CN101265926A - 液压扳手多功能泵站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压扳手多功能泵站，高压柱塞泵通过电机，联轴器和防震垫联结泵出高压油供给系统，控制开关的压力继电器、测压接头相连；测压接头另一接头与测压软管相连，测压软管连接压力表用于显示当前的压力值；二位二通电磁阀与压力计和流量计相连，流量计通过一次仪表控制开关K2的电子流量计获取该截面的累积流量；流量计的另一端与二位四通电磁换向阀的P口相连，单向阀的另一端与二位四通电磁换向阀的P口相连；液压油缸的无杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀的A口相连，液压油缸的有杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀的B口相连，二位四通电磁换向阀的T口与回油过滤器相连，溢流阀的另一端与回油过滤器相连。

Description

液压扳手多功能泵站

技术领域

本发明涉及一种液压扳手，特别涉及一种液压扳手用泵站。

背景技术

螺栓是冶金、电厂、化工、重型装配、石化设备等中常用而且非常重要的一种零件，很多部分的连接都是通过螺栓进行连接。为了确保连接质量，必须对高强度螺栓拧紧状态予以控制。现今用于控制螺纹拧紧的方法主要有扭矩法、转角法、屈服点法和螺栓身长法等。其中，螺栓伸长法虽然最为准确、可靠，然而实际上很难实现。最常用的方法是扭矩法和转角法。扭矩法是根据扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系所制定的一种方法，这种方法在高强度螺栓使用初期曾广泛采用，至今在国内外仍是主要拧紧方法之一。但因扭矩系数的变化，使螺栓的轴向预紧力有很大误差，所以美国在20世纪40年代开始用转角法研究螺栓伸长和轴向预紧力的关系，并于1960年制定了规范，以后在1962年修订规范时，强调以转角法作为主要拧紧方法。1964年和1974年又对规范进行了修订，使之日臻完善。由于扭矩是一种易测量又易显示的参数，而对于轴向预紧力的测量较为困难。在评定高强度螺栓连接质量时，利用扭矩测量无论对于施工和检验来说都是一个较为实际而且简单的工作。转角法通过转动角度的方法达到控制轴向预紧力的目的，对测试设备要求较高，给检验带来困难。

液压扳手具有输出扭矩大、结构紧凑等优点，对于现在大扭矩情况下已广泛应用于各种螺栓及其它紧固件的安装和拆卸。液压扳手多为棘轮棘爪式，其驱动形式为液压缸的工作方式。中国专利CN1748944A公开了：“多功能液压扳手”；中国专利94223776.5公开了：“液压扳手”等。结构都是液压缸驱动棘轮棘爪，通过棘轮棘爪带动旋转，从而实现安装和拆卸各种螺栓和其它紧固件作用。而以上的液压扳手在进行转角法施工时并不能很好的完成。因此，实现转角法和扭矩法施工是实际使用中应该解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用液压扳手可以同时对扭矩法和转角法施工的要求，而提供一种液压扳手多功能泵站。

本发明的技术方案是：一种液压扳手多功能泵站，包括二位四通电磁换向阀、流量计、电子流量计、压力计、电子压力计、二位二通电磁阀、压力继电器，单向阀，泵，电机，溢流阀、油箱、回油过滤器、控制油路的开启开关、关闭开关、工进开关、回退开关和电器控制电路，其特点是：高压柱塞泵通过电机，联轴器和防震垫联结泵出高压油供给系统，以及通过高压软管与二位二通电磁阀相连，同时与单向阀、溢流阀、控制开关K1的压力继电器、测压接头相连；测压接头另一接头与测压软管相连，测压软管连接压力表用于显示当前的压力值；二位二通电磁阀与压力计和流量计相连，压力计通过一次仪表电子压力计获取该点处的压力值，流量计通过一次仪表控制开关K2的电子流量计获取该截面的累积流量；流量计的另一端与二位四通电磁换向阀的P口相连，单向阀的另一端与二位四通电磁换向阀的P口相连；液压油缸的无杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀的A口相连，液压油缸的有杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀的B口相连，二位四通电磁换向阀的T口与回油过滤器相连，溢流阀的另一端与回油过滤器相连。

