CN108081185A - 一种扳手以及圆螺母装配方法 - Google Patents

一种扳手以及圆螺母装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种扳手以及圆螺母装配方法，属于圆螺母装配领域。该扳手包括环状扳手头、手柄以及扭矩扳手连接部；环状扳手头具有径向方向上相对设置的内壁和外壁，内壁上周向间隔设置有多个径向向内延伸的凸台，外壁与手柄的一端固定连接，且环状扳手头的中心线与手柄的轴线垂直相交；扭矩扳手连接部突出设置在手柄的侧壁上，扭矩扳手连接部位于手柄的轴线上，扭矩扳手连接部的突出方向与环状扳手头的中心线的延伸方向一致。本发明提供的扳手通过内壁上设置的凸台与圆螺母外周的凹槽配合从而带动圆螺母转动，通过手柄上设置的扭矩扳手连接部，使得扳手可以与扭矩扳手配套使用，能通过扭矩扳手确定圆螺母的拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值。

Description

一种扳手以及圆螺母装配方法
技术领域
本发明涉及圆螺母装配领域，特别涉及一种扳手以及圆螺母装配方法。
背景技术
在机械装配过程中，圆螺母常用于轴端锁紧，一般采用钩头扳手拧紧。但是对于大规格的圆螺母，由于钩头扳手规格有限，所以无法使用标准的钩头扳手拧紧。而且用钩头扳手拧紧圆螺母时，无法测量拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值。
发明内容
为克服相关技术中存在采用钩头扳手无法拧紧大规格圆螺母且无法测量以及判断拧紧力矩是否达到要求值的问题，本发明提供了一种扳手以及圆螺母装配方法。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种扳手，所述扳手包括环状扳手头、手柄以及扭矩扳手连接部；所述环状扳手头具有径向方向上相对设置的内壁和外壁，所述内壁上周向间隔设置有多个径向向内延伸的凸台，所述外壁与所述手柄的一端固定连接，且所述环状扳手头的中心线与所述手柄的轴线垂直相交；所述扭矩扳手连接部突出设置在所述手柄的侧壁上，所述扭矩扳手连接部位于所述手柄的轴线上，所述扭矩扳手连接部的突出方向与所述环状扳手头的中心线的延伸方向一致。
进一步地，所述扭矩扳手连接部设置在所述手柄上远离所述环状扳手头的一端。
进一步地，所述扭矩扳手连接部为六角螺母或十二角螺母。
进一步地，所述扭矩扳手连接部焊接在所述手柄上。
进一步地，所述手柄与所述环状扳手头外壁采用圆角过渡连接。
进一步地，所述多个凸台沿所述环状扳手头周向均匀分布。
具体地，所述凸台的数量为8个。
第二方面，本发明实施例提供一种圆螺母装配方法，包括：将待装配的圆螺母拧在螺纹轴上；用前述第一方面提供的扳手转动所述待装配的圆螺母；将扭矩扳手安装到所述扭矩扳手连接部上，并通过所述扭矩扳手带动所述扳手拧紧所述待装配的圆螺母。
具体地，所述扭矩扳手的设定扭矩值根据以下公式确定：其中，M2为所述扭矩扳手的设定扭矩值，M1为所述待装配的圆螺母的拧紧力矩要求值，L3为所述扭矩扳手手柄上力的作用点到所述扭矩扳手连接部中心的距离，L2为所述扭矩扳手连接部中心到所述待装配的圆螺母中心距离。
第三方面，本发明实施例还提供一种圆螺母装配方法，包括：用第二方面提供的圆螺母装配方法将第一圆螺母拧紧在螺纹轴上；所述第一圆螺母拧紧后，用固定工装扳手固定所述第一圆螺母；用拧紧所述第一圆螺母相同的方法将第二圆螺母紧贴着所述第一圆螺母拧紧在所述螺纹轴上。
本实施例提供的扳手通过环状扳手头内壁上设置的凸台与圆螺母外周的凹槽配合从而带动圆螺母转动，通过手柄上设置的扭矩扳手连接部，使得扳手可以与扭矩扳手配套使用，能通过扭矩扳手确定圆螺母的拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明实施例提供的扳手的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的扳手的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的圆螺母装配方法的流程示意图；
