一种产生扭矩脉冲的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种产生扭矩脉冲的装置及方法，适用于机械设备紧固件的操作，属于机械工程中形成扭矩脉冲的技术领域。
【背景技术】
[0002]在机械工程领域中，普遍涉及对紧固件的操作，人们常用手或螺丝刀等物品对螺钉或螺母等进行紧固操作。然而，人工力通常比较小，对一些需要紧固的物品而言，这些力是远远不够的。在日常生活以及机械企业中，通过给物体施加扭矩脉冲从而对其进行紧固的操作也很常见，如使用电动装置等，取得了良好的效果。
[0003]然而，这些装备也存在其局限性，一方面现有设备主要针对专业人群，通过电力进行操作，所操作的物体往往靠近电源；另一方面，这些设备通常比较大，人们往往不会像看待剪刀或钳子等物品一样视其为家居用品。因此，设计一种结构简单可靠而又容易操作的扭矩脉冲装置将对人们的日常生活起重要作用。
[0004]基于这一背景，难点在于如何设计一种可以无需电力驱动而又可产生扭矩脉冲的装置，还要确保该扭矩脉冲的产生是通过人工力便可实现。与此同时，该装置应具备较好的可靠性且操作便捷，并针对不同类型结构的物体可通过更换接头便可实现。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于为了克服上述难点，特提出一种产生扭矩脉冲的装置及方法。通过该装置使得人们在物体远离电源时也可实现对物体紧固的人工操作，同时其简单的结构及简易的操作方法以及可更换接头的特性将使其具有较强的实用性。
[0006]为达到上述目的，本发明解决此技术问题采用的技术方案是:一种产生扭矩脉冲的装置，主要由把手、锁紧螺母、上轴承、弹簧、套筒、下轴承和脉冲轴组成，其特征在于:所述把手与套筒上端通过螺纹连接，脉冲轴上设有脉冲盘，套筒的下端与脉冲轴盘间设有下轴承，脉冲轴的上端通过螺纹与锁紧螺母连接，套筒的上端设有台阶，在锁紧螺母和套筒的台阶间设有上轴承，套筒的台阶与脉冲盘间设有弹簧，所述弹簧的上端嵌入套筒的台阶内，弹簧的下端放置于脉冲盘内且弹簧的端部与冲击面相互作用。
[0007]所述脉冲轴上的脉冲盘内设有三个棘轮块，棘轮块的外表面为螺旋面，每个棘轮块上均设有用于产生脉冲的冲击面。
[0008]所述上轴承为推力轴承，其作用为联合锁紧螺母一起限制脉冲轴的轴向滑脱；所述下轴承为滚针轴承或深沟球轴承，其作用为使脉冲轴与套筒保持同心，同时使脉冲轴与套筒间可以存在相互转动。
[0009]所述弹簧上端固定于套筒内，弹簧下端设于棘轮块的中央且弹簧下端的径向长度大于冲击面到脉冲盘中心的距离。
[0010]一种产生扭矩脉冲的方法，其特征在于:将弹簧的上端嵌入套筒的台阶，然后将脉冲轴的上端穿过套筒的台阶的中心孔并于套筒的下端与脉冲盘间安装下轴承，在锁紧螺母与套筒的台阶间安装上轴承并通过锁紧螺母旋紧，将把手与套筒螺纹连接，在脉冲轴的下端连接一字螺丝刀头或十字螺丝刀头或六方接头；在装置安装完成后，将螺丝刀头或六方接头与所需作用的物体连接，顺时针旋转把手，把手的转动将带动套筒同步转动，套筒的转动带动弹簧上端转动，弹簧下端由于棘轮块的冲击面的阻碍而扭曲，随套筒的不断转动弹簧也将不断扭紧；同时，由于扭曲程度的增大，弹簧下端的径向半径将减小，随后弹簧的下端将由冲击面滑脱并沿棘轮块的径向螺旋面运动；由于棘轮块径向螺旋面距离脉冲盘中心的距离不断增大，在弹簧滑脱的过程中，其积蓄的扭转能量瞬间释放，由此将对下一个冲击面产生冲击，从而给脉冲盘提供一个扭转冲击载荷，产生于脉冲盘的载荷将通过脉冲轴传至螺丝刀头或六方接头，并最终作用于其它物体上；弹簧末端周期性地击打冲击面，因此，该工具可用于产生周期性的脉冲。
