专利名称：扭矩、拧紧转角惯量动力扳手的制作方法
技术领域：
本发明是属于螺纹联接的拆装装置，特别是能控制螺纹联接的拧紧力的拆装装置。
能控制螺纹联接的拧紧力的拆装装置，绝大部份都是控制螺纹联接的扭矩的拆装装置。例如西德专利产品PL600CH液压扳手(译自《油压技术》86.5)，LJB－A(B)系列力矩扳手(上海大众汽车有限公司)，专利号88200204.X《惯量动力扳手》，专利号89203364.9《惯量动力螺母拆装装置》。由螺纹联接可知螺纹付及联接件支承面之间的摩擦系数不一，材料的内在质量的不同等原因均能导致螺纹付的拧紧力控制偏差，这样常常影响螺纹联接的质量。
为了解决这个问题，当今世界提出新的螺纹联接的拧紧力的控制方案扭矩、转角拧紧法。代表作瑞典的“ATLAS COPOCO”公司的产品“EMF”系列螺栓付拧紧机。它由两套执行机构，两套测量机构来实现，其中一套机构进行螺栓付贴紧扭矩作业，检测到额定扭矩值后自动切换，另一套机构执行螺纹付拧紧转角作业，並有角度编码器计算角度，角度到位后发出信号，再进行第二次拧紧转角，到位后再发信号，並报告进行完毕，同时，计算机运算后打印出数据，或者是所需要的曲线。它先给出贴紧扭矩克服螺栓付及联接件支承面之间的摩擦力矩，使螺纹联接件贴合並消除各种影响因素，使同一受力平面上的各螺栓付处于同一起步状态，然后再给螺栓付一个或两个预定的转角，从而完成螺栓付拧紧的全过程。然而该设备的结构复杂，监控系统客观上要达到电脑水平，因此，设备投资较高，操作者的素质亦需要较高的水平。此外，该设备不宜在工况较差的环境中工作，在无电、潮湿、野外工程、海洋工程、封闭装置、高空等特殊状态下无法工作。
本发明旨在提供一种重视人机因素，给出螺纹付贴紧扭矩，並给出螺纹付拧紧转角的螺纹联接的拆装装置，它能有效地消除螺纹联接的各种影响因素，控制螺纹联接的拧紧力。
本发明根据“扭矩、转角拧紧法”设计出能控制螺纹联接的拧紧力的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手。该扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有一个回转扳手，在其后，紧接一个惯量动力装置，其特征在于由人力转动的惯量动力装置具有对于回转轴的转动惯量的构件、延时接合器；该扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有确定力矩或力偶矩的机构，有确定回转扳手的转角的构件或机构。
本发明的具体结构、特性结合下列六幅附图逐一展开
图1是根据本发明提出的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手图，该扳手含有一个回转扳手(1)、人力转动的惯量动力装置(2)；图2是回转扳手(1)及人力转动的惯量动力装置(2)的剖面图；图3，表示本发明的弹簧力矩指示器的剖面图；图4，表示本发明的液压力矩指示器的剖面图5，表示本发明的转角检测装置(4)的A向视图；图6，表示本发明设有螺栓、螺母、螺钉弹顶器的扳手头的剖面图。
人力转动的惯量动力装置(2)由具有对于回转轴的转动惯量构件(8)和延时接合器(3)组成。具有转动惯量的构件(8)是在人力作用下产生力矩或力偶矩，且具有对于回转轴的大的转动惯量的刚性构件，例如重锤臂、飞轮等。具有转动惯量的构件(8)可以是能确定方位的构件；可以是可调力臂长或可调力偶臂长的构件。
延时接合器(3)具有延时接合转角的主动牙块套(9)、从动牙块套(6)，主、从动牙块套具有径向或轴向扇形牙块，其空档部分便是主、从动牙块套的延时接合转角，主、从动牙块套的外表面可以有方位标记或指示器。具有转动惯量的构件(8)与延时接合器的主动牙块套(9)静、动联接。此处所指的静联接是焊接、铆接、粘接、过盈联接、螺纹联接、键、花键及销联接，例如重锤臂与主动牙块套螺纹联接、销联接等，飞轮与主动牙块套静联接。动联接是具有一个或二个自由度的联接，例如重锤臂与主动牙块套园柱形铰链联接。
回转扳手(1)含有扳手头(5)、扳手轴(7)。扳手头的头部结构与被拆装的螺纹付吻合，例如，六角头、方榫、套筒等，扳手头的外表面可以有方位标记或指示器。在某些需要自动脱卸被拆螺栓、螺母、螺钉的工作场合，扳手头内设有螺栓、螺母、螺钉弹顶器(24)。扳手头与扳手轴静、动联接。扳手头与延时接合器的从动牙块套(6)可以制成一体，也可以是联接。扳手轴与延时接合器的主动牙块套静、动联接。