图4为采用图1所示实施例提供的扳手拧紧圆螺母的示意图；
图5为本发明实施例提供的通过扭矩扳手带动扳手拧紧圆螺母的示意图；
图6为本发明实施例提供的采用扭矩扳手带动扳手拧紧圆螺母的力臂示意图；
图7为本发明实施例提供的双圆螺母装配方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的双圆螺母锁紧结构的示意图；
图9为本发明实施例提供的固定工装扳手的使用示意图；
图10为本发明实施例提供的双圆螺母装配方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的扳手的结构示意图，参见图1，扳手1包括环状扳手头11、手柄12以及扭矩扳手连接部13；环状扳手头11具有径向方向上相对设置的内壁112和外壁113，内壁112上周向间隔设置有多个径向向内延伸的凸台111，外壁113与手柄12的一端固定连接，且环状扳手头11的中心线与手柄的轴线垂直相交；扭矩扳手连接部13突出设置在手柄12的侧壁上，扭矩扳手连接部13位于手柄12的轴线上，扭矩扳手连接部13的突出方向与环状扳手头11的中心线的延伸方向一致。
本实施例提供的扳手通过环状扳手头内壁上设置的凸台与圆螺母外周的凹槽配合从而带动圆螺母转动，通过手柄上设置的扭矩扳手连接部，使得扳手可以与扭矩扳手配套使用，能通过扭矩扳手确定圆螺母的拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值。
进一步地，参见图1，扭矩扳手连接部13设置在手柄12上远离环状扳手头11的一端。
本实施例通过将扭矩扳手连接部设置在手柄上远离环状扳手头的一端，增加了力臂长度，使用时更省力；同时也使得可以利用小量程扭矩扳手测量要求大拧紧力矩的圆螺母的拧紧力矩。
进一步地，扭矩扳手连接部13为六角螺母。在其他实施例中，扭矩扳手连接部还可以为十二角螺母，图2为本发明另一实施例提供的扳手的结构示意图，参见图2，扳手包括环状扳手头21、手柄22以及扭矩扳手连接部23，其中扭矩扳手连接部23为十二角螺母。需要注意的是，本实施例不用来限定扭矩扳手连接部结构，扭矩扳手连接部还可以根据实际使用的扭矩扳手套筒内环面形状选用其他形状螺母。
由于常用扭矩扳手套筒多为六角套筒或十二角套筒，本实施例提供的扳手通过设置扭矩扳手连接部为六角螺母或十二角螺母，易于与扭矩扳手匹配，适用性强。
进一步地，扭矩扳手连接部焊接在手柄上。在其他实施例也可采用其他方式固定，比如扭矩扳手连接部与手柄加工成一体成型结构，或者扭矩扳手连接部与手柄采用螺钉固定连接。
本实施例中通过将扭矩扳手连接部焊接在手柄上，制作工艺简单，成本低。
进一步地，参见图1，手柄12与环状扳手头11的外壁113采用圆角14过渡连接。
本实施例通过手柄与环状扳手头外壁采用圆角过渡连接可以增强环状扳手头与手柄的固定连接强度，同时也可以避免形成尖锐角造成安全隐患。
可选地，环状扳手头11的与手柄12相连接的一侧的壁厚大于未与手柄11相连接的一侧的壁厚，可以进一步提高扳手的整体强度。
进一步地，环状扳手头沿环状扳手头中心线方向上的厚度根据圆螺母的外圆直径和对应的拧紧力矩值确定，最小值为50mm。
本实施例通过设置环状扳手头沿中心线方向上的厚度为60mm，增强了扳手的强度，使得扳手不易弯曲或断裂。
可选地，环状扳手头外壁113为圆弧面。
本实施例通过设置环状扳手头外壁为圆弧面，可以避免形成尖锐角造成安全隐患。
进一步地，参见图1，多个凸台111沿环状扳手头周向均匀分布。
本实施例通过使多个凸台沿环状扳手头周向均匀分布，能使扳手受力更均匀，延长扳手使用寿命，同时实现对圆螺母周向多方位固定，增强圆螺母装配时的可靠性。
