專利名稱：能量控制螺栓副扳機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺栓、螺母拆裝機(jī)械，尤其是能控制螺栓副擰緊力的扳機(jī)。
專利號88200204.X《慣量動(dòng)力扳手》、專利號89203364.9《《慣量動(dòng)力螺母拆裝裝置》是以平衡力法，即用球塞離合器作為扭矩控制部件，控制機(jī)械的輸出扭矩，球塞離合器的制造稍難，其中液壓沖擊密封影響了使用壽命；專利申請?zhí)?1205970.2《扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角慣量動(dòng)力扳手》是以扭矩、擰緊轉(zhuǎn)角法控制螺栓副的擰緊力，此扳手大多應(yīng)用在無電、手動(dòng)的場合。本人在研究繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能及動(dòng)量矩在螺紋副拆裝機(jī)械中的應(yīng)用時(shí)，發(fā)現(xiàn)了用能量法控制螺栓副的擰緊力頗有前景，並有很好的控制手段和工業(yè)應(yīng)用性。下面將敘述本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及實(shí)施效果。
本發(fā)明的目的是要提供一種螺栓副扳機(jī)，它不僅能拆裝螺栓、螺母，而且通過機(jī)械的動(dòng)能控制達(dá)到控制螺栓副的擰緊力。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的它由動(dòng)力源、繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體及扳手組成，其特征是在轉(zhuǎn)動(dòng)剛體與扳手之間設(shè)置延時(shí)接合器，并由延時(shí)接合器聯(lián)接轉(zhuǎn)動(dòng)剛體和扳手；本機(jī)械具有確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的機(jī)構(gòu)及裝置。
該延時(shí)接合器合適的結(jié)構(gòu)是由螺旋副聯(lián)接相鄰構(gòu)件，組成螺旋延時(shí)接合器，它是由三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)與牙嵌離合機(jī)構(gòu)組成的。
附圖2為螺旋延時(shí)接合器的機(jī)構(gòu)圖。構(gòu)件(1)為螺桿、構(gòu)件(2)為含有牙嵌的螺母接合子、構(gòu)件(3)為筒體、構(gòu)件(4)為牙嵌套，構(gòu)件(1)、(2)、(3)組成三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)，構(gòu)件(2)、(1)、(4)組成牙嵌離合機(jī)構(gòu)。構(gòu)件(1)與(3)組成回轉(zhuǎn)副A，構(gòu)件(1)與(2)組成螺旋副B，構(gòu)件(2)與(3)組成移動(dòng)副C。構(gòu)件(4)與構(gòu)件(1)靜聯(lián)接，由于本機(jī)械需要正、反傳動(dòng)，所以在構(gòu)件(1)的螺桿兩端靜聯(lián)接著兩個(gè)牙嵌套(4)。構(gòu)件(1)、(3)可以互為主、從動(dòng)件。當(dāng)構(gòu)件(3)為主動(dòng)件，旋轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件(1)為從動(dòng)件，構(gòu)件(1)受外載不動(dòng)，構(gòu)件(2)在構(gòu)件(3)的帶動(dòng)下，在構(gòu)件(1)上旋轉(zhuǎn)，並沿著移動(dòng)副C軸向移動(dòng)，構(gòu)件(2)移至螺桿端部，與構(gòu)件(4)的牙嵌嚙合，從而使構(gòu)件(1)與構(gòu)件(4)、(2)、(3)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到延時(shí)傳動(dòng)的目的。當(dāng)構(gòu)件(1)為主動(dòng)件，旋轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件(3)為從動(dòng)件，構(gòu)件(3)受外載不動(dòng)，構(gòu)件(2)受移動(dòng)副C的構(gòu)件(3)的制約，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺旋副B的作用下，作軸向移動(dòng)，移至螺桿端部與構(gòu)件(4)的牙嵌嚙合，從而使構(gòu)件(3)與構(gòu)件(2)、(4)、(1)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到延時(shí)傳動(dòng)的目的。
當(dāng)構(gòu)件(3)為主動(dòng)件時(shí)，構(gòu)件(3)可兼作繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體；當(dāng)構(gòu)件(1)為主動(dòng)件時(shí)，繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體與構(gòu)件(1)外靜聯(lián)接。
由轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能T＝ 1/2 JZω2可知本機(jī)械具有確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的機(jī)構(gòu)及裝置，指的是具有確定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體，給定一個(gè)轉(zhuǎn)速ω，轉(zhuǎn)動(dòng)剛體就有一個(gè)確定的動(dòng)能；具有可調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體，給定一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ，給定一個(gè)轉(zhuǎn)速ω，轉(zhuǎn)動(dòng)剛體就有一個(gè)確定的動(dòng)能；具有調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置，調(diào)定一個(gè)轉(zhuǎn)速ω，給定一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ，就能確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能。