电器控制电路包括：开关按钮SB1、关闭按钮SB2、扭矩法按钮SB3、转角法按钮SB4、工进按钮SB5、回退按钮SB6和继电器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KA1、KA2和KA3，常开开关按钮SB1与继电器KM1常开节点并联后与常闭关闭按钮SB2和继电器KM1串联；以下所有电路通过与一个继电器KM1常开节点相串联，常开扭矩法按钮SB3与继电器KM2常开节点并联后与常闭转角法按钮SB4、继电器KM3常闭节点和继电器KM2相串联；常开联动转角法按钮SB4与继电器KM3常开节点并联后与常闭联动扭矩法按钮SB3、继电器KM2常闭节点和继电器KM3相串联；开关K1与继电器KM4常开节点并联后与继电器KM2常开节点和继电器KM4相串联；开关K2与继电器KM5常开节点并联后与继电器KM3常开节点和继电器KM5相串联；常开工进按钮SB5与继电器KM6常开节点并联后与常闭回退按钮SB6、继电器KM7常闭节点和继电器KM6相串联；常开联动回退按钮SB6与继电器KM7常开节点并联后与常闭联动工进按钮SB5、继电器KM6常闭节点和继电器KM7相串联；继电器KM2常开节点与继电器KM4常闭节点相串联后与继电器KM3常开节点与继电器KM5常闭节点相串联的单元相并联后，与电路模块相串联，该电路模块是继电器KM6常开节点串联上一个由继电器KA1和KA3并联的电路单元；继电器KM7常开节点与继电器KA2相串联。

电子流量计当累积流量值达到给定的累积流量设定值后，电子流量计的开关自动断开或连接上，并将数据传送到二次仪表中，用于数据采集。

电子压力计将所获取的油路的压力值传送到二次仪表中，用于数据采集。

本发明的有益效果是：对各种螺栓用扭矩法施工和转角法施工时，可以应用一个液压扳手，实现了一个扳手二种施工的功能要求。实现两种方式的改变并没有通过机械结构的设计来实现，而是应用液压控制回路的设计来实现，通过按钮的操作来执行扭矩法和转角法施工的要求，避免了由于利用较为复杂的机构来实现两种功能的要求，而且机械方式将会增加体积和制造难度高等缺陷。同时，由于本发明中有电子流量计和电子压力计一次和二次仪表，其具有提供信号，以便给施工单位提供在转角法施工时角度与扭矩的关系，为扭矩法和转角法施工的分析提供了重要的数据资料。

附图说明

图1是本发明的液压回路原理图；

图2是本发明的电器控制电路图；

图3是本发明的液压扳手扭矩法和转角法工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

由图1、图2所示，本发明的液压扳手多功能泵站，包括：油箱21用于存储一定量液压油，高压柱塞泵16通过电机19通过联轴器17和防震垫18联结泵出高压油供给系统；高压柱塞泵16通过高压软管11与二位二通电磁阀8相连，同时与单向阀9、溢流阀10、压力继电器12、测压接头15相连，压力继电器12控制一个开关K1；测压接头15另一接头与测压软管14相连，测压软管14连接压力表13用于显示当前的压力值；二位二通电磁阀与压力计6和流量计3相连，压力计6通过一次仪表电子压力计7获取该点处的压力值，流量计3通过一次仪表电子流量计4获取该截面的累积流量，电子流量计4控制一个开关K2；流量计3的另一端与二位四通电磁换向阀2的P口相连，单向阀9的另一端与二位四通电磁换向阀2的P口相连；液压油缸1的无杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀2的A口相连，液压油缸1的有杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀2的B口相连，二位四通电磁换向阀2的T口与回油过滤器20相连，溢流阀10的另一端与回油过滤器20相连。该油路约定如图1所示液压油缸1向右移地为工进方向，向左移动为回退方向。该液压回路保证在工进方向时，使输入到无杆腔的液压油通过压力计6和流量计3，而在回退方向时，使输入到无杆腔的液压油通过单向阀9不通过压力计6和流量计3。

