CN108247578A - 大规格螺栓拆卸防旋落专用工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大规格螺栓拆卸防旋落工具，其中，该工具包括壳体和内部旋转组件，其中，所述壳体包括底座(1)和顶盖(5)，以保护内部旋转组件，所述内部旋转组件包括第一定位件(2)、芯轴(3)和第二定位件(4)，使得外部缠绕力得以释放，所述第二定位件(4)设置在顶盖(5)内。本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，结构简单，操作方便，能够有效化解吊索具及螺栓的缠绕，避免惯性缠绕作用力导致螺栓与吊环产生相对位移而脱离。

Description

大规格螺栓拆卸防旋落专用工具

技术领域

本发明涉及起吊工具领域，具体涉及一种大规格螺栓拆卸防旋落专用工具。

背景技术

大规格螺栓是核电、石化装备及大型工程项目中的常用零件，现阶段是装备制造业快速发展时期，零件的规格越来越大，成本也越来越高。然而现有的吊索具难以适应大规格螺栓安装、拆卸过程中的吊转，特别是针对现场问题设计的吊索具更是屈指可数，造成装备及工程项目实施过程中质量问题和安全问题频出，例如：高温气冷堆蒸汽发生器项目中M110、M90每根螺栓重达75公斤，安装过程中螺栓需要竖直从工位吊起进行空中转运，而螺栓端部M24螺纹孔用于与吊环安装，无固定和防旋装置，拆卸过程中为避免螺栓倾倒，坠落及砸伤工件和产生安全问题，安装吊环前螺栓需要预留3～5圈，吊环安装完毕后将螺栓旋出过程中致使吊索具发生缠绕，吊转过程中吊索具会在空中进行反向旋转将绕圈解开，惯性力导致螺栓反复进行正向、反向旋转，导致吊环与螺栓存在脱开而导致工件坠落。

现有的吊索具并无针对大规格螺栓安装、拆卸吊运过程中选装坠落而造成质量问题和安全问题的解决措施，如：常规吊索具在吊运细长工件时无法解决空中旋转问题，对于工件的适应性不强；很难通过吊索具的形式来改变、解决吊索具惯性缠绕问题；对于特殊形状的零部件也缺乏适应性，往往需要平吊至工位，然后在工位上再次竖立，过程中存在磕碰、坠落风险，没有解决螺栓类工件竖直吊运过程中防止惯性选装导致坠落的通用工具。而且，吊索具的使用形式多样，容易出现吊运形式不统一、不标准的现象，影响工作效率和工作质量，还容易出现安全问题和质量问题。

由于上述原因，本发明人认真分析了大规格螺栓安装、拆卸过程中的流程及工序执行中的风险点，结合吊索具基本状况，对专用吊索具技术进行了深入研究、反复论证和工位验证，以便研制出能够解决上述问题的专用工具。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种大规格螺栓拆卸防旋落的工具，该工具包括壳体和内部旋转组件，所述壳体包括底座和顶盖，以保护内部旋转组件，所述内部旋转组件包括依次连接的第一定位件、芯轴和第二定位件，所述芯轴能够自由旋转，使得螺栓拆卸过程中产生的缠绕以及吊索具本身的缠绕得以释放，所述第二定位件设置顶盖内，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

本发明一方面提供了一种大规格螺栓拆卸防旋落工具，其中，该工具包括壳体和内部旋转组件，所述壳体包括底座1和顶盖5，以保护内部旋转组件，所述内部旋转组件包括第一定位件2、芯轴3和第二定位件4，使得外部缠绕力得以释放，所述第二定位件4设置在顶盖5内。

本发明的另一方面提供了一种大规格螺栓的拆卸方法，优选选用上述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其中，该方法包括以下步骤：

