CN110000550B - 螺纹紧固件的预紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺纹紧固件的预紧装置，属于工装领域。装置：包括螺栓套柄、螺母套、以及支撑滑动组件，螺栓套柄包括第一主体、以及分别设于第一主体的螺栓套筒和扳手柄，螺栓套筒的开口背对扳手柄设置，螺母套包括第二主体、以及设于第二主体的螺母套筒，支撑滑动组件包括安装架和滑动架，安装架包括架体、分别设于架体一侧的第一悬臂和第二悬臂，第一悬臂与第二悬臂平行设置，第一悬臂套设在螺栓套柄上、且第一悬臂位于螺栓套筒和扳手柄之间，第一悬臂与螺栓套柄活动连接，滑动架套设在螺母套上且与螺母套活动连接，滑动架与第二悬臂的端部沿第一悬臂与第二悬臂的相对方向滑动连接，螺母套筒位于滑动架与螺栓套柄之间。

Description

螺纹紧固件的预紧装置

技术领域

本发明涉及工装领域，特别涉及一种螺纹紧固件的预紧装置。

背景技术

螺纹紧固件一般包括螺栓和螺母。以连接两个大型法兰的螺纹坚固件为例，螺纹紧固件的预紧(也称锁紧或紧固)方式通常包括：先使用扳手将螺母把住，防止其转动，再用扳手拧动螺栓至螺母螺纹连接，实现预紧操作。这种预紧方式一般需要两名操作工协同操作，一人固定螺母，另一人拧动螺栓。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：在大型成套设备中，法兰连接所用螺纹紧固件较多，在预紧过程中需耗费大量的人力，并且效率较为低下。

发明内容

本发明实施例提供了一种螺纹紧固件的预紧装置，能够高效完成螺纹紧固件的预紧，减少人员数量配置，提高装配速度。所述技术方案如下：

本发明提供了一种螺纹紧固件的预紧装置，所述螺纹紧固件的预紧装置包括：螺栓套柄、螺母套、以及支撑滑动组件，

所述螺栓套柄包括第一主体、以及分别设于所述第一主体的螺栓套筒和扳手柄，所述螺栓套筒的开口背对所述扳手柄设置，所述螺母套包括第二主体、以及设于所述第二主体的螺母套筒，所述支撑滑动组件包括安装架和滑动架，所述安装架包括架体、分别设于所述架体一侧的第一悬臂和第二悬臂，所述第一悬臂与所述第二悬臂平行设置，所述第一悬臂套设在所述螺栓套柄上、且所述第一悬臂位于所述螺栓套筒和所述扳手柄之间，所述第一悬臂与所述螺栓套柄活动连接，所述滑动架套设在所述螺母套上且与所述螺母套活动连接，所述滑动架与所述第二悬臂的端部沿所述第一悬臂与所述第二悬臂的相对方向滑动连接，所述螺母套筒位于所述滑动架与所述螺栓套柄之间，所述螺母套筒的开口与所述螺栓套筒的开口面对设置，所述安装架还包括支撑臂，所述支撑臂的一端固定于所述架体、且位于所述第一悬臂和所述第二悬臂之间，所述支撑臂的另一端设有开口，所述开口与待预紧螺纹紧固件对应的连接件的外壁相配合。

可选地，所述螺纹紧固件的预紧装置还包括齿轮传动组件，

所述齿轮传动组件包括齿轮轴、套设在所述齿轮轴的非齿轮段上的传动齿轮、换向齿轮、以及传动轴，所述齿轮轴的一端与所述第一悬臂活动连接，所述齿轮轴的另一端与所述第二悬臂活动连接，所述螺栓套筒的外壁上沿周向设有第一齿，所述传动齿轮与所述第一齿外啮合连接，所述换向齿轮套设在所述传动轴上，所述传动轴与所述滑动架活动连接，所述换向齿轮夹设于所述齿轮轴与所述螺母套筒之间，所述螺母套筒的外壁上沿周向设有第二齿，所述换向齿轮分别与所述齿轮轴的齿轮段上的齿、以及所述第二齿外啮合连接。

