新型液壓扭矩扳手的設(shè)計(jì)

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1、新型液壓扭矩扳手的設(shè)計(jì)曾桂英!郭勇’中南大學(xué)機(jī)電學(xué)院!湖南長(zhǎng)沙+!,,-.%摘要!提出了一種液壓驅(qū)動(dòng)的螺紋擰緊扳手的設(shè)計(jì)!利用壓力變送器檢測(cè)油缸的工作壓力!/01來(lái)實(shí)現(xiàn)控制!不但可以精確控制螺紋的預(yù)緊力!大大提高螺紋聯(lián)結(jié)的質(zhì)量!而且可以根據(jù)不同的螺栓大小!設(shè)置與之相適應(yīng)的預(yù)緊力!具有廣泛的適用性$關(guān)鍵詞!液壓扳手&螺紋預(yù)緊&/01控制中圖分類號(hào)!234!+56789文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼!:礎(chǔ)上!從國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)要求及應(yīng)用條件等方!前言面出發(fā)!采用液壓驅(qū)動(dòng)!利用可編程控制器今天!很難找到一個(gè)沒有螺紋聯(lián)接!沒進(jìn)行控制!可以精確控制螺紋預(yù)緊力!應(yīng)用有螺紋緊固的機(jī)器$液壓扭矩扳手是設(shè)備前景廣闊$維修及加工組裝行業(yè)中

2、不可缺少的工具!’液壓扳手的工作原理及結(jié)構(gòu)用來(lái)擰緊各種螺栓!連接既要安全可靠!又設(shè)計(jì)要減小螺栓的過度變形!延長(zhǎng)螺栓的工作壽命!因此!應(yīng)該要求所用的扭矩扳手可以液壓扳手的結(jié)構(gòu)如圖!所示$控制或者顯示扭矩的大小!國(guó)外一些大型該機(jī)構(gòu)由液壓泵驅(qū)動(dòng)!使液壓缸中的或重要設(shè)備都隨機(jī)配備可顯示扭矩的專用活塞桿作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)!帶動(dòng)活塞桿相鉸扳手!從而能精確地控制擰緊螺栓的扭矩接的撥叉!撥叉上裝有棘輪!前進(jìn)時(shí)克服螺值!保證設(shè)備長(zhǎng)期可靠工作$紋預(yù)緊的阻力矩!作用于套筒上!套筒旋轉(zhuǎn)八十年代初!國(guó)外的一些廠商開始研預(yù)裝"拆%螺母&而后退時(shí)!由于棘輪的作制手動(dòng)式液壓扭矩扳手$經(jīng)過近二十年的用!撥叉不帶動(dòng)套筒!幾乎不受阻力

3、矩!使發(fā)展!產(chǎn)品由手動(dòng)式發(fā)展到了自動(dòng)式!技術(shù)螺母朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)!從而實(shí)現(xiàn)螺紋的預(yù)也已相當(dāng)成熟!主要的廠商有"#$%&公司緊作用$等$國(guó)內(nèi)對(duì)液壓扭矩扳手的研究起步較晚!液壓扳手的液壓原理如圖’所示$主要受到高壓技術(shù)的限制!技術(shù)相對(duì)較落(螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力矩的計(jì)算后!目前基本還停留在手動(dòng)式的研究$近兩年來(lái)!國(guó)內(nèi)的一些廠商開始引進(jìn)國(guó)外技術(shù)!螺紋聯(lián)接的擰緊力矩是指達(dá)到所要求生產(chǎn)自動(dòng)產(chǎn)品!但未完全形成國(guó)產(chǎn)化$的預(yù)緊力時(shí)扳手的力矩$本設(shè)計(jì)在參照國(guó)內(nèi)一些手動(dòng)產(chǎn)品的基!)!!*!’)"#$鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具!!""!""##$圖"液壓扳手結(jié)構(gòu)圖"#開口銷!#銷軸$#支撐桿%#液壓缸&#銷軸’#撥叉(#調(diào)節(jié)螺釘)#

4、彈簧固定器*#彈簧"+#傳動(dòng)棘輪""#墊圈"!#螺母套筒矩"$$螺紋公稱直徑!##%#$$預(yù)緊力%$$$擰緊力矩系數(shù)!$值與螺紋聯(lián)接的摩擦面狀態(tài)及螺紋幾何尺寸相關(guān)%預(yù)緊力的大小根據(jù)螺栓受力和聯(lián)接的工作要求決定&一般規(guī)定擰緊螺紋及聯(lián)接件的預(yù)緊力不得大于材料屈服極限!%的$%&&以普通鋼制螺栓為例!根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)!聯(lián)接$的平均值為%’"!標(biāo)準(zhǔn)偏差為%(%)&螺紋預(yù)緊力’&*%(+!%’%圖!液壓原理圖取!%*$%%,-."普通鋼制螺栓(式中!$$扳手的擰緊力矩要求液壓扳手能適用于以下尺寸的螺!!$$螺紋的力矩紋’,"/),0%),0+),1"),1$),)+),+1!"$$被聯(lián)接支承面的端

5、面摩擦力螺栓應(yīng)力截面積計(jì)算公式為’"#鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具!!""!""#!!!)系統(tǒng)的要求(""#"#$%&’()$$*+擰緊力矩%%!&’(方案)%取液壓缸的工作壓力為+!0/取最大螺紋,-+作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)!可,56求得相關(guān)尺寸如下%活塞桿的推力’)!!)’!&-$’4/*/$&’/!&)4$0-%!&/’"&-+./$%&’()!-$*+72!)-0+$-&’/11)!)由’!+!,!,!+(11*!/$-!(//!&/-!)-0+$-&’/!&/.-+!&)(’(&+2圓整!取缸徑為4/11"89)’+(.(/$%!/3)!&)(’(&+!-+!&/.’液壓缸的工作行程與方案&相同!為!&

6、-$’4/!&/’2’1-’11(液壓缸的壁厚%+液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算!"+./0’,!0/!4/方案&%液壓缸的工作壓力選用+!’/)$’>"?.’+./0)$’!&)/.’!0/!4’11,56!取撥叉的有效長(zhǎng)度為&’/11"即有效采用厚壁計(jì)算公式力臂長(zhǎng)度$!活塞桿的推力*為%*!&-3’4/*/3&’/!&)430-%!&/’"72$,>"?@/$++./0!"!#.&)>"?.&$’+./0!)*!+!,!,!0’11+4/&)/@/$+!0/!!#.&)&)/.&$’!0/圓整!取缸徑為(/11"89)’+(:(/$!4/$-11工作行程-!&’/!;<=&+"!)!-’液壓缸的外徑%

7、11所以選用的液壓缸工作行程為-’11,&",#)!!4/#)!4/$-!&4&$)11液壓缸的壁厚%比較發(fā)現(xiàn)%方案)要求的液壓缸內(nèi)徑!"+./0’,!’/!(/)$’>"?:’+./0)3’!&)/:’!’/比方案&的小!但要求的液壓缸壁厚過大!使液壓缸的整體尺寸偏大!工作壓力高"0/!&)3%11,56$!對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的要求也相應(yīng)提高!產(chǎn)液壓缸的外徑%品的成本較高(如果缸筒都采用熱軋+4無(wú),&"