CN110026940B - 一种螺母预紧装配装置以及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺母预紧装配装置以及方法。该方案包括支架、拉力组件以及拉力测力计，支架上设置有装配平台，目标工件固定于装配平台上，螺母螺纹连接于目标工件，每两组拉力组件成一施力组件，每一施力组件均与所述螺母连接并对螺母施加方向相反且相互平行的拉力，拉力测力计对应每一拉力组件各设置一个，通过成对施力组件分别对螺母施加拉力，产生扭矩使螺母拧紧于目标工件上，减少需多人进行大螺母预紧操作的麻烦，拉力测力计测量拉力组件的输出拉力，经过将目标的预紧扭矩值换算成目标拉力值，提高对螺母按指定的扭矩值预紧的准确性。

Description

一种螺母预紧装配装置以及装配方法

技术领域

本发明涉及机械装配领域，具体涉及一种螺母预紧装配装置以及装配方法。

背景技术

现有技术中，螺母的预紧常采用人工的方式进行，采用扳手等工具对螺母进行定扭矩预紧。

在超高压力的压机的活塞上需安装大型的螺母。这种螺母的直径可达300mm以上，安装大型的螺母的难度较大，尤其是需要按照某一指定的扭力进行预紧。

一般的扭力扳手无法达到定扭力预紧，为达到预紧的目的，现有技术中常采用人工扳紧，而这将产生至少两个问题，一方面因螺母较大，需达到某一指定的扭力时，需要较多人员参与才能扳紧，另一方面，扭力难以控制。

因此，现在需要提供一种便于预紧螺母的装置，尤其适用于大型的螺母的预紧，以降低劳动强度并便于控制预紧扭力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种螺母预紧装配装置，其包括装配平台、两组拉力组件以及拉力测力计，通过两组拉力组件对螺母施加扭力，再通过拉力测力计测量拉力组件的输出拉力。该螺母预紧装配装置具有方便预紧的优点，能够直观、准确对螺母施加预紧力，降低了劳动强度，提高按照指定扭力预紧螺母的准确性。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种螺母预紧装配装置，其中，包括支架、拉力组件以及拉力测力计，所述支架上设置有装配平台，目标工件固定于所述装配平台上，螺母螺纹连接于所述目标工件，所述拉力组件成偶数设置，所述拉力组件至少设置两组，每两组所述拉力组件成一对施力组件，每一对施力组件均与所述螺母连接且每一对施力组件与所述螺母的连接点位于所述螺母外接圆的同一条直径上，每一对施力组件对所述螺母施加的拉力方向相反且相互平行，以使所述螺母具有旋紧于所述目标工件的运动趋势，所述拉力测力计对应每一所述拉力组件各设置一个，所述拉力测力计与所述拉力组件连接以测量所述拉力组件的输出拉力。

通过这样设置，以将螺母安装于活塞为例，活塞为目标工件，装配时，将活塞固定于装配平台上，再将螺母与活塞螺纹连接，为达到使螺母按某一指定的扭矩值预紧，首先，将目标预紧扭矩值换算成目标拉力值，譬如，目标预紧扭矩值为M，拉力组件与螺母的连接点到螺母的旋转中心的距离为R，则目标拉力值F为M/R；据此，通过使成对施力组件的两组拉力组件均同步动作，每一施力组件对螺母施加相互平行且方向相反的拉力，产生使得螺母旋紧于目标工件上的运动趋势，通过拉力测力计对拉力组件输出的拉力值进行测量，当拉力测力计测量的值与目标拉力值相等时，则达到采用所需的扭矩对螺母进行预紧的目的，方便对螺母以一指定扭矩预紧的目的，有利于降低劳动强度。

作为优选，所述拉力组件为拉索组件，所述拉索组件包括柔性拉索以及收卷件，所述柔性拉索收卷于收卷件，所述柔性拉索的活动端与所述螺母固定。

通过这样设置，通过收卷件对柔性拉索进行收紧，从而达到对螺母施加拉力的作用，柔性拉索具有一定的柔性，便于与螺母连接。

作为优选，所述收卷件悬空设置，所述拉力测力计的两端分别连接有第一连接绳索以及第二连接绳索，所述第一连接绳索远离所述拉力测力计的一端与所述收卷件的外壳固定，所述第二连接绳索远离所述拉力测力计的一端与所述支架固定。

