CN106514541B - 一种内燃高精密数显螺栓扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内燃高精密数显螺栓扳手，包括：汽油机、减速机构、换向机构、扭矩调节机构和数显装置；其中：汽油机作为动力源与减速机构相连；减速机构与换向机构相连，减速机构与换向机构用于旋转扭矩的换向与减速；扭矩调节机构与换向机构相连，在换向机构的作用下输出旋转扭矩；数显装置与扭矩调节机构相连，对扭矩调节机构输出的旋转扭矩进行数值显示。本发明能够解决现有技术中扭矩数值显示不直观，操作不方便、不灵活等问题。

Description

一种内燃高精密数显螺栓扳手

本申请要求于2016年12月23日提交中国专利局、申请号为201621432203.9、发明名称为“一种内燃高精密数显螺栓扳手”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及螺栓扳手技术领域，更具体地说，涉及一种内燃高精密数显螺栓扳手。

背景技术

目前，在铁路枕轨、工程建设、矿山等建设和维护时，现有的螺栓扳手存在重量太重、反向扭矩较小、输出转速低、扭矩精度不高、扳手扭矩调节不方便、不准确，调整扭矩数值需要多次调整，调节后需要用单独的手持检测仪器进行验证，扭矩数值显示不直观，操作不方便、不灵活等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内燃高精密数显螺栓扳手，能够解决现有技术中扭矩数值显示不直观，操作不方便、不灵活等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种内燃高精密数显螺栓扳手，包括：汽油机、减速机构、换向机构、扭矩调节机构和数显装置；其中：

所述汽油机作为动力源与所述减速机构相连；

所述减速机构与所述换向机构相连，所述减速机构与所述换向机构用于旋转扭矩的换向与减速；

所述扭矩调节机构与所述换向机构相连，在所述换向机构的作用下输出旋转扭矩；

所述数显装置与所述扭矩调节机构相连，对所述扭矩调节机构输出的旋转扭矩进行数字显示。

优选地，所述减速结构包括：具有三级减速的变速箱；所述汽油机的输出轴与所述变速箱的输入轴刚性连接。

优选地，所述变速箱的箱体为全铝高强度合金。

优选地，所述扭矩调节机构包括：扭矩输出轴和离合器；其中：

所述离合器安装在所述扭矩输出轴上。

优选地，所述离合器为油浸式斜面摩擦四爪离合器。

优选地，所述汽油机的功率为6.5马力。

优选地，所述扭矩调节机构的正向扭矩调整范围为80～400NM，反向扭矩大于1000NM。

优选地，所述换向机构包括：换向操作杆、换向拨叉定位机构、换向盆齿轮、下离合器齿轮和中间齿轮组成；其中：

所述换向操作杆实现正向、反向、中间空载的控制，当按下三方向之一，所述换向拨叉定位机构开始工作，通过所述换向盆齿轮、中间齿轮和下离合器齿轮作用，带动换向轴的转动，来改变扭矩输出轴的旋转方向。

优选地，所述换向拨叉定位机构包括：正向、反向和中间空挡三个档位。

优选地，所述数显装置包括：扭矩传感器和扭矩测试仪数值显示器。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种内燃高精密数显螺栓扳手，通过将汽油机作为动力源与减速机构相连，同时减速机构与换向机构相连，用于旋转扭矩的换向与减速，扭矩调节机构与换向机构相连，在换向机构的作用下输出旋转扭矩，同时还包含与扭矩调节机构相连的数显装置，对扭矩调节机构输出的旋转扭矩进行实时数值显示，解决了现有技术中的扳手扭矩数值显示不直观，操作不方便、不灵活等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明公开的一种内燃高精密数显螺栓扳手实施例1的方结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明公开的一种内燃高精密数显螺栓扳手实施例1的结构示意图，该扳手可以包括：汽油机101、减速机构102、换向机构103、扭矩调节机构104和数显装置105；其中：