本发明的电器控制电路包括：开关按钮SB1、关闭按钮SB2、扭矩法按钮SB3、转角法按钮SB4、工进按钮SB5、回退按钮SB6和继电器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KA1、KA2和KA3组成，常开开关按钮SB1与继电器KM1常开节点并联后与常闭关闭按钮SB2和继电器KM1串联；以下所有电路通过与一个继电器KM1常开节点相串联，常开扭矩法按钮SB3与继电器KM2常开节点并联后与常闭转角法按钮SB4、继电器KM3常闭节点和继电器KM2相串联；常开联动转角法按钮SB4与继电器KM3常开节点并联后与常闭联动扭矩法按钮SB3、继电器KM2常闭节点和继电器KM3相串联；开关K1与继电器KM4常开节点并联后与继电器KM2常开节点和继电器KM4相串联；开关K2与继电器KM5常开节点并联后与继电器KM3常开节点和继电器KM5相串联；常开工进按钮SB5与继电器KM6常开节点并联后与常闭回退按钮SB6、继电器KM7常闭节点和继电器KM6相串联；常开联动回退按钮SB6与继电器KM7常开节点并联后与常闭联动工进按钮SB5、继电器KM6常闭节点和继电器KM7相串联；继电器KM2常开节点与继电器KM4常闭节点相串联后与继电器KM3常开节点与继电器KM5常闭节点相串联的单元相并联后，与电路模块相串联，该电路模块是继电器KM6常开节点串联上一个由继电器KA1和KA3并联的电路单元；继电器KM7常开节点与继电器KA2相串联。

电子流量计4包括给定设定累积流量值功能、开关功能和数据传输功能，即当累积流量值达到给定的累积流量设定值后，开关自动断开或连接上；通过数据传送功能可以接到二次仪表中，用于数据采集。

电子压力计7包括数据传输功能，即将所获取的油路的压力值可以传送到二次仪表中，用于数据采集。

电器控制电路组件是由一继电器实现控制油路开启和关闭的功能；另二继电器实现对扭矩法施工和转角法施工的切换功能；另一继电器实现对扭矩法的扭矩的控制功能；另一继电器实现对转角法的角度控制功能；另二继电器实现对工进和回退切换功能；另三个控制继电器实现对电磁阀的控制。

本发明的原理为：为了能够解扭矩法和转角法施工问题，根据本发明的方案，二种方法施工的方式采用液压回路控制方式。由图3所示，为液压扳手的基本原理图，主要有液压油缸1，壳体22，旋转部件23组成。当液压油缸1工进方向时，有杆腔的活塞面积为a，由流量Q＝a·l，而l＝2Rsin(θ/2)，即Q＝2aR·sin(θ/2)。即当已知流量时，就可以得到转动部件所得到的角度。在转角法进行施工时，设定输入到工进方向时的总流量，就可以得到所需要的转角值。而液压油路中通过二位二通电磁阀8和单向阀9就可以实现对工进方向的总流量的采集，即工进时电磁铁KA3、电磁铁KA1得电，液压油通过压力计6和流量计3流入到液压油缸1的无杆腔内，执行工进动作。而在回退时电磁铁KA3失电、电磁铁KA2得电，则液压油通过单向阀输入到液压油缸1的无杆腔内，没有通过流量计3和压力计6，所以根据棘轮棘爪式液压扳手的工作原理，在工进时有效的驱动方驱部件，该种设计保证了对工进时的全部流量的采集。同样由于棘轮棘爪式的液压扳手的结构一定，很容易通过液压油缸1、转动部件23通过长度R可以很容易推倒出在液压油在多大的压力下，其转矩为多少，因此，对于扭矩法的设计直接通过一个压力继电器12就可以实现对液压的控制，使其停止在中位上。

实施例

当给定螺栓的施工方式后，可以根据给定施工的参数设定液压回路中的相应参数就可控制到扭矩法对扭矩的要求和转角法对转角的要求。例如用扭矩法施工要求扭矩达到T值。通过给定的扭矩T值可以得到相应的压力p值，设定压力继电器的压力值为p。启动开关按钮SB1，继电器KM1可以持续得电，启动扭矩法按钮SB3，可以保证继电器KM2得电，而继电器KM3失电。此时继电器KM4失电，启动工进按钮SB5，继电器KM6得电，继电器KM7失电，此时继电器KA1、KA3得电，即二位四通电磁换向阀2和二位二通电磁阀8运动，保证电路工进，但系统达到设定的压力后，开关K1闭合，继电器KM4得电，即继电器KA1、KA3失电，则二位四通电磁换向阀2回到中位，液压油缸停止运动，实现了要求的扭矩值。而此时由开关K2所引起的动作，由于继电器KM3失电，而对于继电器KM5不产生任何影响。

如利用转角法施工时，给定施工转角θ，可以通过Q＝2aR·sin(θ/2)转化为对流量的控制，如为q。在电子流量计4上设定该流量值为q。启动转角法按钮，即继电器KM3得电，继电器KM2失电。启动工进按钮，则继电器KM6得电，继电器KM7失电，则继电器KA1、KA3得电，液压油缸1工进。当工进累积流量达到q时，开关K2闭合，继电器KM5得电，即继电器KA1、KA3失电，则二位四通电磁换向阀2回到中位，液压油缸停止运动，实现了要求的转角值。而此时由开关K1所引起的动作，由于继电器KM2失电，而对于继电器KM4不产生任何影响。