本扳手是这样运转的将回转扳手(1)的扳手头(5)插入或套入螺栓、螺母，人施以力，使具有转动惯量的构件(8)绕定轴回转，经延时接合器(3)由回转扳手(1)输出扭矩。人力F与构件(8)的力臂长L的乘积得力矩T＝F.L，或人力F与构件(8)的力偶臂长d的乘积得力偶矩T＝F.d，使此力矩或力偶矩等于预定的螺纹付贴紧扭矩。预定的螺纹付贴紧扭矩由螺纹付的技术参数及拧紧工艺参数经计算给定。确定螺纹付贴紧扭矩有如下三种方法其一，操作者常规扳力F与力臂长L或力偶臂长d的乘积，给出力矩或力偶矩，中国人常规扳力F取值200N左右；其二，用弹簧力矩指示器表示在回转扳手的扳手轴(10)即(7)上设置具有啮合角的凸、凹形的牙轮(11)，牙轮与设置在具有转动惯量的构件(8)的力臂或力偶臂上的弹簧力矩指示器的顶杆(12)啮合，回转扳手的扭矩由牙轮经顶杆(12)与弹簧(14)力平衡，顶杆上的指示器(12)指示扭矩；其三，用液压力矩指示器表示在回转扳手的扳手轴(21)即(7)上设置具有啮合角的凸、凹形的牙轮(20)，牙轮与设置在具有转动惯量的构件(8)的力臂或力偶臂上的液压力矩指示器的顶杆(19)啮合，液压力矩指示器包含牙轮(20)、顶杆(19)、力的传递介质(18)、活塞(16)、弹簧(15)、指示器(17)，其中力的传递介质为遵循帕斯卡定律，在压力状态下能流动的物质，如液体、油脂、胶体、细钢珠等。回转扳手的扭矩由牙轮经顶杆、力的传递介质、活塞与弹簧力平衡，由指示器指示扭矩。人急速地施以力，使具有转动惯量的构件(8)飞快地绕定轴回转，由于延时接合器的延时接合，使构件(8)加速，由此获得大的惯量动力，由回转扳手(1)输出大的动量矩，使螺纹付获得拧紧转角。螺纹付拧紧转角可以由人目或转角检测装置(4)进行检测。用人目检测人目观测扳手给出贴紧扭矩时扳手头(5)或从动牙块套(6)或主动牙块套(9)或具有转动惯量的构件(8)的位置与撞击拧紧后的位置的角位移等于预定的螺纹付拧紧转角，预定的螺纹付拧紧转角由螺纹付的技术参数及拧紧工艺参数经计算给定。用转角检测装置(4)检测把装置(4)分别设置在静止的支承(22)和回转扳手(1)或转动的惯量动力装置(2)的转动件上，由装置(4)读出角位移，使其值等于预定的螺纹付拧紧转角，该装置(4)是机械、电气、电子、电磁、光学等测量转角的装置。用机械式转角检测装置(4)检测该装置(4)由具有刻度盘的支承(22)和有指向或方位标记的方位构件(23)组成，方位构件(23)设在回转扳手(1)或转动的惯量动力装置(2)的转动件上，由方位构件(23)在静止的支承(22)的刻度盘上读出角位移，使其值等于预定的螺纹付拧紧转角。
本发明可与机架、小车组合成螺栓、螺母拆装机。
本发明因为只需一个人力转动的惯量动力装置，无需其它动力源，所以其结构特别简单、出力大、应用广泛；同时由于着眼点在于重视人机因素，所以它对螺纹付的贴紧扭矩及拧紧转角的控制大为简化，适当设置力矩指示器及转角检测装置可使本扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，高质量、有效地控制螺纹联接的拧紧力。
以下结合附
图1、2、3、4、5、6详细地叙述按本发明制作的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手的具体实例。
回转扳手(1)的扳手头(5)为内六角套筒，扳手头(5)和延时接合器(3)的从动牙块套(6)制成一体，回转扳手(1)的尾部为扳手轴(7)，扳手轴(7)与扳手头(5)或与从动牙块套(6)静接联，延时接合器(3)的主动牙块套(9)空套或以轴承套装在扳手轴(7)上，主动牙块套(9)与重锤臂(8)螺纹联接或园柱形铰链联接。带有刻度盘的支承(22)和指针捏钮(23)组成转角检测装置，支承(22)空套或以轴承套装在扳手轴(7)上，指针捏钮(23)用螺钉紧固在扳手轴(7)上。
将扳手头(5)套入被拆螺栓、螺母，一手握住支承(22)，一手用力扳动重锤臂(8)，经延时接合器(3)，由回转扳手(1)拧动螺栓、螺母，输出扭矩T＝L.F，式中L为重锤臂臂长，F为扳力。接着，手持支承(22)，一手反方向回转重锤臂，使延时接合器获得延时接合转角，然后，正向施力，迅速地扳动重锤臂，使主动牙块套在扳手轴上加速回转。转过延时接合转角，接合从动牙块套，带动扳手头回转，输出动量矩，拧紧螺栓、螺母，此时捏钮的指针相对支承发生角位移，在支承的刻度盘上读出角位移，使其值等于该螺纹付的预定的拧紧转角。
如果去除支承的刻度盘及指针捏钮，在扳手头六角套筒的外园面上标上方位标记或以重锤臂的指向确定方位，就可用人目检测扳手在给出贴紧扭矩时的扳手头六角套筒或重锤臂的位置与撞击拧紧后的位置的角位移。
如果在扳手轴(10)上和重锤臂(8)中设置弹簧力矩指示器(11)、(12)、(13)、(14)，由指示器指示螺纹付贴紧扭矩。
如果在扳手轴(21)上和重锤臂(8)中设置液压力矩指示器(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)，由指示器指示螺纹付贴紧扭矩。