調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置種類很多，有機(jī)械的、電氣的、電磁的、液壓的、氣動(dòng)的、電液的、氣液的、機(jī)電的、等等，所說的調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置包括相應(yīng)的控制系統(tǒng)。
可調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體有一種比較實(shí)用的結(jié)構(gòu)是在轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的園周上分布著對旋轉(zhuǎn)軸線平衡的n個(gè)可拆卸的配量剛體。
在動(dòng)力源與轉(zhuǎn)動(dòng)剛體之間設(shè)置安全離合器，尤以球塞安全離合器為佳。其目的有二個(gè)其一，過載保護(hù)動(dòng)力源；其二，離合器給出的扭矩用來克服螺栓副的螺紋摩擦力矩及螺栓、螺母端面摩擦力矩，消除螺栓副擰緊前的各種因素，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)化為螺栓副擰緊時(shí)的變形位能，獲得準(zhǔn)確的螺栓副擰緊力。
螺栓副扳機(jī)可以通過主軸箱，多軸輸出，即多個(gè)扳手輸出轉(zhuǎn)矩。
以上述及的螺栓副扳機(jī)可以與各種機(jī)架、小車組成各種、用于不同場合的螺栓副扳機(jī)。
本發(fā)明假設(shè)螺栓副擰緊過程遵循繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能定理T2－T1＝A1＋A2式中T2－T1為螺栓副扳機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體在擰緊螺栓副過程中的動(dòng)能變化；A1為螺栓副的螺紋摩擦力矩作功，螺栓副端面摩擦力矩作功；A2為螺栓副的變形位能。
通過轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能的調(diào)節(jié)、控制，就能控制螺栓副的擰緊力。由于轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)能的確定比較容易實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)、控制的方法，手段比較成熟，所以本方案容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效果比較好。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的能量控制螺栓副扳機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是
圖1扳機(jī)的延時(shí)接合器(3)的機(jī)構(gòu)圖。
圖3是
圖1扳機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明提出的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明提出的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是主軸箱。
圖1中1、動(dòng)力源2、轉(zhuǎn)動(dòng)剛體3、延時(shí)接合器4、扳手5、調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置6、機(jī)架。
動(dòng)力源(1)通過調(diào)速機(jī)構(gòu)(5)使轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)獲得一定轉(zhuǎn)速，經(jīng)過延時(shí)接合器(3)，聯(lián)接扳手(4)，輸出動(dòng)能，輸出轉(zhuǎn)矩。
圖2是
圖1中的延時(shí)接合器(3)的結(jié)構(gòu)圖，它由螺桿(1)、螺母接合子(2)、簡體(3)、牙嵌套(4)組成。圖2中的筒體(3)即
圖1中的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)，是螺旋延時(shí)接合器的主動(dòng)件。筒體(3)與螺母接合子(2)花鍵聯(lián)接，並組成移動(dòng)副。螺母接合子(2)與螺桿(1)組成螺旋副。筒體(3)、螺母接合子(2)、螺桿(1)組成三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)。螺母接合子(2)的兩端面具有扇形牙嵌，牙嵌套(4)的端面具有扇形牙嵌，牙嵌套(4)與螺桿(1)鍵聯(lián)接，螺桿(1)、螺母接合子(2)、牙嵌套(4)組成牙嵌離合機(jī)構(gòu)。三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)與牙嵌離合機(jī)構(gòu)組合而成螺旋延時(shí)接合器。
當(dāng)筒體(3)旋轉(zhuǎn)，螺桿(1)遇載受阻不動(dòng)，螺母接合子(2)在筒體(3)的帶動(dòng)下，同時(shí)在螺桿(1)上旋轉(zhuǎn)，並移著筒體(3)的花鍵軸向移動(dòng)。螺母接合子(2)旋至螺桿端部，與牙嵌套(4)的扇形牙嵌嚙合，螺桿(1)克服外載而轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖3是
圖1中轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)的一種結(jié)構(gòu)圖，在轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)的園周上分布著對旋轉(zhuǎn)軸線平衡的n個(gè)可拆卸的配量園柱體(1)，根據(jù)實(shí)際需要增減園柱體，從而使轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(2)獲得需要的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