由于电子流量计4和电子压力计7具有输出功能，可以通过二次仪表获取在转角法是转角与扭力的实验数据。

虽然本发明仅仅是原理图，但是对于相关领域的技术人员来说，对其进行相关变化和修改，尤其是实物性设计，其在广义上并没有脱离本发明。因此，进行相应的并非本发明的限制，只要在本发明的实质精神范围内，对上述原理的变化、变型和各种不同实物都落在权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种液压扳手多功能泵站，包括二位四通电磁换向阀、流量计、电子流量计、压力计、电子压力计、二位二通电磁阀、压力继电器，单向阀，高压柱塞泵，电机，溢流阀、油箱、回油过滤器、控制油路的开启开关、关闭开关、工进开关、回退开关和电器控制电路，其特征在于，所述高压柱塞泵(16)通过电机(19)，联轴器(17)和防震垫(18)联结泵出高压油供给系统，以及通过高压软管(11)与二位二通电磁阀(8)相连，同时与单向阀(9)、溢流阀(10)、控制开关(K1)的压力继电器(12)、测压接头9150相连；测压接头(15)另一接头与测压软管(14)相连，测压软管(14)连接压力表(13)用于显示当前的压力值；所述二位二通电磁阀与压力计(6)和流量计(3)相连，压力计(6)通过一次仪表电子压力计(7)获取该点处的压力值，流量计(3)通过控制开关(K2)的一次仪表电子流量计(4)获取该截面的累积流量；流量计(3)的另一端与二位四通电磁换向阀(2)的P口相连，单向阀(9)的另一端与二位四通电磁换向阀(2)的P口相连；液压油缸(1)的无杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀(2)的A口相连，液压油缸1的有杆腔端的进油口与二位四通电磁换向阀(2)的B口相连，二位四通电磁换向阀(2)的T口与回油过滤器(20)相连，溢流阀(10)的另一端与回油过滤器(20)相连。

2.根据权利要求1所述的一种液压扳手专用多功能泵站，其特征在于，所述电器控制电路包括：开关按钮(SB1)、关闭按钮(SB2)、扭矩法按钮(SB3)、转角法按钮(SB4)、工进按钮(SB5)、回退按钮(SB6)和继电器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KA1、KA2、KA3)，常开开关按钮(SB1)与继电器(KM1)常开节点并联后与常闭关闭按钮(SB2)和继电器(KM1)串联；以下所有电路通过与一个继电器(KM1)常开节点相串联，常开扭矩法按钮(SB3)与继电器(KM2)常开节点并联后与常闭转角法按钮(SB4)、继电器(KM3)常闭节点和继电器(KM2)相串联；常开联动转角法按钮(SB4)与继电器(KM3)常开节点并联后与常闭联动扭矩法按钮(SB3)、继电器(KM2)常闭节点和继电器(KM3)相串联；开关(K1)与继电器(KM4)常开节点并联后与继电器(KM2)常开节点和继电器(KM4)相串联；开关(K2)与继电器(KM5)常开节点并联后与继电器(KM3)常开节点和继电器(KM5)相串联；常开工进按钮(SB5)与继电器(KM6)常开节点并联后与常闭回退按钮(SB6)、继电器(KM7)常闭节点和继电器(KM6)相串联；常开联动回退按钮(SB6)与继电器(KM7)常开节点并联后与常闭联动工进按钮(SB5)、继电器(KM6)常闭节点和继电器(KM7)相串联；继电器(KM2)常开节点与继电器(KM4)常闭节点相串联后与继电器(KM3)常开节点与继电器(KM5)常闭节点相串联的单元相并联后，与电路模块相串联，该电路模块是继电器(KM6)常开节点串联上一个由继电器(KA1)和继电器(KA3)并联的电路单元；继电器(KM7)常开节点与继电器(KA2)相串联。

3.根据权利要求1所述的一种液压扳手专用多功能泵站，其特征在于，所述电子流量计(4)当累积流量值达到给定的累积流量设定值后，电子流量计的开关自动断开或连接上，并将数据传送运载二次仪表中，用于数据采集。

4.根据权利要求1所述的一种液压扳手专用多功能泵站，其特征在于，所述电子压力计(7)将所获取的油路的压力值传送到二次仪表中，用于数据采集。

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