步骤1，将底座1与第一定位件2进行装配；

步骤2，将第二定位件4安装至芯轴3的第一凸台一端；

步骤3，将步骤2中组装好的组件与步骤1中组装好的组件装配，使得芯轴3第一凸台的下端面与第一定位件2的上端面紧密贴合；然后将顶盖5装配至芯轴3的第一凸台的外部；

步骤4，旋转顶盖5，使顶盖上端面的通孔与底座上端面的盲孔同心，然后将固定件6底端穿过顶盖5上的通孔，穿入底座1上的盲孔中，进行紧固；

步骤5，将芯轴3的底端通过卸扣与螺栓连接，通过顶盖5上端面的螺纹孔与吊索具的吊环连接，连接完成后进行吊运。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，结构简单，操作方便，有效解决了因吊运过程中工件空中旋转而导致的反复旋转和脱离带来的安全问题和质量问题；

(2)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，可以实现载荷和无载荷状态下的自用转动，避免了吊索具的缠绕及吊运过程中的反复调整姿态，使工件能够从准备工位安全的送达至安装工位，无需再次调整而直接进行安装，提高了工作效率；

(3)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，可以根据实际工况更换不同的吊索具进行使用，更换操作简单，适用性强，适合大规模生产；

(4)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，采用了自找正结构和非安全状态下的保障机构，使得工具处于异常状况下能够保障工件安全，提高了安全性；

(5)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，针对核电、石化装备安装过程中结合面的重要性，进行了优化设计，能够彻底解决旋转、坠落等问题，降低了安装风险和安装成本；

(6)本发明提供的大规格螺栓拆卸防旋落工具，在使用过程中的磨损、磕碰均受外壳保护，提高了其环境适应性。

附图说明

图1示出本发明所述大规格螺栓拆卸防旋落工具的结构分解图；

图2示出本发明所述大规格螺栓拆卸防旋落工具的整体结构示意图；

图3示出本发明所述大规格螺栓拆卸防旋落工具的装配顺序图，其中，

图3a示出本发明所述底座的剖面结构示意图；

图3b示出本发明所述第一定位件的剖面结构示意图；

图3c示出本发明所述芯轴的剖面结构示意图；

图3d示出本发明所述第二定位件的剖面结构示意图；

图3e示出本发明所述顶盖的剖面结构示意图；

图3f示出本发明所述固定件的剖面结构示意图；

图3g示出本发明所述底座与第一定位件装配完成后的组件示意图；

图3h示出本发明所述芯轴与第二定位件装配完成后的组件示意图；

图3i示出本发明所述底座、第一定位件、芯轴及第二定位件装配完成后的组件示意图；

图3j示出图3i中的组件与顶盖装配完成后的组件示意图；

图3k示出图3j中的组件与固定件装配完成后的组件示意图；

图4示出本发明所述芯轴的剖面示意图；

图5示出本发明所述顶盖的剖面示意图。

附图标号说明：

1-底座；

11-圆柱部；

12-第一圆台部；

121-第一通孔；

122-第二通孔；

2-第一定位件；

3-芯轴；

31-第三通孔；

32-第二圆台部；

33-突出部；

4-第二定位件；

5-顶盖；

51-第二凸台

6-固定件。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明提供了一种大规格螺栓拆卸防旋落工具，如图1和2所示，该防旋落工具包括壳体和内部旋转组件，其中，所述壳体包括底座1和顶盖5，以保护内部旋转组件；所述内部旋转组件用于释放缠绕力。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1和2所示，所述底座1为类圆台状，包括圆柱部11和第一圆台部12。

在进一步优选的实施方式中，在所述底座1内部具有预定的内轮廓结构，在所述圆柱部11和第一圆台部12的中部均设置有通孔，用于与内部旋转组件连接。

其中，所述预定的内轮廓结构为预先设定的安装内部旋转组件的轮廓。

在更进一步优选的实施方式中，所述圆柱部11的通孔和第一圆台部12的通孔的轴线重合。

根据本发明一种优选的实施方式，在所述圆柱部11的内部设置有内止口，用于与内部旋转组件配合连接。

在进一步优选的实施方式中，在所述圆柱部11的外端面上均匀设置有盲孔，所述盲孔具有多个。

优选地，所述盲孔均匀分布在圆周上，具有3个。

在更进一步优选的实施方式中，所述盲孔为螺纹盲孔，用于与固定件6连接。

优选地，所述圆柱部11的通孔、内止口及盲孔所在圆的轴线重合。

根据本发明一种优选的实施方式，如图3a所示，所述第一圆台部12的内部通孔包括圆柱状的第一通孔121和圆台状的第二通孔122。

在进一步优选的实施方式中，所述第二通孔122从底面至其顶端，直径逐渐增大，所述第一通孔121的直径与第二通孔122的最小直径相同。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1和2所示，所述内部旋转组件包括依次连接的第一定位件2、芯轴3和第二定位件4。