在某些需要自动脱卸被拆螺栓、螺母、螺钉的工作场合，扳手头(5)内设有螺栓、螺母、螺钉弹顶器(24)。
如果重锤臂(8)制成臂长可伸缩的结构，就可以得到力矩臂长可调的转动惯量的构件。
如果重锤臂(8)为具有相同转动惯量的二条对称的重锤臂，并与主动牙块套(9)的园柱形铰链联接，就可得到力偶臂长可调的转动惯量的构件。
总之，可以根据不同应用，设计出各种各样的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手。
权利要求1.一种用于螺纹联接的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，特别是能控制螺纹联接的拧紧力的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，该扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有一个回转扳手(1)，在其后，紧接一个惯量动力装置(2)，其特征在于由人力转动的惯量动力装置(2)具有对于回转轴的转动惯量的构件(8)、延时接合器(3)；该扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有确定力矩或力偶矩的机构，有确定回转扳手(1)的转角的构件或机构。
2.根据权利要求1所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于延时接合器为具有延时接合转角，且具有径向或轴向扇形牙块的主、从动牙块套(9)、(6)的延时接合器；具有转动惯量的构件(8)与延时接合器的主动牙块套(9)静、动联接。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于具有转动惯量的构件(8)的重锤臂与延时接合器的主动牙块套(9)园柱形铰链联接；具有转动惯量的构件(8)的重锤臂与延时接合器的主动牙块套(9)螺纹联接、销联接；具有转动惯量的构件(8)的飞轮与延时接合器的主动牙块套(9)静联接。
4.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于具有转动惯量的构件(8)为可调力臂长或可调力偶臂长的构件。
5.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于在回转扳手(1)和具有转动惯量的构件(8)上设置弹簧力矩指示器(11)、(12)、(13)、(14)。
6.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于在回转扳手(1)和具有转动惯量的构件(8)上设置液压力矩指示器(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)。
7.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征是扳手头(5)或从动牙块套(6)或主动牙块套(9)或具有转动惯量的构件(8)有确定方位的标记、指示器。
8.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于本扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有确定回转扳手(1)的转角的转角检测装置(4)。
9.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于本扭矩、拧紧转角惯量动力扳手有确定回转扳手(1)的转角的机械式转角检测装置(4)，装置(4)由具有刻度盘的支承(22)和方位构件(23)组成。
10.根据权利要求1或2所述的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，其特征在于回转扳手(1)的扳手头(5)内设有螺栓、螺钉弹顶器(24)。
专利摘要一种用于螺纹联接的拆装装置，特别是能控制螺纹联接的拧紧力的扭矩、拧紧转角惯量动力扳手，该拆装装置有一个回转扳手，在其后面紧接一个人力转动的惯量动力装置，该拆装装置能够确定螺纹副贴紧扭矩，能够确定螺纹副拧紧转角。它广泛地应用于各类机械的螺纹联接的拆装，并能在无电、潮湿、野外工程、海洋工程、封闭装置、高空等特殊状态下工作。此扳手为简洁、轻便、力大、高效的扳手。
文档编号B25B23/14GK2093072SQ91205970
公开日1992年1月15日 申请日期1991年4月10日 优先权日1991年4月10日
发明者杨光华 申请人:杨光华