CN101505913B - 用于上紧螺杆的装置 - Google Patents

Abstract

用于上紧平行的螺杆的装置(1)，包含能够施加轴向拉力的多个调节器(4，5)，每个调节器(4，5)同拉杆(19)联结用于把轴向拉力传送到所述螺杆之一的一端，下部冠部(3)和上部冠部(2)是同轴的，多个下部液压室形成在所述下部冠部(3)中，多个上部液压室形成在所述上部冠部(2)中，环形驱动柱塞(14)被布置在每个液压室(15)中，一个布置在下部液压室中而另一个布置在上部液压室中的两个邻近柱塞(14)的轴间距小于所述柱塞(14)的直径。

Description

用于上紧螺杆的装置

技术领域

本发明涉及在把螺杆锁定就位之前上紧螺杆的领域，具体地说，涉及通过螺母能被锁定就位的螺杆。

背景技术

通过施加上紧力矩可实现所述上紧。然而，该方法具有某些缺点。更确切地说，由于摩擦力连续变化并且实际上不能以足够精确的方式确定该摩擦力，所以与同样的上紧力矩相等的实际轴向预拉伸力变化很大并且很难估计。而且残余扭曲应力，其也是可变的并且一旦被上紧就保持在所述螺杆中，增加了螺杆中的应力的一般水平。最终，通过力矩上紧方法产生的高摩擦力会使所述螺杆和螺母的螺纹区域的表面以及所述螺母和支承结构之间的接触面的质量变差。

文献FR 2,841,304公开了一种用于通过施加轴向拉力、上紧螺母和释放轴向拉力而预拉伸螺杆的装置。环形支承板支承周向分布的六个装置。

文献FR 2,860,746公开了一种用于经由环形上紧调节器定位螺纹孔中的螺杆的装置。上紧调节器可布置在不同高度的环上以便能把所述螺杆布置成周向彼此邻近以及能实现同时上紧。该装置在把螺栓固定到核反应堆槽的盖子的领域中是比较满意的。

发明内容

本申请人旨在使所述螺杆更加靠近在一起同时减小它们的尺寸。这不但能增加组件的刚性而且能减小所述组件的外形尺寸，这会在经济方面构成重要的因素。因此本发明的目的是实现所述螺杆的同时上紧从而被弄在一起，该上紧方法一方面允许更加精确地上紧每个螺杆，另一方面允许显著改进所有螺杆之间上紧程度的均匀性。这两个因素会增加有关螺栓组件的特性的安全性，因此为工程和设计部门提供了更大自由度用于优化所述尺寸。而且，通过其快速实现，操作时间大大减小，该方法在经济方面是一个很重要的因素。

为了快速操作以及同时和均匀地上紧多个螺杆，本发明的目的是要提供一种适合于上紧彼此邻近的螺杆的装置。

用于上紧平行的螺杆的装置包含能够施加轴向拉力的多个调节器。每个调节器同拉杆联结用于把所述轴向拉力传送到所述螺杆之一的一端。所述装置包含同轴的下部冠部和上部冠部。多个下部液压室形成在所述下部冠部中，多个上部液压室形成在所述上部冠部中。环形驱动柱塞被布置在每个液压室中。一个布置在下部液压室中而另一个布置在上部液压室中的两个邻近柱塞的轴间距小于所述柱塞的直径。

在一个实施例中，用于通过拉杆的孔形成在两个邻近下部液压室之间的下部冠部中，用于通过拉杆的孔形成在两个邻近上部液压室之间的上部冠部中、所述孔的直径小于所述柱塞直径的75％，优选地小于所述柱塞直径的65％。

在一个实施例中，所述下部液压室开口于所述下部冠部的顶面并且至少部分地由所述上部冠部密封。

在一个实施例中，所述上部液压室开口于所述上部冠部的顶面并且被盖子至少部分密封住。一系列的盖子可由盖住所述上部冠部的所有柱塞和复位弹簧的单个环形部件组成。

在一个实施例中，液压管形成在所述下部冠部中用于向所述下部液压室供给，液压管形成在所述上部冠部中用于向所述上部液压室供给。通过做出两个彼此连通并与液压室连通的孔而获得所述液压室。由于制造的原因，所述两个孔可形成于冠部的外表面，然后在所述冠部的外表面附近设置有插头以允许在两个液压室之间保持连通同时防止泄漏。一个或者两个孔可设置有连接分支以便把压缩液压流体供给到相关冠部的室的组件。

