本实用新型的优越性。
首次设定一种型号的第一台新装机器的扭矩值时，仍与现有的调整、设定的过程一样先试调节，然后拧紧螺母，再抬开机器测试扭矩；再试调，再次拧紧螺母，再抬开机器测试扭矩……直至符合规定。然后，在静态时进记下显示装置所显示的数值。该数值为预调值，该值显然比拧紧螺母达到规定值(即离合器脱开时的值)小，但两者间有严格对应关系。同时，再记录下拧紧螺母达到规定值后、离合器脱开瞬间所显示的数值。对于预紧力要求不同轨枕螺母，均分别照此操作，记下对应的数值。以后，在正式使用中，就可在任何场合、根据记录一次设定好预调值了；在多次操作后，既可以通过静态的预调值，观察该螺旋调节机构是否有松动；也可以通过离合器脱开时显示的数值来进行监视。不难看出，本实用新型在预设定、保证轨枕螺母预紧力的大小和一致性上远比现有的优越和可靠。对于同一型号的各台新装机器来讲，由于有了前述第一台设定记录，所以在设定时，只需作少量的微调，无须像现有技术的那样需多次反复地试调才能设定。对于保养或修理后机器，只需按原有记录调整、设定即可。本实用新型的另一优点是，用价格便宜的力传感器替代了价格昂贵的扭矩传感器；除应注意所显示的数值是(与扭矩对应的)压力值以外，在设计，制造、安装、使用上都比用扭矩传感器的方便。
图1——本实用新型的一种具体构造的结构图图2——图1中的与预调相关的部分的局部放大图图3——图1中的从动半离合器的构造图图4——图3的左视放大图(窗孔的轮廓线)图5——本实用新型另一种具体构造的结构图图6——本实用新型又一种具体构造的结构图具体实施方式
轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构。它包括由上、下半离合器组成的牙嵌式单向安全离合器。该离合器的下半离合器为空套在一根主轴1上的主动半离合器21，其上半离合器为带动该主轴1旋转且能在该主轴1上轴向移动的从动半离合器22，该从动半离合器22的上端压有预调弹簧3，该预调弹簧3的上端有最终压住它的螺旋调节机构。该主轴1的下端键联接有拧动轨枕螺母的螺母套筒7。其中螺旋调节机构的调节构件的下端压有一个力传感器5，该力传感器被一付推力轴承4托住，该推力轴承4的下端面最终压在预调弹簧3的上端面上。本部分为以下各实施例的概括性总说明，下述各例中与本部分相同的内容不赘述。鉴于力传感器本身是采用适于本实用新型的现有传感器(例如，各种压式的测力/称重传感器)，而本实用新型的特征是力传感器与原有的扭矩控制机构的有机结合。故各附图中的力传感器均为示意画出，即仅表示出它所处的位置及其与其他构件的相互联系。
实施例1(参考图1、2)一种轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构(本例在“总说明”基础上的某些部分的具体化，与总说明相同的不赘述)。该机构中的力传感器5为柱形，该力传感器5的上部有压住该力传感器5的压板51，所述调节构件是与主轴1同轴的调节螺杆6，该螺杆6顶压在该压板51上。该力传感器5的下部有直接托住它的传感器底座52，该传感器底座52由推力轴承4托住，该推力轴承4安装在与该主轴1同轴的一根顶杆41的上部，该顶杆41的下部呈间隙配合状态地插入该主轴1上端部的一个孔中，该顶杆41的下端顶着一根与其垂直的横销311，该横销311的两端穿过该主轴1上的与主轴平行的对称的条型孔312上端、并压在空套在该主轴1上的一个弹簧座31上，该弹簧座31的下端压在预调弹簧3上端面。作为螺旋调节机构组件之一的与该螺杆6匹配的螺孔在一个传感器护罩8的上端盖81上，在该上端盖81的上端面处的螺杆6上有一个锁紧螺母9。所述顶杆41的上部分、推力轴承4、传感器底座52、力传感器5和压板51均在该传感器护罩8内。
以上是本例预设定与扭矩对应的压力值的结构部分(关于压力值的采样、传输、运算、放大及显示等均为公知公用的传感器技术，故不赘述)。下面继续披露与其联系的安全离合器组件部分所述主从动半离合器(21、22)在拧紧螺母时传递扭矩的接触面与所述主轴1的轴线共面；其从动半离合器22也空套在该主轴1上，该从动半离合器22的上部有一延伸套，该延伸套上有呈中心对称的两个窗孔221(参见图3、4)，两窗孔221相同周向的侧面各有一个端面凸轮曲面，与该凸轮曲面上端对应部位的主轴1上固定有一根与该主轴1垂直且其两端伸进窗孔221的圆柱销11，直接推动该圆柱销11而带动该主轴1旋转以使螺母套筒7拧紧螺母的是这对凸轮曲面，该凸轮曲面的形状是产生促使主从动半离合器(21、22)脱开的轴向分力的形状。该安全离合器组件安装在一个箱体中。前述传感器护罩8与一个支承主轴1上轴颈的端盖10一道固定在该箱体的箱盖12上。
