CN108500887A - 冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冲击式机动扳手数字化控制扭矩定值输出的方案，解决了冲击式机动扳手没有简单可靠、易于推广的扭矩定值输出方案的问题。冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手，由冲击式机动扳手和冲击次数扭矩控制电路两部分构成。冲击机构的主要部件冲击主动块轴侧装有位置传感器，用于感知冲击主动块对从动块和输出轴的冲击做功次数，并由计数器电路计数，通过比较器与预置对应扭矩值的冲击次数对比，达到预置值时由开关电路切断动力源，从而实现了冲击式机动扳手的定扭矩输出，扩大了冲击式机动扳手的适用范围。

Description

冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手
技术领域
本发明涉及冲击式机动扳手扭矩输出值大小的数字化控制领域。其特征是通过控制冲击扳手旋转冲击机构中的冲击主动块，往复打击从动块的打击次数，从而量化控制冲击扳手的最终输出扭矩。
背景技术
冲击式机动扳手自1934年发明以来，是迄今为止用量最大的机动扳手，因动力源的不同又细分为交、直流电动冲击扳手、内燃、气动与液压冲击扳手，其优点是效率高，对操作者反作用力小，最大的缺点是扭力矩几乎无法控制。随着技术的发展逐步诞生了以下几种扭矩控制方法。
1)直接测量螺纹扣件紧固扭矩进而控制原动机停转的方式。其原理实在冲击扳手与螺纹紧固件之间设置转矩检测装置，其检测出的信号经滤波整形电路处理后与预设值比较，达到预设值时控制器切断动力源。日产公司的扭矩控制器与西华大学、西安理工大学的研究都是基于此原理，其缺点是传感器与电路都较复杂、又因为最终扭矩为多次旋转打击扭矩的叠加，故而参数量化困难。
2)利用冲击式扳手主动块打击从动块后产生的反弹力，随着螺纹紧固件紧固扭力的增大而增大的原理，设置力偶比较机构达到扭力后机构动作切断动力源，多用于气动冲击扳手，缺点是精度差不稳定，国内丹徒风电机械厂开发的BQG16N气动冲击扳手采用此原理。
3)采用中间扭力离合器或中间液压脉冲机构实现定扭矩输出。日本瓜生、不二、美国AGE几欧洲等国多有采用，优点是精度好，主要缺点是制造精度要求高，而且是定扭矩即一个产品对应一个扭矩值多用于汽车生产线配套。
4)江苏理工大学机械学院针对气动扳手研究的一种多片片弹簧组成的扭力控制离合器机构，缺点是精度依赖于多片弹簧片材料、加工与热处理工艺的一致性，且扭矩调节范围仅为标定扭矩的+-20％至今未见成品面市。
5)电动扳手中的电压\电流控制方式，即通过电压变换电路可以用2～4种电压为电动机供电，使电动机产生2～4种负载转速与功率，通过长时间冲击做功(即到打不动螺栓为止)确认2～4种最终扭矩的方式。缺点是精度受电压影响，电源如用市电则受电压波动与供电距离压降影响，如用电池供电则受电池电压下降影响。故而市售产品大多标出扭矩范围而不是扭矩值。
6)上海电工所研究的冲击时间定时的方法，缺点时冲击频率很高计时就显得精度不足了。
上述的参考文献主要有《小量程数显扭矩扳手发展研究综述》中文分类号：TP211、文章编号：1672-545X(2014)01-0026-03，《气动扳手的扭矩控制研究》文章编号：1007-1741(2001)02-0064-04，《大型数显气动扭矩扳手的研制》西华大学、2011，《气动数显扭矩扳手的研究》TS914.51等。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：提供一种采用数字化控制冲击式机动扳手多种扭矩定值输出的解决方案。解决冲击式机动扳手整定扭矩复杂制造困难和精度差的问题。
本发明为了解决其问题所采用的技术方案是：利用冲击式机动扳手工作时，主动块除径向旋转打击从动块，还会有轴向运动以脱离主动块和从动块的牙嵌结构的特性，通过主动块轴测安装的传感器即可感知并记录主动块打击从动块的次数，在转速一定即主动块旋转惯量为一定值，主弹簧不变，负载从动块与螺栓套筒质量一定的情况下，螺栓扣件的最终扭矩即为整个冲击机构，多次冲击峰值扭矩的叠加，控制冲击扳手旋转冲击机构的打击次数，即可量化控制冲击扳手的最终输出扭矩。