汽油机101作为动力源与减速机构102相连；

减速机构102与换向机构103相连，减速机构102与换向机构103用于旋转扭矩的换向与减速；

扭矩调节机构104与换向机构103相连，在换向机构103的作用下输出旋转扭矩；

数显装置105与扭矩调节机构104相连，对扭矩调节机构104输出的旋转扭矩进行数值显示。

在上述实施例中，通过将汽油机101作为动力源与减速机构102相连，同时减速机构102与换向机构103相连，用于旋转扭矩的换向与减速，扭矩调节机构104与换向机构103相连，在换向机构103的作用下输出旋转扭矩，同时还包含与扭矩调节机构104相连的数显装置105，对扭矩调节机构104输出的旋转扭矩进行实时数值显示，解决了现有技术中的扳手扭矩数值显示不直观，操作不方便、不灵活等问题。

具体的，在上述实施例中，内燃高精密数显螺栓扳手利用汽油机作为动力发动机输出旋转扭矩，通过安装在扭矩调节机构上的离合器、减速机构和换向机构实现旋转扭矩的换向于减速，换向于减速后的扭矩由连接轴传递到有蓄力加力装置作用的冲击加力机构上，然后通过套筒对螺栓上的螺帽实现拧紧和旋松作业，重要的是通过小扭矩输入转化为低速大扭矩的输出。

具体的，内燃高精密数显螺栓扳手采用油侵式斜面摩擦四爪离合器，改善上下离合器的润滑条件，减小齿面磨损。减速机构中的变速箱体采用全铝高强度合金铸造成型，改善了变速箱体机械性能，提高了抗冲击性，增加了强度。

本发明采用特别设计的离合结构，现有技术中，同类轨枕螺栓机动扳手离合器多采用两爪式、三爪式，在使用过程中离合器扭矩力小，特别在大扭矩输出时，扭矩精度低，离合器齿面磨损快，使用寿命短。本发明重新设计离合齿面结构参数，采用四爪大扭矩离合器，可增大正、反向输出扭矩，提高扭矩精度，减少齿面磨损，增加离合器使用寿命。在使用时做到同等动力输出条件下正向扭矩输出≥400NM，反向扭矩输出≥1000NM，与市场上现有螺栓扳手相比较，更能满足施工中旋松锈死螺母的要求。

本发明同时能够兼顾大扭矩和高转速，选取功率为6.5马力的汽油机，与之匹配的传动结构传动比更加合适，传动结构适宜度更高。

本发明同时对齿轮和传动轴的结构和生产工艺进行了重新设计。市场内燃扳手反向输出扭矩一般在700NM内，本发明能够超过1000NM，市场内燃扳手输出空载转速在110r/min以内，本发明能够大于150r/min。

本发明同时采用了独特的传动机构，整机传动链设计合理，速比分配适当。一方面考虑了工作套筒转速的合理性，工作转速太高则操作时套筒对位困难，对螺帽的损伤会加大；转速太低时则影响工作效率；另一方面考虑了减速箱的外形轮廓尺寸不能太大，应尽可能减小整机体积和重量，以便减轻现场人员的劳动强度。本发明采用4级传动，优化了传动比，减小齿轮模数和直径，缩小箱体体积使整机重量下降。比较市场同类扳手，本发明的重量≤69Kg，市场扳手为82～90Kg；扭矩精度高(±5％)，市场为(±10％)；输出正反向扭矩大。

具体的，本发明公开的内燃高精密数显螺栓扳手由汽油机、减速机构，其中减速机构包含I、II、III轴、换向机构，其中换向机构包含换向操作杆、换向盆齿轮、换向离合套及换向拨叉、下离合器齿轮、中间齿轮等、扭矩传感器和扭矩测试仪数值显示器组成的数显装置、扭矩调节机构组成。其中，扭矩传感器是用于把测试所得的扭力值转换成电信号的扭矩。这种转换是间接的，分为两个步骤来执行。通过机械的感应，检测的扭矩变形的应变计，而应变计里的应变片变形量转换成电信号。传感器根据输出然后应用算法计算得到的数据再传回扭矩测试仪数值显示器显示。扭矩测试仪数字显示器实现数字显示，数字显示是用来检测传感器的输出信号，并计算到屏幕上显示扭矩值。扳手系统未工作时，汽油机处于怠速状态，此时为空转。当需要进行拧紧和旋松螺栓的工作时，按动控制按钮，离合器合上，扭矩输出工作。本设备通过汽油机输出轴与变速箱输入轴(I轴)刚性连接，将动力传递到变速箱内。变速箱由三级减速，通过换向机构中的盆、角齿换向传动，改变速比的同时将水平旋转运动转换为垂直旋转运动，在圆锥齿轮传动结构(I轴、II轴、III轴作为减速机构，换向机构。上述四环节构成系统传动机构)中设置正反离合套，其中，换向机构中的包括换向操作杆、换向拨叉定位机构、换向盆齿轮、下离合器齿轮和中间齿轮。换向操作杆实现正向、反向、中间空载的控制。当按下三方向之一，换向拨叉定位机构开始工作，通过盆齿轮、中间齿轮和下离合器齿轮作用，带动换向轴的转动来改变输出轴(工作套筒)的旋转方向。换向拨叉定位机构安装在输出轴上设置有正向、反向、中间空挡三个档位。正向拧紧螺栓螺母时，工作套筒输出扭矩大小由弹簧压力、下离合器轴向反作用力、爬升瞬间上离合器与输出轴之间摩擦力来决定。当上、下离合器的啮合面及输出轴与上离合器内花键之间的摩擦系数稳定后，弹簧正压力越大则工作套筒输出扭矩值越大。