可选地，所述第二悬臂的端部设有第一横板，所述第一横板与所述第二悬臂垂直，所述第一横板上设有至少一个滑块，所述滑块的长度方向与所述齿轮轴的长度方向平行，

所述滑动架上设有第二横板，所述第二横板与所述滑动架垂直，所述第二横板上设有至少一个滑轨，所述滑轨的数量与所述滑块的数量相同，所述滑轨与所述滑块一一配合。

可选地，所述滑块和所述滑轨的数量均为2，所述滑块之间平行设置，所述滑轨之间平行设置。

可选地，所述第一横板与所述第二悬臂之间设有至少一个第一连接板。

可选地，所述第二横板与所述滑动架之间设有至少一个第二连接板。

可选地，所述螺栓套筒的外壁上设有第一凸棱，所述第一齿位于所述第一凸棱上，所述螺栓套柄上套设有第一止档螺母，所述第一止档螺母位于所述第一凸棱与所述扳手柄之间，所述第一悬臂夹设于所述第一凸棱与所述第一止档螺母之间。

可选地，所述螺母套筒的外壁上设有第二凸棱，所述第二齿位于所述第二凸棱上，所述螺母套上套设有第二止档螺母，所述滑动架夹设于所述第二止档螺母与所述第二凸棱之间。

可选地，所述传动齿轮通过第一键固定于所述齿轮轴的非齿轮段。

可选地，所述换向齿轮通过第二键固定于所述传动轴。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：以连接法兰为例，通过支撑臂将整个装置支撑在连接法兰的外壁上，螺栓套筒套在待预紧的螺栓上且待预紧的螺栓的无帽端穿过连接法兰的螺纹孔并伸出，螺母套筒套设在待预紧的螺母上且待预紧的螺母对准待预紧的螺栓的无帽端，由于螺栓套筒和扳手柄背对设置，拧动扳手柄时，扳手柄带动螺栓套筒转动，进而带动待预紧的螺栓向待预紧的螺母运动，最终将待预紧的螺母紧贴于连接法兰，完成螺纹紧固件的预紧。同时，由于支撑臂可以防止安装架转动并支撑整个装置，因此仅需一个人控制扳手，这样，不光提高了预紧效率还减少了人员数量配置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种螺纹紧固件的预紧装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的安装架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的安装架的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的滑动架的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的滑动架的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的螺栓套柄的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的螺栓套柄的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的螺母套的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的螺母套的结构示意图。

附图中，1螺栓套柄、2螺母套、3支撑滑动组件、4齿轮传动组件、11第一主体、12螺栓套筒、13扳手柄、21第二主体、22螺母套筒、31安装架、32滑动架、31a架体、31b第一悬臂、31c第二悬臂、33支撑臂、41齿轮轴、42传动齿轮、43换向齿轮、44传动轴、12a第一齿、22a第二齿、31d第一横板、31e滑块、32a第二横板、32b滑轨、31f第一连接板、32c第二连接板、12b第一凸棱、14第一止档螺母、22b第二凸棱、23第二止档螺母、41a第三止档螺母、41b第四止档螺母、44a第五止档螺母、42a第一键、43a第二键。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本发明实施例提供的一种螺纹紧固件的预紧装置。参见图1，该螺纹紧固件的预紧装置包括：螺栓套柄1、螺母套2、支撑滑动组件3、以及齿轮传动组件4。螺栓套柄1包括第一主体11、以及分别设于第一主体11的螺栓套筒12和扳手柄13，螺栓套筒12的开口背对扳手柄13设置。螺母套2包括第二主体21、以及设于第二主体21的螺母套筒22。

支撑滑动组件3包括安装架31和滑动架32，安装架31包括架体31a、分别设于架体31a一侧的第一悬臂31b和第二悬臂31c，第一悬臂31b与第二悬臂31c平行设置，第一悬臂31b套设在螺栓套柄1上、且第一悬臂31b位于螺栓套筒12和扳手柄13之间，第一悬臂31b与螺栓套柄1活动连接。

滑动架32套设在螺母套2上且与螺母套2活动连接，滑动架32与第二悬臂31c的端部沿第一悬臂31b与第二悬臂31c的相对方向滑动连接，螺母套筒22位于滑动架32与螺栓套柄1之间，螺母套筒22的开口与螺栓套筒12的开口面对设置，安装架31还包括支撑臂33，支撑臂33的一端固定于架体31a、且位于第一悬臂31b和第二悬臂31c之间，支撑臂33的另一端设有开口，支撑臂33上的开口与待预紧螺纹紧固件对应的连接件的外壁相配合。