作为优选，冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手包括传统结构的冲击式机动扳手部分(包括内燃，交、直流电动机与液压和气动马达的各种动力源的冲击式扳手)，和数字化扭矩控制电路部分。数字化扭矩控制电路部分包括安装于主动块轴侧的感知冲击主动块冲击动作的传感器(包括并不限于电磁感应传感器、电涡流传感器、霍尔传感器、光电传感器等位置传感器)，记录旋转冲击做功次数的计数器电路，存储多组不同扭矩值对应冲击次数的存储器电路，输入预设值和选择不同扭矩的输入与控制电路，对比计数电路输出值与预设值的寄存器和比较器电路，负责关断动力源的开关电路\驱动电路(分别对应不同类型的动力源)，数字变换器和显示器负责显示输出扭矩值，稳速电路/机构负责稳定原动机转速(分别对应电动机和其他形式动力源)。冲击式机动扳手部分为传统结构在此不做详述。
本发明的有益效果是，解决了冲击式机动扳手不能可靠定扭矩的难题，尤其适用于铁路线路固定钢轨的弹条扣件螺栓、生产线等重复性单一种类螺栓定扭矩紧固，大幅提高螺栓紧固精度，扩展了冲击式机动扳手的使用范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的纵剖面结构图
图中：1-螺栓套筒；2-从动块与输出轴；3-冲击主动块；4-主动轴与人字槽钢珠；5-主弹簧；6-冲击主动块位置传感器；7-前机壳；8-减速器行星齿轮组；9-推力轴承；10-减速器齿圈；11-后机壳；12-原动机；13-扭力值显示器；14-控制与输入电路
图2是本发明的电路原理框图
图中：3-冲击主动块(轴向运动示意)；6-冲击主动块位置传感器；21-计数器；22-数字变换器；23-比较器；24-开关与稳速电路；13-扭力值显示器；25-数据存储器；14-控制与输入电路
具体实施方式
在图1中，机动扳手的螺栓套筒(1)通过方榫安装于从动块与输出轴(2)上，经其上的冲击凸块与冲击主动块(3)上的冲击凸块形成牙嵌连接结构；冲击主动块(3)轴孔内有人字槽与主动轴与人字槽钢珠(4)在主弹簧(5)的压力下形成静压力摩擦配合，主动轴与人字槽钢柱结构(4)的后部安装有减速器行星齿轮组(8)外啮合安装于后机壳(11)上的减速器齿圈(10)；内啮合原动机(12)输出轴上的齿轮，形成行星减速机构，为原动机(12)减速，以上结构组成传统的冲击式机动扳手，本发明的关键在于冲击主动块(3)轴测安装有与前机壳(7)连接的，感知冲击主动块(3)轴向运动的冲击主动块位置传感器(6)以及数字式扭矩控制电路的输入控制电路(14)和显示扭矩值的扭力值显示器(13)。
在图2中，冲击式机动扳手拧紧过程中冲击主动块(3)轴向往复运动次数，被冲击主动块位置传感器(6)感知，形成的电脉冲经由计数器(21)计数的数值，分别送往比较器(23)和数字变换器(22)，送往比较器(23)的数值与来自控制与输入电路(14)并经存储器保存的预设扭矩值对应的冲击次数数值对比，数值相等时向开关与稳速电路(24)发送触发信号使其动作，关闭原动机(26)；送往数字变换器(22)的数值，变换为对应冲击次数的扭矩数值，显示于扭力值显示器(13)。
在图1、图2组成的是本发明一个优选具体实施例，工作过程为：冲击式机动扳手执行拧紧动作时，原动机(12)经行星减速机构带动主动轴与人字槽钢珠(4)旋转，在主弹簧(5)施加的压力下，冲击主动块(3)通过牙嵌结构带动从动块与输出轴(2)和螺栓套筒(1)旋转拧紧螺栓，此时输出的扭力为原动机经减速后的静扭力；随着螺栓拧紧，反作用力逐渐加大到克服主弹簧(5)压力下，冲击主动块(3)和主动轴与人字槽钢珠(4)之间的静摩擦力时，冲击主动块(3)延人字槽挤压主弹簧(5)向原动机方向轴向运动，当轴向位移距离超过牙嵌结构深度时，在主弹簧(5)轴向压力及主动轴与人字槽钢珠(4)径向旋转共同作用下，旋转冲向从动块与输出轴(2)，撞机释放旋转动能，完成一次冲击做工的同时冲击主动块位置传感器(6)向计数器(21)输出一次脉冲信号，冲击主动块(3)往复循环做功形成的连续脉冲分别送往比较器(23)和数字变换器(22)，送往比较器(23)的数值与来自控制与输入电路(14)并经存储器保存的预设扭矩对应冲击次数数值对比，数值相等时向开关与稳速电路(24)发送触发信号使其动作，关闭原动机(26)；送往数字变换器(22)的数值变换为对应冲击次数的扭矩数值，显示于扭力值显示器(13)，完成了冲击式机动扳手的扭矩定值拧紧过程。需要完成螺栓旋松作业时经由控制与输入电路(14)控制，比较器(23)不工作，原动机带动冲击扳手持续冲击旋松直至人为停止。