[0011]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:(I)本发明装置与方法针对小型物体的紧固操作，在电力不便的位置也可进行操作，例如未安装电源的户外；(2)本发时装置整体尺寸较小，结构简单且操作简便，易于携带；(3)本发明装置于脉冲轴末端设置用于连接转换接头的装置，只需更换螺丝刀头或六方接头便可实现对不同螺钉或螺栓的操作。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的结构示意图；
[0013]图2为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的A-A剖视图；
[0014]图3为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的把手的主视图；
[0015]图4为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的把手的侧视图；
[0016]图5为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的脉冲轴的主视图；
[0017]图6为本发明一种产生扭矩脉冲的装置的锁紧螺母的结构示意图。
[0018]图中:1.把手，2.锁紧螺母，3.上轴承，4.弹簧，5.套筒，6.下轴承，7.脉冲轴，8.脉冲盘，9.棘轮块，10.冲击面。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0020]如图1?图6所示，一种产生扭矩脉冲的装置，主要由把手1、锁紧螺母2、上轴承3、弹簧4、套筒5、下轴承6和脉冲轴7组成，其特征在于:所述把手I与套筒5上端通过螺纹连接，脉冲轴7上设有脉冲盘8，套筒5的下端与脉冲轴盘8间设有下轴承6，脉冲轴7的上端通过螺纹与锁紧螺母2连接，套筒5的上端设有台阶，在锁紧螺母2和套筒5的台阶间设有上轴承3，套筒5的台阶与脉冲盘8间设有弹簧4，所述弹簧4的上端嵌入套筒5的台阶内，弹簧4的下端放置于脉冲盘8内且弹簧4的端部与冲击面10相互作用。
[0021]如图2所示，所述脉冲轴7上的脉冲盘8内设有三个棘轮块9，棘轮块9的外表面为螺旋面，每个棘轮块9上均设有用于产生脉冲的冲击面10。
[0022]所述上轴承3为推力轴承，其作用为联合锁紧螺母2 —起限制脉冲轴7的轴向滑脱；所述下轴承6为滚针轴承或深沟球轴承，其作用为使脉冲轴7与套筒5保持同心，同时使脉冲轴7与套筒5间可以存在相互转动。
[0023]所述弹簧4上端固定于套筒5内，弹簧4下端设于棘轮块9的中央且弹簧4下端的径向长度大于冲击面10到脉冲盘8中心的距离。
[0024]一种产生扭矩脉冲的方法，其特征在于:将弹簧4的上端嵌入套筒5的台阶，然后将脉冲轴7的上端穿过套筒5的台阶的中心孔并于套筒5的下端与脉冲盘8间安装下轴承6，在锁紧螺母2与套筒5的台阶间安装上轴承3并通过锁紧螺母2旋紧，将把手I与套筒5螺纹连接，在脉冲轴7的下端连接一字螺丝刀头或十字螺丝刀头或六方接头；在装置安装完成后，将螺丝刀头或六方接头与所需作用的物体连接，顺时针旋转把手1，把手I的转动将带动套筒5同步转动，套筒5的转动带动弹簧4上端转动，弹簧4下端由于棘轮块9的冲击面10的阻碍而扭曲，随套筒5的不断转动弹簧4也将不断扭紧；同时，由于扭曲程度的增大，弹簧4下端的径向半径将减小，随后弹簧4的下端将由冲击面10滑脱并沿棘轮块9的径向螺旋面运动；由于棘轮块9径向螺旋面距离脉冲盘8中心的距离不断增大，在弹簧4滑脱的过程中，其积蓄的扭转能量瞬间释放，由此将对下一个冲击面10产生冲击，从而给脉冲盘8提供一个扭转冲击载荷，产生于脉冲盘8的载荷将通过脉冲轴7传至螺丝刀头或六方接头，并最终作用于其它物体上；弹簧4末端周期性地击打冲击面10，因此，该工具可用于产生周期性的脉冲。