通过这样设置，收卷件收卷柔性拉索时，柔性拉索在收卷件的收卷力作用下移动，而拉力测力计可保持不动，便于读取拉力测力计的读数。

作为优选，所述收卷件的外壳与所述支架固定，所述拉力测力计设置于所述柔性拉索上。

通过这样设置，采用一种替换的方式，收卷件固定于支架上，减小收卷件的重力对拉力测力计测量的影响。

作为优选，所述支架上固定设置有两个安装耳部，两个所述安装耳部分别位于所述装配平台的两侧，两个所述安装耳部与所述螺母位于同一平面上，所述第二连接绳索远离所述拉力测力计的一端与所述安装耳部固定连接，所述第一连接绳索与所述第二连接绳索张紧后与所述螺母的外接圆相切。

通过这样设置，通过将安装耳部与螺母设置于同一平面上，并使第一连接绳索与第二连接绳索张紧后与螺母的外接圆相切，使得两侧的收卷件均收卷柔性拉索时，两侧的柔性拉索对螺母施加的拉力能全部转化成使螺母旋转产生的扭力，减少柔性拉索出现其他方向分力的可能。

作为优选，所述螺母的外周对称均布有多个销孔，每一所述销孔内均插设有一固定销，所述柔性拉索远离所述收卷件的一端与固定销连接。

通过这样设置，当螺母旋转一定角度后、柔性拉索不能再对螺母提供拉力时，可变换柔性拉索与不同的固定销连接，或者将固定销插入不同的销孔中，使得柔性拉索稳定地对螺母施加拉力。

作为优选，所述装配平台与所述支架可拆卸连接，所述装配平台上设置有至少两个吊耳。

通过这样设置，目标工件可安装于装配平台后，再通过天车等吊装工具吊运装配平台，减少因直接吊运目标工件而对目标工件造成损伤的可能。

作为优选，所述装配平台包括安装台以及固定螺栓，所述固定螺栓由所述安装台的底部穿透至所述安装台的顶面。

通过这样设置，通过将目标工件放置于安装台上，再通过固定螺栓与目标工件固定，固定方式简单，占用空间小。

作为优选，所述收卷件为电葫芦。

通过这样设置，电葫芦采用电动的方式对柔性拉索进行的收卷，有利于节省人力，降低劳动强度，有利于提高装配效率。

作为优选，所述螺母的公称直径大于300mm。

通过这样设置，该预紧螺母装配装置尤其适用于公称直径大于300mm的螺母的预紧情形。

基于同一发明构思，本发明的第二目的在于提供一种螺母预紧装配方法，运用上述的一种螺母预紧装配装置，包括：

步骤一：将目标工件定于装配平台上，将螺母放置于目标工件上并使该螺母与目标工件螺纹连接；

步骤二：将成对的施力组件与螺母连接，使每一对施力组件与螺母的连接点连线穿过所述螺母的中心，每一对施力组件对螺母施加拉力的方向相反且相互平行，且使施力组件产生的力矩对所述螺母产生旋紧于目标工件的运动趋势；

步骤三：将所需预紧的扭矩换算成目标拉力值，使每一对施力组件的拉力组件均同时动作，直到拉力测力计上的示数与目标拉力值相等。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1、通过成对的施力组件分别对螺母施加拉力，成对的施力组件对螺母产生扭矩使螺母拧紧于目标工件上，减少需多人进行大螺母预紧操作的麻烦，通过拉力测力计对拉力组件的输出拉力进行测量，便于实时检测拉力组件对螺母施加的拉力，将目标的预紧扭矩值换算成目标拉力值，使拉力检测计的示数与目标拉力值相等，提高对螺母按指定的扭矩值预紧的准确性。