在进一步优选的实施方式中，所述第一定位件2与底座1配合连接，所述第一定位件2设置于圆柱部11内，与圆柱部11的内止口紧密贴合。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1和2所示，所述第一定位件2穿套在芯轴3的外部，使得芯轴3在载荷状态下实现自动找正。

其中，所述自动找正是指芯轴3能够自动找到中心。

本发明所提供的防旋落工具常常在非竖直状态下使用，这就需要芯轴3能够实现自找正，从而使得防旋落工具载荷状态下的受力方向一致。

在进一步优选的实施方式中，如图3b所示，所述第一定位件2为锥形轴承，用于承受轴向载荷，使芯轴3能够自由旋转。

其中，所述锥形轴承能够载荷作用在芯轴上的工件重力，并使载荷分散到轴承的每一个旋转模块中，使载荷状态下的芯轴自用旋转，利用锥形轴承的锥形结构完成芯轴载荷状态下的自找正，使整个防旋落工具载荷状态下的受力方向一致。

所述芯轴3的自由旋转是指能够360度正、反自由旋转。

在更进一步优选的实施方式中，所述芯轴3与锥形轴承的中心孔紧密贴合。

其中，所述锥形轴承中心孔的直径尺寸大于第一通孔121的直径尺寸。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述芯轴3穿过第一定位件2的一端为圆弧端，在圆弧端上设置有第三通孔31，所述第三通孔31为径向设置，用于安装卸扣。

其中，所述芯轴的底端第三通孔31用于安装卸扣，从而进一步与待拆卸的螺栓或者其他大规格部件相连接。

在进一步优选的实施方式中，所述芯轴3的另一端设置有第一凸台，所述第一凸台包括第二圆台部32和突出部33。

在更进一步优选的实施方式中，所述突出部33为圆柱状，其直径大于芯轴3主体的直径，所述第二圆台部32为圆台状，其最小直径大于芯轴3主体的直径。

其中，所述芯轴3的主体是指芯轴3除去圆弧端和凸台一端之外的部分，其为圆柱状。

优选地，如图4所示，在所述突出部33的中心位置设置有第一凹型腔。

其中，所述第一凹型腔为圆柱状，其直径小于芯轴3主体的直径。

根据本发明一种优选的实施方式，所述顶盖5设置在突出部33的外部，所述顶盖5与突出部33通过第二定位件4配合连接。

在进一步优选的实施方式中，如图5所示，所述顶盖5内部设置有第二凹型腔，用于与内部旋转组件配合连接，

在所述第二凹型腔中心位置设置有第二凸台51，所述第二定位件4设置在第二凸台51的外部。

优选地，所述第二定位件4为平轴承。

其中，将第二定位件4设置为平轴承，可以使装配完成的工具中的芯轴位置固定以及防止芯轴在载荷状态下转动过程中与其他部件产生摩擦。

在更进一步优选的实施方式中，所述第二凸台与第二定位件4紧密贴合，所述第二凸台和第二定位件4共同装配在所述突出部33的第一凹型腔内。

其中，将所述装配好的第二凸台与第二定位件4，共同装配在突出部33的第一凹型腔内，并且与第一凹型腔紧密贴合。

优选地，所述第二凹型腔为阶梯状竖直设置，靠近顶端的腔体直径最小，位于底端的腔体直径最大，从顶端到底端有两个直径突变区域，将第二凹型腔分成三段直径不同的腔体，从顶端到底端，所述腔体的直径逐渐增大。