在一个实施例中，所述装置包含套管用于传送每个下部液压室的柱塞和相应拉杆之间的推力。所述套管可被径向地布置在所述拉杆和所述冠部之间，并轴向地布置在所述柱塞和所述拉杆上端之间，例如设置有螺母。

在一个实施例中，所述装置包含多个支承元件，这些支承元件被布置在所述下部冠部之下围绕每个螺杆的一端并被设置成依靠在支承表面上。一个支承元件可设置有用于旋转所述螺杆上的螺母以便上紧所述螺母的设备，例如，以允许工具通过的侧部开口的形式。一个支承元件可设置有插接口从而与所述螺母合作，并在其外部表面上被加齿从而与驱动齿轮啮合，从而上紧所述螺母。

在一个实施例中，所述装置包含支承环，该支承环被布置在所述下部冠部之下，围绕所述螺杆的端部，并被设置成依靠支承表面。所述支承环能减少所使用的元件的数量并因此节省时间。

在一个实施例中，所述装置包含用于旋转驱动布置在所述螺杆的一端上的螺母的机构。

在一个实施例中，用于旋转驱动的机构包含力矩限制器。因此会完美地控制所述上紧力矩并会进一步改进所述螺杆预拉伸的精确度和均匀性。

在一个实施例中，用于旋转驱动的机构能够驱动多个螺母。用于旋转驱动的机构可包含多个力矩限制子组件，每个子组件驱动一个螺母。通过设置有齿的环或者摩擦装置，所述力矩限制子组件会被同时旋转驱动。因此，提供了同时控制上紧所述螺母，因此在组装时间和控制上收获较大。

在一个实施例中，拉杆包含细长的主体和被拧到该螺杆的上端的反作用螺母，所述反作用螺母支承所述柱塞或套管用于传送推力。拉杆下端与螺杆接合，所述细长的主体穿过下部和外部冠部。

所述装置很适合于把盖子固定到大尺寸的锅炉和环，特别是大直径的支承座圈，例如公开于文献FR2,677,719中的那种类型。大直径的支承件可被用在风力涡轮机中以支承旋转吊舱、旋转毂或甚至枢转叶片。

由于本发明，通过螺杆、双头螺栓或螺栓可快速而又可靠地固定环形部件。

附图说明

通过研究几个实施例的详细描述将会更好的理解本发明，其中所述实施例是通过非限制性的例子给出的并通过所述附图被图示，其中：

图1是根据实施例的装置的透视图；

图2是图1的装置的轴向部分的半视图；

图3是图1的装置的轴向部分的另一半视图；

图4是从图1的装置的上部冠部之上看到的视图；

图5是图1的装置的下部冠部的透视图；

图6是从图1的装置的支承元件之上看到的视图。

具体实施方式

如图1所示，液压上紧冠部1包含上部冠部2、下部冠部3、多个第一调节器4和多个第二调节器5。所述冠部2、3是同心和叠置的，上部冠部2的下表面与下部冠部3的上表面接触。第一调节器4和第二调节器5被周向交替布置在冠部2、3内，并在所述冠部2、3的内边和外边之间基本等距。调节器4和5彼此平行并平行于冠部2和3的轴。

可选择地，上紧冠部1设置有多个支承元件6，更详细地示于图6中，并与用于旋转驱动的机构7关联。

更详细地参见图4和5，上、下部冠部2、3具有彼此相似甚至相同的结构。上部冠部2具有平行的上面和下面。多个直径相同的第一孔8和多个第二孔9从一个面到另一个面形成在上部冠部2中。第一孔8和第二孔9周向交替。第二孔9具有基本位于上部冠部2的上半部的台肩10。因此第二孔9具有较大直径的上部9a和基本与第一孔8的直径相同的较小直径的下部9b。台肩10平行于所述冠部的上、下面。孔8和9平行于上部冠部2的轴。

下部冠部3包含同所述上部冠部2的第二孔9的结构相似的多个第一孔11、同所述上部冠部2的第一孔8的结构相似的多个第二孔12。第一孔11具有较大直径的上部11a和由台肩13连接的较小直径的下部11b。

在图2中，更详细地图示的是被布置在上部冠部2的第二孔9和下部冠部3的第二孔12中的第二调节器5的结构。

第二调节器5包含环形柱塞14，该柱塞14具有以套管14a形式在其孔附近轴向延伸的部分以及以径向凸缘14b形式径向朝外部延伸的部分。柱塞14在相当程度上布置在上部冠部2的第二孔9的上部9a中，并稍微地凸入到孔9的下部9b且超过上部冠部2的上表面。柱塞14和冠部2形成在台肩10和径向部分14b之间的边界处的环形液压室15。弹簧16布置在围绕套管14a的径向部分14b的上表面上。盖子17被固定在上部冠部2的上表面上并接触与径向部分14b相对的弹簧16的端部，同时具有套管14a的中心通道。在一个实施例中，所述上部冠部的一系列盖子17包括盖住所有柱塞和复位弹簧16的单个环形件。