进一步地，凸台111的数量为8个。
本实施例通过设置8个凸台，相比常规扳手的4个凸台，在装配大规格圆螺母时更能保证与大规格圆螺母的配合度，增强装配过程中的稳定性。
在其他实施例中，凸台数量可以根据需要设置，参见图2，环状扳手头21的内壁212上设置凸台211数量为4个。
实现时，本实施例的扳手可以采用钢材等金属材料制成。
本发明实施例还提供一种圆螺母装配方法。图3为本发明实施例提供的圆螺母装配方法的流程示意图。参见图3，该圆螺母装配方法包括：
步骤S101，将待装配的圆螺母拧在螺纹轴上。
步骤S102，用扳手转动待装配的圆螺母。
具体地，图4为采用图1所示实施例提供的扳手拧紧圆螺母的示意图，参见图4，将扳手的环状扳手头11套设在待拧紧的圆螺母21上，使得扳手的凸台111卡设在待拧紧的圆螺母21的凹槽211上；然后转动手柄12。
步骤S103，将扭矩扳手安装到扭矩扳手连接部上，并通过扭矩扳手带动扳手拧紧待装配的圆螺母。
具体地，图5为本发明实施例提供的通过扭矩扳手带动扳手拧紧圆螺母的示意图，参见图5，将扭矩扳手3的套筒31套设在扭矩扳手连接部13上，使扭矩扳手手柄32的轴线与扳手手柄12的轴线重合。通过扭矩扳手3带动扳手拧紧待装配的圆螺母21。
本实施例提供的圆螺母装配方法，通过将扭矩扳手安装到扭矩扳手连接部上，并通过扭矩扳手带动扳手拧紧待装配的圆螺母，可以通过扭矩扳手确定圆螺母的拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值。同时由于扭矩扳手的拧紧力矩达到设定扭矩值后，会发出“咔哒”提示音并产生瞬间脱节现象，即扭矩扳手不能继续提供扭力，所以也可避免过度拧紧导致圆螺母滑丝或者扳手因扭力过大而损坏。
具体地，扭矩扳手的设定扭矩值根据以下公式确定：
其中，M2为扭矩扳手的设定扭矩值，M1为待装配的圆螺母的拧紧力矩要求值，L3为扭矩扳手手柄上力的作用点到扭矩扳手连接部中心的距离，L2为扭矩扳手连接部中心到待装配的圆螺母中心距离。
图6为本发明实施例提供的采用扭矩扳手带动扳手拧紧圆螺母的力臂示意图，参见图6，L1为扭矩扳手手柄32上力的作用点4到待装配的圆螺母21的中心距离，L2为扭矩扳手连接部13中心到待装配的圆螺母21中心距离，L3为扭矩扳手手柄32上力的作用点4到扭矩扳手连接部13中心的距离。M1为待装配的圆螺母21拧紧力矩要求值，M2为扭矩扳手的设定扭矩值。根据扭矩公式：M＝FL，其中M为扭矩，F为作用力，L为力臂，即力的作用点到回转中心的垂直距离，可得到：
M1＝FL1；
L1＝L2+L3；
M2＝FL3；
进一步可得到：
本实施例给出了用本发明实施例提供的扳手拧紧待装配的圆螺母时扭矩扳手扭矩的设定扭矩值的计算公式，可以直接应用公式计算出所需的扭矩扳手设定值，方便快速。
参见图6，继续根据扭矩公式：M＝FL，还可以得到，本发明实施例采用扭矩扳手带动扳手拧紧待装配的圆螺母，通过增加了力臂L的长度，减小了需要作用在手柄上的作用力，能达到省力的目的，可以减轻操作者的劳动强度。
同时，由于所以M2<M1，即，扭矩扳手通过设置在扳手上远离环状扳手头的一端的扭矩扳手连接部带动扳手拧紧圆螺母时，扭矩扳手施加在扭矩扳手连接部上的扭矩值小于施加给待装配的圆螺母的扭矩值，即可以实现用小量程扭矩扳手判断拧紧力矩要求值大的待装配圆螺母是否达到扭矩要求值，适用性强；或者实现对于大量程扭矩扳手，只需设置较小的扭矩值，便可以判断拧紧力矩要求值大的待装配圆螺母是否达到扭矩要求值，有利于保护扭矩扳手，增强使用寿命。
目前，圆螺母常用于轴端锁紧，而设备在运行时的振动、冲击等会影响到圆螺母与螺栓之间连接的紧固性。为保证安装的牢固，常见的防松措施为采用双圆螺母锁紧，即在轴端螺栓上拧上两个圆螺母。
为此，本发明实施例还提供一种双圆螺母装配方法，图7为本发明实施例提供的双圆螺母装配方法的流程示意图。参见图7，该双圆螺母装配方法包括：
步骤S201，用图3所示实施例提供的圆螺母装配方法将第一圆螺母拧紧在螺纹轴上。