实施例2(参考图5)一种轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构(本例也是在“总说明”基础上的某些部分的具体化，与总说明相同的不赘述)。该机构中的力传感器5为有中心通孔的筒形或柱环形，该力传感器5空套在主轴1上；在力传感器5下方的该主轴1上还依次空套有直接托住该力传感器5的传感器底座52、托住该传感器底座52的推力轴承4和托住该推力轴承4的其下端面压在预调弹簧3上端面的弹簧座31；位于该力传感器5上部的该主轴1上空套有压住该力传感器5的压板51，所述调节构件是与该主轴1同轴的呈间隙配合地套住该主轴1的中空的调节螺杆6′，该调节螺杆6′压在该压板51上。作为螺旋调节机构组件之一的与该调节螺杆6′匹配的螺孔在一个悬臂8′上，在该悬臂8′上端面处的调节螺杆6′上有一个锁紧螺母9。显然，通过该调节螺杆6′、主轴1的上端部也同时支承在该悬臂8′上。
以上是本例预设定与扭矩对应的压力值的结构部分(关于传感器技术方面，仍不赘述)。下面继续披露与其联系的安全离合器组件部分所述主从动半离合器(21、22)在拧紧螺母时传递扭矩的接触面是相互吻合的斜面或螺旋面，该斜面的倾斜方向或螺旋面的旋向是产生促使主从动半离合器(21、22)脱开的轴向分力的方向或旋向；该从动半离合器22带动该主轴1旋转是通过联接它们(22、1)的滑键或花键实现的。由于本部分的安全离合器组件更是多见，故图中未剖视画出；“斜面或螺旋面”、“滑键或花键”也更未具体地区分。
本领域技术人员还可以看出，除锁紧螺母9及其对应调节螺杆6′的一段外，本例中的其余构件均可安装在一个箱体内，也就是所谓封闭式构造。在这种情况下，所述悬臂8′就应改为该箱体的上端盖了。
实施例3(参考图6)本例与实施例2的主要部分相同，相同部分不赘述。区别的部分是所述调节构件是与该主轴1上的一段螺纹匹配的调节螺母6″，该调节螺母6″压在所述压板51上，在该调节螺母6″之上也配有一锁紧螺母9。在该螺纹段以上的主轴1上有轴颈，通过安装在该轴颈上的轴承，主轴1的上端部被一个悬臂8′支承住。显然，与实施例2不同，本例构造只能设计制造成非封闭式的。
从上述实施例中不难看出，实施例1与实施例2(或实施例3)中的安全离合器组件部分是可以互换的，为节省篇幅，不再为互换后的结构举例。
本领域的技术人员清楚，如果上述各例中所配用的力传感器本身，其上端就具有(或配有)压板，则该压板就是本实用新型所指的压板51。
看了实施例2和实施例3的区别后，本领域的技术人员可容易地推出实施例1中的顶杆41也同样可以由一个套在主轴1上部且与该主轴1同轴的压套替代。即该压套的上端托住推力轴承4、下端部有呈间隙配合地套住主轴1上部的导向孔、下端的环形端面压在弹簧座31上。由于这种替代后的相应结构的适应性调整更是本领域的技术人员容易办到的，所以，不再进一步详述。
权利要求1.轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，它包括由上、下半离合器组成的牙嵌式单向安全离合器；其下半离合器为空套在一根主轴(1)上的主动半离合器(21)，其上半离合器为带动该主轴(1)旋转且能在该主轴(1)上轴向移动的从动半离合器(22)，该从动半离合器(22)的上端压有预调弹簧(3)，该预调弹簧(3)的上端有最终压住它的螺旋调节机构；该主轴(1)的下端键联接有拧动轨枕螺母的螺母套筒(7)；其特征在于所述螺旋调节机构的调节构件的下端压有一个力传感器(5)，该力传感器被一付推力轴承(4)托住，该推力轴承(4)的下端面最终压在所述预调弹簧(3)的上端面上。