第二调节器5还包含反作用螺母18和拉杆19。拉杆19是以布置在柱塞14的孔内的轴向延伸杆的形式，并且进入下部冠部3的第二孔12，同时在一端凸起超过柱塞14和盖子17并在相对端超过下部冠部3的下表面。拉杆19在其下端包含螺纹孔19a，该螺纹孔19a能通过被拧紧而与要被上紧的螺杆接合，以及在其上端包含螺纹部分19b和驱动部分19c，例如，高于所述螺纹部分19的驱动方形部分或者驱动六边形部分。反作用螺母18被拧到拉杆19的螺纹部分19b上并接触柱塞14的管套14a的上端的径向环形表面。

因此，在图2中被表示在静止位置的柱塞14能向上驱动反作用螺母18，随后驱动拉杆19。通过盖子17和柱塞14之间的弹簧16施加的力可返回到静止位置。由于第二孔12直径较小，即显著小于上部冠部2的第二孔9的较大直径9a的上部和液压室的直径，拉杆19穿过占据所述下部冠部3的很小周向空间的下部冠部3。

除了用于传送力20的套管被插入柱塞14的上端和反作用螺母18之间之外，调节器4具有与调节器5相似的结构。套管20的长度可基本等于上部冠部2的高度。柱塞14被基本布置在下部冠部3的第一孔11的较大直径11a的部分中，以及向下凸入到下部冠部3的第一孔11的较小直径11b的部分以及凸入到上部冠部2的第一孔8中的柱塞14的套管14a的部分中。弹簧16被布置在柱塞14的径向部分14b和上部冠部2的径向表面之间。上部冠部2的第一孔8具有足以允许使形成柱塞14的套管14a的部分通过的直径。因此第一孔8的直径可稍大于下部冠部3的第二孔12的直径。

在如图3所示的实施例中，注意到上部冠部2设置有直径稍大的孔8的入口点21，其中容纳有弹簧16的一部分。另外，可设置有第一圆柱孔8。同样，下部冠部3的第一孔11的较小直径11b的下部在其下部面上具有提供了更大直径的入口点22。入口点22允许更容易地定位如图1和6所示的支承元件6。

这可从图4和5中观察到，将第一孔8从上部冠部2中的第二孔9的较大直径9a的部分分开并将第一孔11的上部11a从下部冠部3中的第二孔12分开的周向空间很小，因此能够把大量的调节器4和5安装到冠部2和3上并能施加很大的、分布很好的力。

有利地是，上紧冠部1的调节器4和5的组件的液压室15由形成在冠部2和3中的液压管连接，导致从所有的液压室15同时供应液压流体，以及能够使所有的调节器施加相同的力，以及能够使布置在环中的大量螺杆经受相同的抗拉预拉伸，例如螺杆用于固定较大直径的旋转支承座圈。冠部2和3与各自的柱塞14一起形成调节器4和5的圆筒。冠部2和3提供很高的强度和刚度，同时允许上紧大量的螺杆，一方面，这能够增加要在相同直径的装置上被上紧的螺杆的数量，从而改进上紧性，另一方面，在单个运动中形成拉伸，所有螺杆同时处于拉伸状态，这确保了非常可靠的拉伸以及因此优良的机械特性，特别是在较大直径的支承件的寿命方面，或者甚至在盖子例如锅炉盖的密封件方面。

支承元件6，在图1和6中是可见的，被布置在下部冠部3的下表面和要被上紧的装置的上表面之间。支承元件6包含结构足够结实的套管以抵抗由于被引入到液压室15中的加压液压流体的压缩。支承元件6具有由两个基本径直相对的扁平部分6c截断的圆形孔6a和圆形外表面6b。有利地是，下部冠部3的孔11和12的下部入口点22的直径稍大于支承元件6的直径。

优选地，入口点22还设置有两个扁平部分，未示出，基本相对于支承元件6的扁平部分6c以允许支承元件6相对于下部冠部3被定向以及阻止支承元件6相对于所述下部冠部3旋转。如此，如图1所示，便于把驱动机构7定位成朝向冠部1的内部。从圆柱形表面6b，孔23形成在支承元件6的壁中，在其下端附近。驱动机构7被部分地布置在所述孔23中。