在本发明中，将第二凹型腔设置成阶梯状，是为了适应装配好的内部旋转组件与底座的外部形状，达到装配要求。

根据本发明一种优选的实施方式，在所述顶盖与内部旋转组件及底座装配完成后，所述第二圆台部32的下端面与第一定位件2的上端面紧密贴合。

在本发明中，所述第二圆台部32起到的是卡位的作用，此种设计方式解决了载荷状态下异常事故发生时，如锥形轴承碎裂而导致工件坠落产生质量问题和安全问题的极端状况，此种结构确保在极端状况下芯轴受外延结构及底座通孔尺寸的限制，保留在由顶盖和底座形成的半封闭结构内。

在进一步优选的实施方式中，所述第一定位件2、芯轴3、第二定位件4、底座1与顶盖5的轴线重合。

在本发明中，所述芯轴3顶端的凸台与顶盖5进行装配，装配完毕后使芯轴3的下部与第二定位件2锥形轴承配合，芯轴3的上部与顶盖5内部的平轴承进行配合，三者形成内部旋转组件，锥形轴承中的锥形结构可以实现芯轴在载荷状态下的自找中，从而使第一定位件2、芯轴3和第二定位件4的轴线重合，使芯轴3转动的摩擦力降至最小，实现了设计意图。

在更进一步优选的实施方式中，在所述顶盖5的底端还设置有外止口，所述外止口与底座1的内止口配合，以实现对第一定位件2的定位、固定。

根据本发明一种优选的实施方式，在所述顶盖5的上端面圆周方向上均匀分布有沉孔，在所述沉孔的中心位置设置有通孔，使得固定件6穿过，进而与底座1连接，以保护内部旋转组件。

优选地，所述沉孔具有多个，其个数与所述圆柱部11外端面上盲孔的个数相同，优选为3个。

更优选地，所述沉孔的分布角度与所述圆柱部11外端面上盲孔的分布角度相同，以便于固定件6将底座1和顶盖5固定连接。

在本发明中，所述底座1上端面的螺纹盲孔和顶盖5上的沉孔所在的圆及分布角度一致，以便于固定件6依次穿过沉孔中心的通孔和螺纹盲孔，进而将底座1和顶盖5固定连接。

在进一步优选的实施方式中，在所述顶盖5的上端面还均匀分布有螺纹孔，用于与吊索具连接。

优选地，所述螺纹孔具有多个，如2个。

根据本发明一种优选的实施方式，如图3f所示，所述固定件6为内六角固定螺栓，其下端穿过顶盖5沉孔中心的通孔，与底座1上端面上的螺纹孔配合连接。

其中，所述内六角固定螺栓通过内六角扳手进行装配，该结构设计便于专用工具的组装和拆卸，及工序实施过程中对工具及空间的要求。

本发明还提供了一种大规格螺栓的拆卸方法，优选选用上述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，如图3a～3k所示，该方法包括以下步骤：

步骤1，将底座1与第一定位件2进行装配。

在本发明中，如图3b所示，所述第一定位件2优选为锥形轴承，由于所述锥形轴承为分离式结构，包括锥形轴承垫座和锥形滚动部件，在装配的过程中，需先将锥形轴承垫座与底座1进行装配，安装完成后再进行锥形滚动部件的装配。

步骤2，将第二定位件4安装至芯轴3的第一凸台一端，并。

其中，所述第二定位件4为平轴承，所述芯轴3的一端设置有第一凸台，所述第一凸台包括第二圆台部32和突出部33，在所述突出部33的中心位置设置有第一凹型腔。

在本发明中，为防止第二定位件4从顶盖中掉出，需先将第二定位件4安装至芯轴3的第一凹型腔内，再与顶盖5配合连接。

步骤3，将步骤2中组装好的组件与步骤1中组装好的组件装配，使得芯轴3第一凸台的下端面与第一定位件2的上端面紧密贴合；然后将顶盖5装配至芯轴3的第一凸台的外部。

在本发明中，所述顶盖5内部设置有第二凹型腔，在所述第二凹型腔中心位置设置有第二凸台51，所述第二定位件4设置在第二凸台51的外部。所述第二凸台51、第二定位件4共同装配在突出部33的第一凹型腔内，并且与第一凹型腔紧密贴合。