在本实施例中，以连接法兰为例，通过支撑臂33将整个装置支撑在连接法兰的外壁上，螺栓套筒12套在待预紧的螺栓上且待预紧的螺栓的无帽端穿过连接法兰的螺纹孔并伸出，螺母套筒22套设在待预紧的螺母上且待预紧的螺母对准待预紧的螺栓的无帽端，由于螺栓套筒12和扳手柄13背对设置，拧动扳手柄13时，扳手柄13带动螺栓套筒12转动，进而带动待预紧的螺栓向待预紧的螺母运动，最终将待预紧的螺母紧贴于连接法兰，完成螺纹紧固件的预紧。同时，由于支撑臂33可以防止安装架31转动并支撑整个装置，因此仅需一个人控制扳手，这样，不光提高了预紧效率还减少了人员数量配置。

其中，当应用在连接法兰的螺纹紧固件的预紧时，支撑臂33上的开口可以是弧形开口，这样，弧形开口与法兰接触面为圆弧面，能够与法兰外圆面贴合，更好地防止安装架转动。

示例性地，参见图1，该螺纹紧固件的预紧装置还包括齿轮传动组件4。齿轮传动组件4包括齿轮轴41、套设在齿轮轴41的非齿轮段上的传动齿轮42、换向齿轮43、以及传动轴44，齿轮轴41的一端与第一悬臂31b活动连接，齿轮轴41的另一端与第二悬臂31c活动连接，螺栓套筒12的外壁上沿周向设有第一齿12a，传动齿轮42与第一齿12a外啮合连接。换向齿轮43套设在传动轴44上，传动轴44与滑动架32活动连接，换向齿轮43夹设于齿轮轴41与螺母套筒22之间，螺母套筒22的外壁上沿周向设有第二齿22a，换向齿轮43分别与齿轮轴41的齿轮段上的齿、以及第二齿22a外啮合连接。

其中，齿轮传动组件4能够通过齿轮传动将螺栓套柄1的拧紧力矩传递到螺母套2上，由于螺栓套柄1安装螺栓，螺母套2安装螺母，这样，螺栓上的拧紧力矩将传递到螺母上，实现螺纹紧固件两端的拧紧。具体地，基于外啮合连接，传动齿轮42与螺栓套筒12反向转动，齿轮轴41的齿轮段与换向齿轮43反向转动，换向齿轮43与螺母套2反向转动；基于同轴连接，传动齿轮42与齿轮轴41的齿轮段同向转动。

具体地，拧动扳手柄13时，扳手柄13带动螺栓套筒12转动，进而分别带动待预紧的螺栓同方向转动、以及传动齿轮42反方向转动，传动齿轮42将反方向的转动传递给齿轮轴41的齿轮段，齿轮段再带动换向齿轮43与待预紧的螺栓同方向转动，换向齿轮43最后将带动螺母套筒22与待预紧的螺栓反方向转动，又由于螺母套筒22的开口与螺栓套筒12的开口面对设置，因此，当通过扳手柄13控制待预紧的螺栓向待预紧的螺母相对运动时，待预紧的螺母也将通过滑动架32和螺纹孔朝待预紧的螺母滑动，这迅速减少两者之间的距离，从而更快地将螺栓与螺母拧紧，提高了螺纹紧固件装配效率。

示例性地，参见图2和图3，第二悬臂31c的端部设有第一横板31d，第一横板31d与第二悬臂31c垂直，第一横板31d上设有至少一个滑块31e，滑块31e的长度方向与齿轮轴41的长度方向平行。参见图4和图5，滑动架32上设有第二横板32a，第二横板32a与滑动架32垂直，第二横板32a上设有至少一个滑轨32b，滑轨32b的数量与滑块31e的数量相同，滑轨32b与滑块31e一一配合。

其中，一个滑块31e与一个滑轨32b相配合构成滑动副，多个滑轨32b和多个滑块31e构成多个滑动副，通过滑动副可以实现螺栓套柄1与螺母套2之间的距离的调节，从而可以适应不同厚度法兰的连接情况。