驱动机构7可被固定到支承元件6，并包含板24，该板24支承相互接合并被提供以驱动螺杆的锁紧螺母的两个齿轮25和26，在所述图中是不可见的，因为它被支承元件6盖住。所述锁紧螺母可具有外齿或甚至外部多边形表面，在该多边形表面上布置环形界面，该环形界面具有对应的多边形内部表面和外齿用于与所述齿轮26啮合。驱动机构7被布置成向上紧冠部1的内部凸起，因此例如可以大直径的与所述齿轮25啮合的中空齿轮的形式或者甚至以从一个机构7到另一个机构被移动的分离驱动装置的形式被联动装置同时或非同时驱动以便确保它所接触的表面上的螺母的上紧力矩较小。

由于本发明，可以实现同时上紧所述轴线被更加集中在一起的大量螺杆，因此能增加螺杆的数量，这对要被上紧的部件的强度和特性是特别有利的。这还允许减小所述组件的尺寸，这对工程和设计部门按照他们的期望减少重量和材料是非常有用的。在所述拉紧之后立即优选地以自动方式同时或者顺序实现与所述拉杆相结合的螺母的上紧。之后，释放由调节器4和5施加的拉力。然后，通过使用方形钻头驱动装置19c旋转而使拉杆19松开。上紧冠部1然后被去除，然后是支承元件6。

在改型中，支承元件6被彼此连接，因此形成整体的支承环，该支承环已被预先布置在所述支承环1上。在安装支承环1的过程中，首先，定位支承元件6，或者支承环把支承元件6集中在一起，然后定位夹紧环1。随后，拉杆19被旋转设置，从而接合要被拉紧的螺杆的上端，然后，向所述液压回路供应液压流体，导致柱塞14向上移动，反作用螺母18和拉杆19确保上紧将要被上紧的螺杆。

Claims (13)

1.一种用于上紧平行的螺杆的装置(1)，包含：能够施加轴向拉力的多个调节器(4，5)，每个调节器(4，5)同拉杆(19)联结用于把轴向拉力传送到所述螺杆之一的一端，其特征在于，它包含同轴的下部冠部(3)和上部冠部(2)，多个下部液压室形成在所述下部冠部中，多个上部液压室形成在所述上部冠部中，环形驱动柱塞(14)被布置在每个液压室(15)中，一个布置在下部液压室中而另一个布置在上部液压室中的两个邻近柱塞的轴间距小于所述柱塞的直径。

2.如权利要求1所述的装置，其中，用于通过拉杆(19)的第二孔(12)形成在两个邻近下部液压室之间的下部冠部(3)中，用于通过拉杆的第一孔(8)形成在两个邻近上部液压室之间的上部冠部(2)中。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述下部液压室开口于所述下部冠部(3)的上面并且被所述上部冠部(2)至少部分密封住。

4.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述上部液压室开口于所述上部冠部(2)的上面并且被盖子(17)至少部分密封住。

5.如权利要求4所述的装置，其中，一系列的盖子(17)包括盖住所述上部冠部的所有柱塞和复位弹簧的单个环形部件。

6.如权利要求1所述的装置，其中，液压管形成在所述下部冠部(3)中用于向所述下部液压室供给液压流体，液压管形成在所述上部冠部(2)中用于向所述上部液压室供给液压流体。

7.如权利要求1所述的装置，包含套管(20)，其用于在每个下部液压室的柱塞(14)和相应拉杆(19)之间传送推力。

8.如权利要求1所述的装置，包含多个支承元件(6)，这些支承元件(6)被布置在所述下部冠部(3)之下围绕每个螺杆的一端并被设置成依靠在一机械部件的表面上。

9.如权利要求1所述的装置，包含支承环，该支承环被布置在所述下部冠部之下，围绕所述螺杆的端部，并被设置成依靠一机械部件的表面。

10.如权利要求1所述的装置，包含机构(7)，其用于旋转驱动布置在所述螺杆的一端上的螺母。

11.如权利要求10所述的装置，其中，用于旋转驱动的机构包含力矩限制器。

12.如权利要求10或11所述的装置，其中，用于旋转驱动的机构能够驱动多个螺母。

13.如权利要求1所述的装置，其中，拉杆(19)包含细长的主体和被拧到该螺杆的上端的反作用螺母(18)，所述反作用螺母(18)支承所述柱塞或套管用于传送推力。

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