Claims (6)

1.冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手，其特征在于，通过控制冲击式机动扳手旋转冲击机构中的，冲击主动块往复打击从动块的打击次数，从而量化控制冲击扳手的最终输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手，其特征是，包括冲击式机动扳手和冲击次数扭矩控制电路两部分构成。
3.根据权利要求1所述的冲击主动块往复数控扭矩冲击式机动扳手，其特征是，冲击主动块轴测安装有冲击主动块位置传感器，通过冲击次数扭矩控制电路感知并记录主动块打击从动块的次数，控制冲击式机动扳手旋转冲击机构的打击次数，即可量化控制冲击扳手的最终输出扭矩。
4.根据权利要求2所述的冲击式机动扳手，其特征是，含有冲击主动块与冲击从动块为主要部件组成的旋转冲击机构，其原动机可以是但不限于内燃机；交、直流电动机；液压或气动马达。
5.根据权利要求2所述的冲击次数扭矩控制电路，其特征是，包括并不限于记录冲击次数的计数器，输入预设扭矩值对应的冲击次数数值并控制冲击扳手工作的输入与控制器，存储有一组或多组预置对应扭矩冲击次数的的存储器，比较冲击扳手工作中实际累计冲击做功次数，与存储器预存冲击次数进行数值对比的比较器电路，达到预设值时控制原动机停止工作的开关与稳速电路，显示扭矩值的显示与数值变换电路，电路可以由分立元件或集成电路组成。
6.根据权利要求3所述的冲击主动块位置传感器，其特征是，感知冲击主动块冲击做功的往复打击次数的方式，可以但不限于是电涡流传感器、电磁感应传感器、霍尔传感器、光纤与光电传感器及振动传感器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110228033A (zh) * 2019-06-18 2019-09-13 孟朝晖 一种电动定扭矩扳手控制装置、扳手及控制方法
CN111791173A (zh) * 2020-07-14 2020-10-20 四川大学 一种对操作者反作用力极低的扭矩扳手

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101396810A (zh) * 2007-09-28 2009-04-01 松下电工株式会社 冲击电动工具
CN202895101U (zh) * 2012-09-19 2013-04-24 唐伯川 可控扭矩的冲击扳手
CN205386786U (zh) * 2016-03-14 2016-07-20 郑州时享电子技术有限公司 输出扭矩精确可控的电动冲击扳手
CN105818088A (zh) * 2016-03-14 2016-08-03 郑州时享电子技术有限公司 冲击式紧固工具的冲击次数检测方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101396810A (zh) * 2007-09-28 2009-04-01 松下电工株式会社 冲击电动工具
CN202895101U (zh) * 2012-09-19 2013-04-24 唐伯川 可控扭矩的冲击扳手
CN205386786U (zh) * 2016-03-14 2016-07-20 郑州时享电子技术有限公司 输出扭矩精确可控的电动冲击扳手
CN105818088A (zh) * 2016-03-14 2016-08-03 郑州时享电子技术有限公司 冲击式紧固工具的冲击次数检测方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110228033A (zh) * 2019-06-18 2019-09-13 孟朝晖 一种电动定扭矩扳手控制装置、扳手及控制方法
CN110228033B (zh) * 2019-06-18 2021-05-07 孟朝晖 一种电动定扭矩扳手控制装置、扳手及控制方法
CN111791173A (zh) * 2020-07-14 2020-10-20 四川大学 一种对操作者反作用力极低的扭矩扳手

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