CN105750897A - 一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构 - Google Patents

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张波
傅质彬
王茁
王涛
蔡明智
谢敏燕
李文琦
王大欢
李宁
黄新禹
单雪
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
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    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/067—Bolt tensioners

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Abstract

本发明提供一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构，包括螺栓拉伸器，还包括支撑座底盖、安装在支撑座底盖上端的支撑座顶盖、安装在支撑座底盖端部的液压马达、与液压马达输出端连接的二号轴、安装在二号轴上的二号齿轮、设置在支撑座底盖与支撑座顶盖之间的一号轴、安装在一号轴上的一号齿轮，二号齿轮与一号齿轮啮合，二号轴的端部固连有摇把，所述螺栓拉伸器的支撑座安装在支撑座底盖的另一端，在螺栓拉伸器的目标螺母上设置有复位螺母扳手，且复位螺母扳手位于液压拉伸器的支撑座内，所述复位螺母扳手上设置有齿形结构，所述齿形结构与一号齿轮啮合。本发明可节省人工操作、提高工作效率，可辅助操作者使液压螺栓拉伸器在轴向和周向灵活运动。

Description

一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构
技术领域
本发明涉及连接螺栓的紧固及拆卸作业，尤其涉及一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构，属于海洋装置水下安装领域。
背景技术
近十年来，我国在海洋石油工业方面飞速发展。为了节约成本，就必须要最大化利用旧平台。
随着近些年来中国石油和天然气开采业的迅速发展，特别是中国近海海域的一系列沉积盆地蕴含着丰富的含油气远景，海上油气开采平台建设日益增多。许多新建的油气开采平台几乎都是依托于原有平台的工艺处理和油气集输系统，这就要求在原有基础上铺设相应的海底管道和电缆，而立管和电缆护管的安装以及拆卸一直是技术上的一个难点，许多现有的方法往往不尽如人意，针对这些问题，各种安装方案和管卡设计被不断的提出和探讨，其中管卡螺栓的紧固采用液压拉伸器。
螺栓液压拉伸的预紧是通过液压拉伸器完成的对螺栓的预紧。液压拉伸器是一种非常先进的具有创新性的螺栓预紧和拆卸机器。国内中广核工程有限公司公开了CN2012205969709的一种螺栓拉伸器，可以单个使用，也可以分组进行使用(串联和并联)。多个拉伸器并联使用，非但工作效率高，而且还可以保证多个螺栓承受的预紧力大小几乎是一样的，所以具有比较广泛的实用性和通用性，在各个领域都能用到。
由于工作情况的特殊性，本设计对传统的拉伸器进行了改进。主要特点是复位扳手机构有助于在反复拉伸过程中及时锁紧目标螺母，提高安装效率；通过液压马达运转实现自动回退功能。
发明内容
本发明的目的是为了及时锁紧目标螺母，提高安装效率而提供一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构。
本发明的目的是这样实现的：包括螺栓拉伸器，其特征在于：还包括支撑座底盖、安装在支撑座底盖上端的支撑座顶盖、安装在支撑座底盖端部的液压马达、与液压马达输出端连接的二号轴、安装在二号轴上的二号齿轮、设置在支撑座底盖与支撑座顶盖之间的一号轴、安装在一号轴上的一号齿轮，二号齿轮与一号齿轮啮合，二号轴的端部固连有摇把，所述螺栓拉伸器的支撑座安装在支撑座底盖的另一端，在螺栓拉伸器的目标螺母上设置有复位螺母扳手，且复位螺母扳手位于液压拉伸器的支撑座内，所述复位螺母扳手上设置有齿形结构，所述齿形结构与一号齿轮啮合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可节省人工操作、提高工作效率，使用本紧固装置，可辅助操作者使液压螺栓拉伸器在轴向和周向灵活运动；本发明的复位扳手机构有助于在反复拉伸过程中及时锁紧目标螺母，提高紧固效率；本发明的行程大，一次安装能反复对目标螺杆拉伸张紧，尤其是在对例如背负式卡子紧固件拉紧时。