步骤4，旋转顶盖5，使顶盖上端面的通孔与底座上端面的盲孔同心，然后将固定件6底端穿过顶盖5上的通孔，穿入底座1上的盲孔，进行紧固。

步骤5，将芯轴3的底端通过卸扣与螺栓连接，再通过顶盖5上端面的螺纹孔与吊索具的吊环连接，连接完成后进行吊运。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，该工具包括壳体和内部旋转组件，其中，所述壳体包括底座(1)和顶盖(5)，以保护内部旋转组件，

所述内部旋转组件包括第一定位件(2)、芯轴(3)和第二定位件(4)，使得外部缠绕力得以释放，

所述第二定位件(4)设置在顶盖(5)内。

2.根据权利要求1所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，所述底座(1)为类圆台状，包括圆柱部(11)和第一圆台部(12)，在所述圆柱部(11)和第一圆台部(12)的中部均设置有通孔，用于与内部旋转组件配合连接，

所述圆柱部(11)的通孔和第一圆台部(12)的通孔的轴线重合。

优选地，在所述圆柱部(11)的内部设置有内止口，在所述圆柱部(11)的外端面上设置有盲孔，用于与固定件(6)连接。

3.根据权利要求1所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，所述第一定位件(2)穿套在芯轴(3)的外部，使得芯轴(3)在载荷状态下能够实现自动找正，

优选地，所述第一定位件(2)为锥形轴承，使得芯轴(3)能够自由旋转。

4.根据权利要求3所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，所述芯轴(3)穿过第一定位件(2)的一端为圆弧端，在所述圆弧端上设置有第三通孔(31)，用于安装卸扣，

所述第三通孔(31)为径向设置。

5.根据权利要求4所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，所述芯轴(3)的另一端设置有第一凸台，包括第二圆台部(32)和突出部(33)，

在所述突出部(33)的中心位置设置有第一凹型腔，用于与顶盖(5)配合连接。

6.根据权利要求5所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，在所述顶盖(5)的内部设置有第二凹型腔，在所述第二凹型腔中心位置设置有第二凸台(51)，

所述第二定位件(4)紧密贴合在第二凸台(51)的外部，通过与芯轴(3)配合连接以固定芯轴(3)的位置，

优选地，所述第二定位件(4)为平轴承，以防止芯轴(3)载荷状态下转动的过程中与其他部件产生摩擦。

7.根据权利要求6所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，

在所述顶盖(5)的上端面圆周方向上均匀分布有沉孔，在所述沉孔的中心位置设置有通孔，使得固定件(6)穿过，进而与底座(1)连接，以保护内部旋转组件。

8.根据权利要求7所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，在装配完成后，所述底座(1)、第一定位件(2)、芯轴(3)、第二定位件(4)和顶盖(5)的轴线重合。

9.一种大规格螺栓的拆卸方法，优选选用权利要求1至8之一所述的大规格螺栓拆卸防旋落工具，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，将底座(1)与第一定位件(2)进行装配；

步骤2，将第二定位件(4)安装至芯轴(3)的第一凸台一端；

步骤3，将步骤2中组装好的组件与步骤1中组装好的组件装配，使得芯轴(3)第一凸台的下端面与第一定位件(2)的上端面紧密贴合；然后将顶盖(5)装配至芯轴(3)的第一凸台的外部；

步骤4，旋转顶盖(5)，使顶盖上端面的通孔与底座上端面的盲孔同心，然后将固定件(6)底端穿过顶盖(5)上的通孔，穿入底座(1)上的盲孔中，进行紧固；

步骤5，将芯轴(3)的底端通过卸扣与螺栓连接，通过顶盖(5)上端面的螺纹孔与吊索具的吊环连接，连接完成后进行吊运。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤3中，

所述第一凸台包括第二圆台部(32)和突出部(33)，所述顶盖(5)内部设置有第二凹型腔，在所述第二凹型腔中心位置设置有第二凸台(51)，所述第二定位件(4)设置在第二凸台(51)的外部，

所述第二凸台(51)和第二定位件(4)共同装配在突出部(33)的第一凹型腔内。