CN104999400A - 一种锁紧螺母调整工具 - Google Patents

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Abstract

一种锁紧螺母调整工具，包括若干个安装在旋转支架上的卡爪；所述的旋转支架具有中心连杆以及固定在中心连杆一端的交叉支架，中心连杆的另一端固定有用于带动交叉支架旋转的扭矩扳手；所述的卡爪前端为与锁紧螺母卡槽相配的卡头，卡爪尾部套在交叉支架上能够进行滑动，卡爪的尾端面上安装用于锁定卡爪位置的顶丝；所述的卡爪根据锁紧螺母卡槽的直径调整距离，到位之后通过顶丝对位置进行锁定，将组合好的卡爪置于锁紧螺母的卡槽内，通过扭矩扳手实现对锁紧螺母的调整。本发明便于锁紧螺母的拆卸、调整及安装，并且通过扭矩扳手来控制扭矩，能够调整实现支撑轴承的最佳预加载荷，提高轴承的使用寿命。

Description

一种锁紧螺母调整工具
技术领域
本发明属于机械拆装领域，具体涉及一种锁紧螺母调整工具。
背景技术
目前机械设备的传动链上广泛使用锁紧螺母来调整丝杠丝母副、蜗杆蜗轮副等部件支撑轴承的预加载荷，往往设备厂家在设备组装调试时都会针对锁紧螺母的尺寸设计制作专用的调整工具，但是设备出厂交付用户使用时，这些专用工具是不会提供给用户的。因此如果设备在使用期间丝杠丝母副、蜗杆蜗轮副等部件出现故障，一旦需要拆卸分解时，由于用户手中无锁紧螺母的专用拆卸工具，拆卸工作会出现很大的困难。
如果锁紧螺母裸露在设备壳体外部时，可采用勾形扳手进行拆卸，但如果锁紧螺母未裸露在设备壳体外部时，通常采用敲击的方法来拆卸锁紧螺母。这其中就存在两个问题，第一个问题是反复的敲击容易使锁紧螺母损坏，第二个问题是有时候受安装空间的限制，无法进行敲击，这就要求用户必须对锁紧螺母的尺寸进行测量，自行设计一款专用工具用于拆卸、安装、调整锁紧螺母。由于设备种类、型号、厂家的不同，锁紧螺母的尺寸往往也不相同，因此用户就需要针对不同的尺寸设计不同的专用工具，给用户的维护维修工作带来很多麻烦。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种通用的锁紧螺母调整工具，便于锁紧螺母的拆卸、调整及安装，并且通过扭矩扳手来控制扭矩，能够调整实现支撑轴承的最佳预加载荷，提高轴承的使用寿命，从而保证整个机械结构试验的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括若干个安装在旋转支架上的卡爪；所述的旋转支架具有中心连杆以及固定在中心连杆一端的交叉支架，中心连杆的另一端固定有用于带动交叉支架旋转的扭矩扳手；所述的卡爪前端为与锁紧螺母卡槽相配的卡头，卡爪尾部套在交叉支架上能够进行滑动，卡爪的尾端面上安装用于锁定卡爪位置的顶丝；所述的卡爪根据锁紧螺母卡槽的直径调整距离，到位之后通过顶丝对位置进行锁定，将组合好的卡爪置于锁紧螺母的卡槽内，通过扭矩扳手实现对锁紧螺母的调整。
所述的扭矩扳手为内六角扳手，旋转支架的中心连杆上加工有与扭矩扳手配合的外六角棱柱。
所述的交叉支架为凸字形结构柱体组合而成的十字型支架，四个卡爪分别安装在十字型支架的四支短臂上，卡爪的尾部为套在交叉支架上的凸字形滑块，顶丝安装在凸面顶部。
所述的卡爪上开设有用于连接卡爪延长杆的螺栓孔，卡爪延长杆的尾部开设有与卡爪螺栓孔相配合的安装孔，卡爪延长杆的头部开设有用于连接另一支卡爪延长杆的螺栓孔，卡爪延长杆的前端为与卡爪相同的卡头。
所述的卡头为正四棱柱，卡爪及卡爪延长杆选用调质40Cr材料制成，顶丝采用内六角无头螺丝。
所述的扭矩扳手选择力易得公司生产的定值扭矩扳手E0953，旋转力矩为10～60Nm。
所述的旋转支架选用调质45#钢材料制成，交叉支架悬臂长度为60mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：根据查阅资料可知，丝杠支撑轴承预紧力F一般取为F＝(0.33～0.35)Famax，Famax为丝杠的最大轴向载荷，同时通过百分表能够测得轴承的间隙，根据实际情况，如果轴承需要间隙或者过盈量，那么螺母松开或旋紧角度值是：螺母转角＝轴向调整量×360°，通过锁紧螺母的螺距，就能够估算出轴向调整量。本发明的卡爪根据锁紧螺母卡槽的直径调整距离，到位之后通过顶丝对位置进行锁定，将组合好的卡爪置于锁紧螺母的卡槽内，通过扭矩扳手实现对锁紧螺母的松紧调整。本发明便于锁紧螺母的拆卸、安装和调整，还能够利用扭矩扳手在安装调整时提供相关的数据，通过该装置能够实现支撑轴承的最佳预加载荷调整，从而提高轴承的使用寿命。
进一步的，本发明的扭矩扳手为内六角扳手，旋转支架的中心连杆上加工有与扭矩扳手配合的外六角棱柱，扭矩扳手能够根据不同的需求进行更换，扩大了装置的适用范围。
进一步的，本发明通过卡爪延长杆能够对卡爪进行延长，解决了锁紧螺母距离轴头距离过长时调整困难的问题，从而使整个机构的应用范围更广泛。