圖4又是一個(gè)實(shí)施例，它由調(diào)速裝置(1)、動(dòng)力源(2)、球塞安全離合器(3)、轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(4)、螺母接合子(5)、牙嵌套(6)、螺桿(7)、扳手(8)、機(jī)架(9)組成。
調(diào)速裝置(1)可以在動(dòng)力源(2)的輸入端進(jìn)行調(diào)速、控制，也可以在動(dòng)力源(2)的輸出端進(jìn)行調(diào)速、控制。動(dòng)力經(jīng)過球塞安全離合器(3)傳動(dòng)給轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(4)，由轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(4)、螺母接合子(5)、螺桿(7)組成三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)，由螺母接合子(5)、螺桿(7)、牙嵌套(6)組成牙嵌離合機(jī)構(gòu)，三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)與牙嵌離合機(jī)構(gòu)組合成螺旋延時(shí)接合器。螺桿(7)的端部與扳手(8)聯(lián)接，由扳手(8)拆裝螺栓、螺母。
圖5又是一個(gè)實(shí)施例，它由動(dòng)力源(1)、調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置(2)、機(jī)架(3)、轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(4)、延時(shí)接合器(5)、扳手(6)組成，它與
圖1實(shí)施例不同的是轉(zhuǎn)動(dòng)剛體(4)與延時(shí)接合器(5)的螺桿外靜聯(lián)接。
圖6所示是一個(gè)主軸箱代替
圖1中的扳手(4)、圖(4)中的扳手(8)、圖5中的扳手(6)，可以對多個(gè)螺栓副進(jìn)行同時(shí)拆裝。
權(quán)利要求1.一種用于螺栓、螺母拆裝，特別是能控制螺栓副擰緊力的扳機(jī)，它由動(dòng)力源，繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體及扳手組成，其特征是在轉(zhuǎn)動(dòng)剛體與扳手之間設(shè)置延時(shí)接合器，并由延時(shí)接合器聯(lián)接轉(zhuǎn)動(dòng)剛體和扳手；本機(jī)械具有確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的機(jī)構(gòu)及裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的扳機(jī)，其特征是該延時(shí)接合器為螺旋延時(shí)接合器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的扳機(jī)，其特征是由三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)與牙嵌離合機(jī)構(gòu)組成螺旋延時(shí)接合器。
4.如權(quán)利要求1或3所述的扳機(jī)，其特征是螺桿與螺母組成螺旋副、螺桿與筒體組成回轉(zhuǎn)副、螺母與筒體組成移動(dòng)副的三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)，螺桿、螺母及牙嵌套組成牙嵌離合機(jī)構(gòu)，三構(gòu)件螺旋機(jī)構(gòu)與牙嵌離合機(jī)構(gòu)組成螺旋延時(shí)接合器。
5.如權(quán)利要求1所述的扳機(jī)，其特征是具有確定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的或可調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體。
6.如權(quán)利要求1或3所述的扳機(jī)，其特征是在轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的園周上分布著對旋轉(zhuǎn)軸線平衡的n個(gè)可拆卸的配量剛體。
7.如權(quán)利要求1所述的扳機(jī)，其特征是本扳機(jī)具有確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的調(diào)速機(jī)構(gòu)或調(diào)速裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的扳機(jī)，其特征是本扳機(jī)在動(dòng)力源與轉(zhuǎn)動(dòng)剛體之間設(shè)置安全離合器。
9.如權(quán)利要求1或8所述的扳機(jī)，其特征是本扳機(jī)所設(shè)置的安全離合器為球塞安全離合器。
10.如權(quán)利要求1所述的扳機(jī)，其特征是本扳機(jī)可以通過主軸箱，多軸輸出多個(gè)扳手輸出轉(zhuǎn)矩。
專利摘要一種用于螺栓、螺母拆裝，特別是能控制螺栓副擰緊力的扳機(jī)，它是由動(dòng)力源，繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體及扳手組成，轉(zhuǎn)動(dòng)剛體與扳手由延時(shí)接合器聯(lián)接，本扳機(jī)通過對轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的調(diào)節(jié)和控制，從而獲得螺栓副擰緊力的目的。由于確定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能的機(jī)構(gòu)或裝置比較容易實(shí)現(xiàn)，所以本扳機(jī)有好的工業(yè)應(yīng)用性，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號B25B21/00GK2117236SQ92206848
公開日1992年9月30日 申請日期1992年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月5日
發(fā)明者楊光華 申請人:楊光華