附图说明
图1是本发明的自动紧固与回退机构的结构示意图；
图2是本发明的螺栓拉伸器与自动回退机构的实际工作装配图；
图3是本发明工作时的俯视图。
图中：1、摇把，2、深沟球轴承618/5，3、支撑座顶盖，4、第二套筒，5、二号齿轮，6、键2x2x8，7、二号轴，8、第三套筒，9、联轴器，10、螺栓M3x20，11、液压马达，12、一号齿轮，13、深沟球轴承618/4，14、第一套筒，15、一号轴，16、弹簧垫圈M5，17、支撑座底盖，18、轴承挡圈，19、螺栓M3x8，20、深沟球轴承61814，21、目标螺母，22、第四套筒，23、复位螺母扳手，24、支撑座，25、密封圈1，26、密封圈2，27、提升螺母，28、活塞，29、油缸，30、一号轴轴承盖，31、螺栓M1.6x3，32、螺栓M3x8，33、螺栓M5x10。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本发明具体安装过程为，首先将拉伸器机构的支撑座24通过螺栓M3x8固定在支撑座底盖17上，支撑座24内部需放置复位螺母扳手23，其与复位螺母扳手23之间存在第四套筒21提供导向作用，第四套筒21与支撑座24内壁间放置两组深沟球轴承20来承受部分径向载荷和轴向载荷。
然后再将支撑座24与油缸29间通过周向分布的螺钉固定，油缸29内部凹槽处放置活塞28，活塞28与提升螺母27之间通过肩部定位，二号轴7与复位螺母扳手23之间通过二号齿轮5和一号齿轮12这一组齿轮副传递运动，液压马达11与二号轴通过联轴器9连接。
具体工作过程为，首先将提升螺母27旋入螺母，直到其与目标螺母21相接触为止，然后输入液压油，控制活塞28向上运动，通过肩部定位，从而带动提升螺母27向上运动，由于提升螺母27已经旋入螺栓且与目标螺母21接触，故带动螺栓和目标螺母21整体向上移动，再通过液压马达11工作带动齿轮副运动，从而复位螺母扳手23旋转，将目标螺母21向下旋入，直至紧固。至此，完成螺栓拉伸器的自动紧固运动，反之运动则实现螺母的回退运动。
本发明的主体结构主要由空心液压缸、提升螺母、支撑座及其底座、复位螺母扳手、摇把、齿轮副等组成。
本发明的摇把与二号轴间通过内部卡槽锁紧带动二号轴旋转，二号轴的另一端同时还通过联轴器与液压马达相连，二号轴与一号轴间通过齿轮副带动旋转，支撑底盖分为两部分，将两轴与其配套的齿轮放置于支撑底盖内部后，支撑底盖的两部分通过螺钉连接固定，两轴端部均通过支撑座顶盖(焖盖)和深沟球轴承密封，而支撑座顶盖(焖盖)与支撑底盖间通过螺钉固定。
本发明需要与现有的拉伸器配合使用，图2左侧是拉伸器的一般机构组成，支撑座底座与支撑座之间通过螺栓连接，支撑座与油缸由侧面螺钉连接，油缸内部空心放置提升螺母，提升螺母与油缸内壁间隙放置活塞；为了保证最后目标螺母在螺栓拉伸过后能顺利靠近基座，再提升螺母下端安置一个复位扳手；为了承受径向和轴向载荷，复位扳手与支撑座内部间放置深沟球轴承，且通过套筒起到导向作用；而复位扳手与液压马达之间通过齿轮副连接，实现自动回退功能。
在工作过程中，它采用定位基座将拉伸器定位，定位后将提升螺母旋入螺栓，直至提升螺母与目标螺母接触，由控制液压缸提升螺母带动螺栓从而达到固定的目的。最后液压马达带动齿轮配合，定位基座内部复位扳手旋转，将目标螺母向金属板旋近，实现自动复位，同时，为了更好的控制旋进速度，也可以采用摇把手动来复位。
本发明主要涉及大型海洋装置中连接螺栓的紧固及拆卸作业，属于海洋装置水下安装领域。具体设计的是其连接的螺栓拉伸器的自动紧固与回退机构，完成自动复位功能，避免传统结构水下拼接、对位、紧固困难问题，降低水下风险，减少水下作业对接工作量，寻求一种轻便连接形式，解决水下安装及拆卸困难的问题。

Claims (1)

1.一种螺栓拉伸器螺母自动紧固与回退机构，包括螺栓拉伸器，其特征在于：还包括支撑座底盖、安装在支撑座底盖上端的支撑座顶盖、安装在支撑座底盖端部的液压马达、与液压马达输出端连接的二号轴、安装在二号轴上的二号齿轮、设置在支撑座底盖与支撑座顶盖之间的一号轴、安装在一号轴上的一号齿轮，二号齿轮与一号齿轮啮合，二号轴的端部固连有摇把，所述螺栓拉伸器的支撑座安装在支撑座底盖的另一端，在螺栓拉伸器的目标螺母上设置有复位螺母扳手，且复位螺母扳手位于液压拉伸器的支撑座内，所述复位螺母扳手上设置有齿形结构，所述齿形结构与一号齿轮啮合。
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