步骤S202，第一圆螺母拧紧后，用固定工装扳手固定第一圆螺母。
步骤S203，用拧紧第一圆螺母相同的方法将第二圆螺母紧贴着第一圆螺母拧紧在螺纹轴上。
具体地，图8为本发明实施例提供的双圆螺母锁紧结构的示意图，参见图8，轴端壳体51上安装有轴承52，螺纹轴53设置在轴承52上，第一圆螺母61和第二圆螺母62设置在螺纹轴53上。
装配双圆螺母时，先用图3所示实施例提供的圆螺母装配方法将第一圆螺母拧紧在螺纹轴上，具体拧紧方法参照图3所示实施例描述，在此不再赘述。第一圆螺母61拧紧后，用固定工装扳手固定第一圆螺母。图9为本发明实施例提供的固定工装扳手的使用示意图，参见图9，固定工装扳手7上设有凸台711，将固定工装扳手7的凸台711放在第一圆螺母61的凹槽611处。图10为本发明实施例提供的双圆螺母装配方法的示意图，参见图10，第一圆螺母61拧紧后，用固定工装扳手7固定第一圆螺母61，再将扳手1的环状扳手头11套设在第二圆螺母62上，用扳手1转动第二圆螺母62，再将扭矩扳手3套设在扳手1扭矩扳手连接部13上，用扭矩扳手3带动扳手1拧紧第二圆螺母62。
本实施例通过用扭矩扳手带动扳手拧紧圆螺母，再用固定工装扳手固定第一圆螺母，最后再次用扭矩扳手带动扳手拧紧第二圆螺母，可以通过扭矩扳手确定圆螺母的拧紧力矩以及判断拧紧力矩是否达到要求值，从而保证作用在圆螺母上的拧紧力矩达到要求值，同时也可避免过度拧紧导致圆螺母滑丝或者扳手因扭力过大而损坏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扳手，其特征在于，所述扳手包括环状扳手头、手柄以及扭矩扳手连接部；所述环状扳手头具有径向方向上相对设置的内壁和外壁，所述内壁上周向间隔设置有多个径向向内延伸的凸台，所述外壁与所述手柄的一端固定连接，且所述环状扳手头的中心线与所述手柄的轴线垂直相交；所述扭矩扳手连接部突出设置在所述手柄的侧壁上，所述扭矩扳手连接部位于所述手柄的轴线上，所述扭矩扳手连接部的突出方向与所述环状扳手头的中心线的延伸方向一致。
2.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述扭矩扳手连接部设置在所述手柄上远离所述环状扳手头的一端。
3.根据权利要求2所述的扳手，其特征在于，所述扭矩扳手连接部为六角螺母或十二角螺母。
4.根据权利要求3所述的扳手，其特征在于，所述扭矩扳手连接部焊接在所述手柄上。
5.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述手柄与所述环状扳手头外壁采用圆角过渡连接。
6.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述多个凸台沿所述环状扳手头周向均匀分布。
7.根据权利要求1所述的扳手，其特征在于，所述凸台的数量为8个。
8.一种圆螺母装配方法，其特征在于，包括：
将待装配的圆螺母拧在螺纹轴上；
用权利要求1～7任一项所述的扳手转动所述待装配的圆螺母；
将扭矩扳手安装到所述扭矩扳手连接部上，并通过所述扭矩扳手带动所述扳手拧紧所述待装配的圆螺母。
9.根据权利要求8所述的圆螺母装配方法，其特征在于，所述扭矩扳手的设定扭矩值根据以下公式确定：
其中，M2为所述扭矩扳手的设定扭矩值，M1为所述待装配的圆螺母的拧紧力矩要求值，L3为所述扭矩扳手手柄上力的作用点到所述扭矩扳手连接部中心的距离，L2为所述扭矩扳手连接部中心到所述待装配的圆螺母中心距离。
10.一种圆螺母装配方法，其特征在于，包括：
用如权利要求8或9所述的圆螺母装配方法将第一圆螺母拧紧在螺纹轴上；
所述第一圆螺母拧紧后，用固定工装扳手固定所述第一圆螺母；
用拧紧所述第一圆螺母相同的方法将第二圆螺母紧贴着所述第一圆螺母拧紧在所述螺纹轴上。
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