进一步的，本发明交叉支架悬臂长度为60mm，卡爪最大回转直径能达到130mm，而M100锁紧螺母最大外径为130mm，完全满足常见机械设备中M20～M100锁紧螺母的需要。
附图说明
图1本发明整体结构组成示意图；
图2本发明旋转支架的结构示意图：(a)主视图；(b)A-A剖视图；
图3本发明卡爪的结构示意图：(a)正剖视图；(b)侧视图；
图4本发明卡爪延长杆的结构示意图：(a)正视图；(b)侧视图；
附图中：1.扭矩扳手；2.旋转支架；2-1.中心连杆；2-2.交叉支架；3-卡爪；3-1.卡头；3-2.滑块；4-顶丝；5-卡爪延长杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1-4，本发明包括安装在旋转支架2上的卡爪3，旋转支架2具有中心连杆2-1以及固定在中心连杆2-1一端的交叉支架2-2，中心连杆2-1另一端固定用于带动交叉支架2-2旋转的扭矩扳手1，扭矩扳手1为内六角扳手，旋转支架2的中心连杆2-1上加工有与扭矩扳手1配合的外六角棱柱，卡爪3前端为与锁紧螺母卡槽相配的卡头3-1，卡爪3尾部套在交叉支架2-2上能够滑动，卡爪3的尾端面上安装用于锁定卡爪3位置的顶丝4。交叉支架2-2为凸字形结构柱体组合而成的十字型支架，四个卡爪3分别安装在十字型支架的四支短臂上，卡爪3的尾部为套在交叉支架2-2上的凸字形滑块3-2，顶丝4安装在凸面顶部中心。卡爪3上开设有用于连接卡爪延长杆5的螺栓孔，卡爪延长杆5的尾部开设有与卡爪3螺栓孔相配合的安装孔，卡爪延长杆5的头部开设有用于连接另一支卡爪延长杆5的螺栓孔，卡爪延长杆5的前端为与卡爪3相同的卡头3-1。
本发明的使用方法为：当需要拆卸锁紧螺母时，对锁紧螺母专用调整工具进行组装，将四个卡爪3依次安装到旋转支架2上，根据所拆卸锁紧螺母卡槽的直径来调整卡爪3之间的距离，调整到位之后，用内六角扳手将顶丝4拧紧，保证卡爪3在工作时不会窜动，将组合好的卡爪3置于锁紧螺母的卡槽内，将扭矩扳手1套于旋转支架2顶端的外六角棱柱端头，扳动扭矩扳手1就能够对锁紧螺母进行拆卸了，前提条件是锁紧螺母上的无头螺丝已松开。在某些特殊场合，需要使用卡爪延长杆5才能进行拆卸时，将卡爪延长杆5套于卡爪3前端，调整两个孔的位置，用连接螺栓将卡爪3和卡爪延长杆5连接起来，就能够加长卡爪3的长度，再按照先前所述至方法就能够使用了。
工具的重要技术指标就是使用方便，工作可靠，为了保证锁紧螺母专用调整工具的工作可靠性，需要进行以下设置：
(1)扭矩扳手1的选择：根据查阅精密锁紧螺母样本手册，我们设计范围内M100的锁紧螺母的扭紧力矩最大为35Nm，因此，为了确保扭矩扳手1工作的可靠性，我们选择力易得公司生产的定值扭矩扳手E0953，这款扭矩扳手可提供10～60Nm的力矩，扳手长度为360mm，配13×13mm方头，完全可以满足我们平时工作所需。
(2)旋转支架2材料及尺寸的选择：根据锁紧螺母的扭紧力矩最大为35Nm，设计旋转支架2端部为17mm的外六角棱柱，其根部尺寸为Φ19.6mm，由此进行受力分析计算，旋转支架2根部为最危险截面，根据轴的弯曲应力计算，旋转支架2根部的弯曲应力约为54MPa，查寻资料可知45#钢调质处理后的许用弯曲应力为60MPa，抗拉伸强度为640MPa，弯曲疲劳强度为275MPa，剪切疲劳强度为155MPa，因此，旋转支架的材料就选用45#钢调质处理。
一般机械设备中M20～M100的锁紧螺母应用最为常见，因此，设计旋转支架2的悬臂长度为60mm，这样卡爪3最大的回转直径能达到130mm，而M100的锁紧螺母的最大外径为130mm，完全能够满足平时工作的需要。
(3)卡爪3材料及尺寸的选择：由于本发明主要针对轴向锁紧螺母、径向锁紧螺母、牙腹锁紧螺母几种常见的锁紧螺母，查询锁紧螺母样本手册可知，M20的锁紧螺母槽宽为4mm，为了确保卡爪3端部的强度，我们将卡爪3前端的卡头3-1外形设计为4×4×10mm的正四棱柱，同样，根据锁紧螺母的扭紧力矩最大为35Nm，卡爪3端部为危险断面，根据轴的弯曲应力计算，旋转支架2根部的弯曲应力为约为67.5MPa，查寻资料后可知40Cr调质处理后的许用弯曲应力为70MPa，屈服强度为540MPa，弯曲疲劳强度为355MPa，剪切疲劳强度为200MPa，因此，卡爪3的材料选用40Cr调质处理。
同样，卡爪延长杆5的材料也选择40Cr调质处理，为了确保卡爪3和卡爪连接杆5连接的可靠性，选择性能等级为8.8，抗拉伸强度极限800MPa、屈服极限为640MPa的M6螺栓。
由于顶丝4在卡爪3上主要起到定位作用，不承受扭力，因此选择M5×10的无头螺钉。
本发明的应用范围广泛，可针对常见机械设备中M20～M100的锁紧螺母进行拆卸、安装及调整，卡爪延长杆可对卡爪轴向加长200mm，使得装置能够应用在更多的场合。