本发明提供的内燃高精密数显螺栓扳手主要用于铁路建设维护中的轨枕螺栓的松紧操作，同时可以扩展至桥梁建设、机器人控制、建筑、工程施工等所有需要较强的劳动力来松紧螺栓的场合。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，包括：汽油机、减速机构、换向机构、扭矩调节机构和数显装置；其中：

所述汽油机作为动力源与所述减速机构相连；

所述减速机构与所述换向机构相连，所述减速机构与所述换向机构用于旋转扭矩的换向与减速，所述减速机构包括：具有三级减速的变速箱；所述汽油机的输出轴与所述变速箱的输入轴刚性连接；

所述扭矩调节机构与所述换向机构相连，在所述换向机构的作用下输出旋转扭矩，所述扭矩调节机构包括：扭矩输出轴和离合器，其中，所述离合器安装在所述扭矩输出轴上；

所述换向机构包括：换向操作杆、换向拨叉定位机构、换向盆齿轮、下离合器齿轮和中间齿轮组成，其中，所述换向操作杆实现正向、反向、中间空载的控制，当按下三方向之一，所述换向拨叉定位机构开始工作，通过所述换向盆齿轮、所述中间齿轮和所述下离合器齿轮作用，带动换向轴的转动，来改变所述扭矩输出轴的旋转方向；

所述数显装置与所述扭矩调节机构相连，对所述扭矩调节机构输出的旋转扭矩进行数值显示，所述数显装置包括：扭矩传感器和扭矩测试仪数值显示器；

所述扭矩传感器用于通过检测扭矩变形的应变计感应机械的形变，根据所述应变计中的应变片变形量计算得到电信号，并将所述电信号传至所述扭矩测试仪数值显示器；

所述扭矩测试仪数值显示器用于所述电信号对应的扭矩值的显示；

所述内燃高精密数显螺栓扳手利用所述汽油机作为动力发动机输出旋转扭矩，通过安装在所述扭矩调节机构上的离合器、减速机构和换向机构实现旋转扭矩的换向与减速，换向与减速后的扭矩由连接轴传递到有蓄力加力装置作用的冲击加力机构上，通过所述汽油机的输出轴对螺栓上的螺帽实现拧紧和旋松作业，以使小扭矩输入转化为低速大扭矩的输出；

当正向拧紧所述螺栓上的螺母时，所述汽油机的输出轴输出扭矩大小由弹簧压力、下离合器轴向反作用力、爬升瞬间上离合器与所述汽油机的输出轴之间摩擦力来决定；当所述上离合器和所述下离合器的啮合面及所述汽油机的输出轴与所述上离合器内花键之间的摩擦系数稳定后，所述弹簧的正压力越大则所述汽油机的输出轴输出扭矩值越大。

2.根据权利要求1所述的内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，所述变速箱的箱体为全铝高强度合金。

3.根据权利要求2所述的内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，所述离合器为油浸式斜面摩擦四爪离合器。

4.根据权利要求3所述的内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，所述汽油机的功率为6.5马力。

5.根据权利要求4所述的内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，所述扭矩调节机构的正向扭矩调整范围为80～400NM，反向扭矩大于1000NM。

6.根据权利要求5所述的内燃高精密数显螺栓扳手，其特征在于，所述换向拨叉定位机构包括：正向、反向和中间空挡三个档位。