示例性地，滑块31e可以是燕尾滑块31e，滑轨32b可以是燕尾槽。

示例性地，为了保证换向齿轮43与齿轮轴41的齿轮段始终啮合，滑轨32b的长度小于或等于齿轮轴41的齿轮段的长度。

示例性地，滑块31e和滑轨32b的数量均为2，滑块31e之间平行设置，滑轨32b之间平行设置。

示例性地，参见图2和图3，第一横板31d与第二悬臂31c之间设有至少一个第一连接板31f。第一连接板31f可以加固第一横板31d与第二悬臂31c之间的连接。

示例性地，参见图4和图5，第二横板32a与滑动架32之间设有至少一个第二连接板32c。第二连接板32c可以加固第二横板32a与滑动架32之间的连接。

示例性地，参见图6和图7，螺栓套筒12的外壁上设有第一凸棱12b，第一齿12a位于第一凸棱12b上。参见图1，螺栓套柄1上套设有第一止档螺母14，第一止档螺母14位于第一凸棱12b与扳手柄13之间，第一悬臂31b夹设于第一凸棱12b与第一止档螺母14之间。

示例性地，参见图8和图9，螺母套筒22的外壁上设有第二凸棱22b，第二齿22a位于第二凸棱22b上。参见图1，螺母套2上套设有第二止档螺母23，滑动架32夹设于第二止档螺母23与第二凸棱22b之间。

示例性地，齿轮轴41的两端分别设有第三止档螺母41a和第四止档螺母41b，将第一悬臂31b和第二悬臂31c夹设在第三止档螺母41a和第四止档螺母41b之间。

示例性地，传动轴44的一端设有第五止档螺母44a，安装架31位于第五止档螺母44a与换向齿轮43之间。

示例性地，参见图1，传动齿轮42通过第一键42a固定于齿轮轴41的非齿轮段。

示例性地，参见图1，换向齿轮43通过第二键43a固定于传动轴44。

其中，螺栓套柄1中，螺栓套筒12可以设计成与螺栓相适应的形状，比如设计成内六角套筒，扳手柄13可以设计成与扳手相适应的形状，比如设计成方头柄。第一齿12a可以设计成渐开线圆柱齿轮。螺栓套柄1可以通过滚动轴承与第一悬臂31b活动连接。

其中，螺母套2中，螺母套筒22可以设计成与螺母相适应的形状，比如设计成内六角套筒。螺母套2可以通过轴承与安装架31活动连接。

下面结合图1简单介绍一下，应用本发明实施例提供的螺纹紧固件的预紧装置预紧连接法兰的螺纹紧固件的方法，该方法流程包括如下步骤。

第一步、首先将螺栓B插入到连接法兰F的安装孔中。

第二步、然后将该装置按图1所示通过支撑臂放置在连接法兰F上，螺母套和螺栓套柄分别套住螺母N和螺栓B。

第三步、接着滑动滑动架，使螺母N靠近并接触螺栓B，螺母N的螺纹孔与螺栓B的外螺纹对准。

第四步、拧动扳手柄将螺母N上到螺栓B上，同时滑动滑动架，最终使螺母N上到与法兰F面贴合位置。

第五步、用扳手拧紧扳手柄，完成螺栓B与螺母N最终预紧。

需要说明的是，本发明实施例不限制该螺纹紧固件的预紧装置的应用场景，除了应用在连接法兰的螺纹紧固件的预紧之外，还可以应用在连接其他零部件的螺纹紧固件的预紧。

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 (9)

1.一种螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述螺纹紧固件的预紧装置包括：螺栓套柄(1)、螺母套(2)、以及支撑滑动组件(3)，