[0025]以上所述【具体实施方式】用于说明本发明而非限制本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的构思和原则前提下所作出的等同变化与修改，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种产生扭矩脉冲的装置，主要由把手(I)、锁紧螺母(2)、上轴承(3)、弹簧(4)、套筒(5)、下轴承(6)和脉冲轴(7)组成，其特征在于:所述把手(I)与套筒(5)上端通过螺纹连接，脉冲轴(7)上设有脉冲盘(8)，套筒(5)的下端与脉冲轴盘(8)间设有下轴承￠)，脉冲轴(7)的上端通过螺纹与锁紧螺母(2)连接，套筒(5)的上端设有台阶，在锁紧螺母(2)和套筒(5)的台阶间设有上轴承(3)，套筒(5)的台阶与脉冲盘(8)间设有弹簧(4)，所述弹簧(4)的上端嵌入套筒(5)的台阶内，弹簧(4)的下端放置于脉冲盘(8)内且弹簧(4)的端部与冲击面(10)相互作用。2.根据权利要求1所述的一种产生扭矩脉冲的装置，其特征在于:所述脉冲轴(7)上的脉冲盘⑶内设有三个棘轮块(9)，棘轮块(9)的外表面为螺旋面，每个棘轮块(9)上均设有用于产生脉冲的冲击面(10)。3.根据权利要求1所述的一种产生扭矩脉冲的装置，其特征在于:所述上轴承(3)为推力轴承，下轴承(6)为滚针轴承或深沟球轴承。4.根据权利要求1所述的一种产生扭矩脉冲的装置，其特征在于:所述弹簧(4)上端固定于套筒(5)内，弹簧⑷下端设于棘轮块(9)的中央且弹簧⑷下端的径向长度大于冲击面(10)到脉冲盘⑶中心的距离。5.一种产生扭矩脉冲的方法，其特征在于:将弹簧(4)的上端嵌入套筒(5)的台阶，然后将脉冲轴(7)的上端穿过套筒(5)的台阶的中心孔并于套筒(5)的下端与脉冲盘⑶间安装下轴承￠)，在锁紧螺母(2)与套筒(5)的台阶间安装上轴承(3)并通过锁紧螺母(2)旋紧，将把手(I)与套筒(5)螺纹连接，在脉冲轴(7)的下端连接一字螺丝刀头或十字螺丝刀头或六方接头；在装置安装完成后，将螺丝刀头或六方接头与所需作用的物体连接，顺时针旋转把手(1)，把手(I)的转动将带动套筒(5)同步转动，套筒(5)的转动带动弹簧(4)上端转动，弹簧(4)下端由于棘轮块(9)的冲击面(10)的阻碍而扭曲，随套筒(5)的不断转动弹簧(4)也将不断扭紧；同时，由于扭曲程度的增大，弹簧(4)下端的径向半径将减小，随后弹簧(4)的下端将由冲击面(10)滑脱并沿棘轮块(9)的径向螺旋面运动；由于棘轮块(9)径向螺旋面距离脉冲盘(8)中心的距离不断增大，在弹簧(4)滑脱的过程中，其积蓄的扭转能量瞬间释放，由此将对下一个冲击面(10)产生冲击，从而给脉冲盘(8)提供一个扭转冲击载荷，产生于脉冲盘(8)的载荷将通过脉冲轴(7)传至螺丝刀头或六方接头，并最终作用于其它物体上；弹簧(4)末端周期性地击打冲击面(10)，因此，该工具可用于产生周期性的脉冲。
【专利摘要】本发明公开了一种产生扭矩脉冲的装置及方法，装置主要由把手、锁紧螺母、上轴承、弹簧、套筒、下轴承和脉冲轴组成，所述把手与套筒上端通过螺纹连接，脉冲轴上设有脉冲盘，套筒的下端与脉冲轴盘间设有下轴承，脉冲轴的上端通过螺纹与锁紧螺母连接，套筒的上端设有台阶，在锁紧螺母和套筒的台阶间设有上轴承，套筒的台阶与脉冲盘间设有弹簧，所述弹簧的上端嵌入套筒的台阶内，弹簧的下端放置于脉冲盘内且弹簧的端部与冲击面相互作用；当旋转把手时，把手带动套筒转动并驱动弹簧上端转动，弹簧扭曲并积蓄能量，随着把手的不断转动，弹簧下端周期性地击打冲击面，产生于脉冲盘的扭矩脉冲载荷由脉冲轴传递，并最终传递至坚固件上。
【IPC分类】B25B21/00
【公开号】CN104942740
【申请号】CN201510346900
【发明人】汤历平, 祝效华
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月23日