Claims (7)

1.一种锁紧螺母调整工具，其特征在于：包括若干个安装在旋转支架(2)上的卡爪(3)；所述的旋转支架(2)具有中心连杆(2-1)以及固定在中心连杆(2-1)一端的交叉支架(2-2)，中心连杆(2-1)的另一端固定有用于带动交叉支架(2-2)旋转的扭矩扳手(1)；所述的卡爪(3)前端为与锁紧螺母卡槽相配的卡头(3-1)，卡爪(3)尾部套在交叉支架(2-2)上能够进行滑动，卡爪(3)的尾端面上安装用于锁定卡爪(3)位置的顶丝(4)；所述的卡爪(3)根据锁紧螺母卡槽的直径调整距离，到位之后通过顶丝(4)对位置进行锁定，将组合好的卡爪(3)置于锁紧螺母的卡槽内，通过扭矩扳手(1)实现对锁紧螺母的调整。
2.根据权利要求1所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的扭矩扳手(1)为内六角扳手，旋转支架(2)的中心连杆(2-1)上加工有与扭矩扳手(1)配合的外六角棱柱。
3.根据权利要求1所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的交叉支架(2-2)为凸字形结构柱体组合而成的十字型支架，四个卡爪(3)分别安装在十字型支架的四支短臂上，卡爪(3)的尾部为套在交叉支架(2-2)上的凸字形滑块(3-2)，顶丝(4)安装在凸面顶部。
4.根据权利要求1所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的卡爪(3)上开设有用于连接卡爪延长杆(5)的螺栓孔，卡爪延长杆(5)的尾部开设有与卡爪(3)螺栓孔相配合的安装孔，卡爪延长杆(5)的头部开设有用于连接另一支卡爪延长杆(5)的螺栓孔，卡爪延长杆(5)的前端为与卡爪(3)相同的卡头(3-1)。
5.根据权利要求4所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的卡头(3-1)为正四棱柱，卡爪(3)及卡爪延长杆(5)选用调质40Cr材料制成，顶丝(4)采用内六角无头螺丝。
6.根据权利要求1所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的扭矩扳手(1)选择力易得公司生产的定值扭矩扳手E0953，旋转力矩为10～60Nm。
7.根据权利要求1所述的锁紧螺母调整工具，其特征在于：所述的旋转支架(2)选用调质45#钢材料制成，交叉支架(2-2)悬臂长度为60mm。
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