所述螺栓套柄(1)包括第一主体(11)、以及分别设于所述第一主体(11)两端的螺栓套筒(12)和扳手柄(13)，所述螺栓套筒(12)的开口背对所述扳手柄(13)设置，所述螺母套(2)包括第二主体(21)、以及设于所述第二主体(21)的螺母套筒(22)，所述支撑滑动组件(3)包括安装架(31)和滑动架(32)，所述安装架(31)包括架体(31a)、分别设于所述架体(31a)一侧的第一悬臂(31b)和第二悬臂(31c)，所述第一悬臂(31b)与所述第二悬臂(31c)平行设置，所述第一悬臂(31b)套设在所述螺栓套柄(1)上、且所述第一悬臂(31b)位于所述螺栓套筒(12)和所述扳手柄(13)之间，所述第一悬臂(31b)与所述螺栓套柄(1)活动连接，所述滑动架(32)套设在所述螺母套(2)上且与所述螺母套(2)活动连接，所述滑动架(32)与所述第二悬臂(31c)的端部沿所述第一悬臂(31b)与所述第二悬臂(31c)的相对方向滑动连接，所述螺母套筒(22)位于所述滑动架(32)与所述螺栓套柄(1)之间，所述螺母套筒(22)的开口与所述螺栓套筒(12)的开口面对设置，所述安装架(31)还包括支撑臂(33)，所述支撑臂(33)的一端固定于所述架体(31a)、且位于所述第一悬臂(31b)和所述第二悬臂(31c)之间，所述支撑臂(33)的另一端设有开口，所述支撑臂(33)上的开口与待预紧螺纹紧固件对应的连接件的外壁相配合，

所述螺纹紧固件的预紧装置还包括齿轮传动组件(4)，所述齿轮传动组件(4)包括齿轮轴(41)、套设在所述齿轮轴(41)的非齿轮段上的传动齿轮(42)、换向齿轮(43)、以及传动轴(44)，所述齿轮轴(41)的一端与所述第一悬臂(31b)活动连接，所述齿轮轴(41)的另一端与所述第二悬臂(31c)活动连接，所述螺栓套筒(12)的外壁上沿周向设有第一齿(12a)，所述传动齿轮(42)与所述第一齿(12a)外啮合连接，所述换向齿轮(43)套设在所述传动轴(44)上，所述传动轴(44)与所述滑动架(32)活动连接，所述换向齿轮(43)夹设于所述齿轮轴(41)与所述螺母套筒(22)之间，所述螺母套筒(22)的外壁上沿周向设有第二齿(22a)，所述换向齿轮(43)分别与所述齿轮轴(41)的齿轮段上的齿、以及所述第二齿(22a)外啮合连接。

2.根据权利要求1所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述第二悬臂(31c)的端部设有第一横板(31d)，所述第一横板(31d)与所述第二悬臂(31c)垂直，所述第一横板(31d)上设有至少一个滑块(31e)，所述滑块(31e)的长度方向与所述齿轮轴(41)的长度方向平行，

所述滑动架(32)上设有第二横板(32a)，所述第二横板(32a)与所述滑动架(32)垂直，所述第二横板(32a)上设有至少一个滑轨(32b)，所述滑轨(32b)的数量与所述滑块(31e)的数量相同，所述滑轨(32b)与所述滑块(31e)一一配合。

3.根据权利要求2所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述滑块(31e)和所述滑轨(32b)的数量均为2，所述滑轨(32b)之间平行设置。

4.根据权利要求2所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述第一横板(31d)与所述第二悬臂(31c)之间设有至少一个第一连接板(31f)。

5.根据权利要求2所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述第二横板(32a)与所述滑动架(32)之间设有至少一个第二连接板(32c)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述螺栓套筒(12)的外壁上设有第一凸棱(12b)，所述第一齿(12a)位于所述第一凸棱(12b)上，所述螺栓套柄(1)上套设有第一止档螺母(14)，所述第一止档螺母(14)位于所述第一凸棱(12b)与所述扳手柄(13)之间，所述第一悬臂(31b)夹设于所述第一凸棱(12b)与所述第一止档螺母(14)之间。

7.根据权利要求1-5任一项所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述螺母套筒(22)的外壁上设有第二凸棱(22b)，所述第二齿(22a)位于所述第二凸棱(22b)上，所述螺母套(2)上套设有第二止档螺母(23)，所述滑动架(32)夹设于所述第二止档螺母(23)与所述第二凸棱(22b)之间。

8.根据权利要求1-5任一项所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述传动齿轮(42)通过第一键(42a)固定于所述齿轮轴(41)的非齿轮段。

9.根据权利要求1-5任一项所述的螺纹紧固件的预紧装置，其特征在于，所述换向齿轮(43)通过第二键(43a)固定于所述传动轴(44)。

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