2.根据权利要求1所述的轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，其特征在于所述力传感器(5)为柱形，该力传感器(5)的上部有压住该力传感器(5)的压板(51)，所述调节构件是与所述主轴(1)同轴的调节螺杆(6)，该螺杆(6)顶压在该压板(51)上；该力传感器(5)的下部有直接托住它的传感器底座(52)，该传感器底座(52)由所述推力轴承(4)托住，该推力轴承(4)安装在与该主轴(1)同轴的一根顶杆(41)的上部，该顶杆(41)的下部呈间隙配合状态地插入该主轴(1)上端部的一个孔中，该顶杆(41)的下端顶着一根与其垂直的横销(311)，该横销(311)的两端穿过该主轴(1)上的与主轴平行的对称的条型孔(312)上端、并压在空套在该主轴(1)上的一个弹簧座(31)上，该弹簧座(31)的下端压在所述预调弹簧(3)上端面。
3.根据权利要求1所述的轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，其特征在于所述力传感器(5)为有中心通孔的筒形或柱环形，该力传感器(5)空套在所述主轴(1)上；在该力传感器(5)下方的该主轴(1)上还依次空套有直接托住该力传感器(5)的传感器底座(52)、托住该传感器底座(52)的所述推力轴承(4)和托住该推力轴承(4)的其下端面压在所述预调弹簧(3)上端面的弹簧座(31)；位于该力传感器(5)上部的该主轴(1)上空套有压住该力传感器(5)的压板(51)，所述调节构件压在该压板(51)上，该调节构件是与该主轴(1)同轴的呈间隙配合地套住该主轴(1)的中空的调节螺杆(6′)。
4.根据权利要求1所述的轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，其特征在于所述力传感器(5)为有中心通孔的筒形或柱环形，该力传感器(5)空套在所述主轴(1)上；在该力传感器(5)下方的该主轴(1)上还依次空套有直接托住该力传感器(5)的传感器底座(52)、托住该传感器底座(52)的所述推力轴承(4)和托住该推力轴承(4)的其下端面压在所述预调弹簧(3)上端面的弹簧座(31)；位于该力传感器(5)的上部的该主轴(1)上空套有压住该力传感器(5)的压板(51)，所述调节构件压在该压板上，该调节构件是与该主轴(1)上的一段螺纹匹配的调节螺母(6″)。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，其特征在于所述主从动半离合器(21、22)在拧紧螺母时传递扭矩的接触面是相互吻合的斜面或螺旋面，该斜面的倾斜方向或螺旋面的旋向是产生促使主从动半离合器(21、22)脱开的轴向分力的方向或旋向；该从动半离合器(22)带动该主轴(1)旋转是通过联接它们(22、1)的滑键或花键实现的。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，其特征在于所述主从动半离合器(21、22)在拧紧螺母时传递扭矩的接触面与所述主轴(1)的轴线共面；其从动半离合器(22)也空套在该主轴(1)上，该从动半离合器(22)的上部有一延伸套，该延伸套上有呈中心对称的两个窗孔(221)，两窗孔(221)相同周向的侧面各有一个端面凸轮曲面，与该凸轮曲面上端对应部位的主轴(1)上固定有一根与该主轴(1)垂直且其两端伸进窗孔(221)的圆柱销(11)，直接推动该圆柱销(11)而带动该主轴(1)旋转以使螺母套筒(7)拧紧螺母的是这对凸轮曲面，该凸轮曲面的形状是产生促使主从动半离合器(21、22)脱开的轴向分力的形状。
专利摘要轨枕螺母松紧机的扭矩控制机构，包括由上、下半离合器组成的牙嵌式单向安全离合器。其下半离合器为空套在一根主轴上的主动半离合器，上半离合器为带动该主轴旋转且能在该主轴上轴向移动的从动半离合器。该从动半离合器的上端压有预调弹簧，该预调弹簧的上端有最终压住它的螺旋调节机构。螺旋调节机构的调节构件下端压有一个力传感器，该力传感器被一付推力轴承托住，该推力轴承的下端面最终压在预调弹簧的上端面上。本实用新型可在任何场合一次调整好预调弹簧的压缩量；在多次操作后，既可静态观察螺旋调节机构是否有松动，也可以动态监视轨枕螺母的扭矩值。它可靠地保证了每一轨枕螺母有合格的预紧力和所有预紧力的一致性。
文档编号B25B23/14GK2764562SQ200520032918
公开日2006年3月15日 申请日期2005年1月19日 优先权日2005年1月19日
发明者周大凱, 周静 申请人:周大凱, 周静