2、采用此螺母预紧装配装置，尤其适用于公称直径大于300mm的螺母预紧的工况，节省人力，便于预紧。

3、采用本发明的螺母预紧装配方法，为螺母的装配过程中更加省力，并有利于按照指定的扭矩值预紧螺母。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的俯视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1、支架；101、装配平台；1011、安装台；1012、固定螺栓；102、竖直部；103、加强梁；104、安装横梁；2、拉力组件；21、柔性拉索；22、收卷件；3、拉力测力计；4、目标工件；5、螺母；51、销孔；6、第一连接绳索；7、第二连接绳索；8、安装耳部；9、固定销；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1

参考图1，本实施例公开了一种螺母预紧装配装置，包括支架1、拉力组件2以及拉力测力计3，支架1可由型材焊接而成，支架1的中心设置有装配平台101，装配平台101与支架1可拆卸连接，具体的，装配平台101放置于支架1上并通过螺纹固定件（图中未示出）固定，螺纹固定件优选螺栓，支撑架上位于装配平台101的两侧对称设置有竖直部102，竖直部102与支架1底面之间连接有加强梁103，两侧的竖直部102顶部均水平设置有安装横梁104。

参考图1，装配平台101的顶面上设置有至少两个吊耳（图中未示出），方便吊运，装配平台101包括安装台1011以及固定螺栓1012，固定螺栓1012由安装台1011的底部穿透至安装台1011的顶面。

参考图1，本实施例中，目标工件4竖直固定于安装台1011上，在其他实施例中，目标工件4可水平安装于装配平台101上。

参考图1，螺母5安装于目标工件4上，本实施例中，目标工件4为大型液压机的活塞，螺母5采用M720的螺母，螺母5安装于目标工件4的顶部，本发明还可运用于螺母5安装于其他目标工件4的工况。

参考图1与图2，拉力组件2成偶数设置，每两组拉力组件2成一对施力组件，施力组件可设置一对以上，本实施例中，拉力组件2设置两组，即一对施力组件，两组拉力组件2均与螺母5连接，两组拉力组件2分别对螺母5施加沿螺母5外接圆切线方向的拉力，两组拉力组件2对螺母5施加的拉力方向相互平行且方向相反，从而对螺母5产生一扭矩，由支架1的俯视方向看，该扭矩为顺时针，使螺母5具有拧紧于目标工件4上的运动趋势。

本实施例中，拉力组件2为拉索组件，每一拉索组件均包括一柔性拉索21以及一收卷件22，柔性拉索21收卷于收卷件22，收卷件22为手动葫芦或电葫芦，优选采用电葫芦。

参考图1，本实施例中，收卷件22为悬空设置，拉力测力计3的两端分别连接有第一连接绳索6以及第二连接绳索7，第一连接绳索6与收卷件22的外壳固定，第二连接绳索7与支架1固定，本实施例中，收卷件22的外壳即电葫芦的外壳，拉力测力计3可为机械或数显测力计。

参考图1与图2，安装横梁104上设置有安装耳部8，安装耳部8位于装配平台101的两侧各设置一个，两安装耳部8与螺母5位于同一平面上，本实施例中，两安装耳部8的高度与螺母5的高度一致，第二连接绳索7与安装耳部8固定，第一连接绳索6与第二连接绳索7张紧后，第一连接绳索6与第二连接绳索7所在的直线与螺母5的外接圆相切。

参考图2，螺母5的外周对称均布有多个销孔51，本实施例中，销孔51设置四个，其中两个销孔51位于螺母5外接圆的其中一条直径上，另外两个销孔51位于螺母5外接圆的另一条直径上，这两条直径相互垂直。

每一销孔51中插设有固定销9，柔性拉索21与固定销9连接。

实施例2

参考图3，基于实施例1，本实施例提供一种螺母预紧装配装置，与实施例1的区别的地方在于，本实施例中，收卷件22的外壳与支架1固定连接，拉力测力计3设置于柔性拉索21上，具体地，柔性拉索21从某一处断开，在断开处，拉力测力计3的两端分别与断开后的柔性拉索21的两侧连接。

实施例3

参见图1、图2以及图3，基于实施例1或实施例2，本实施例公开了一种螺母预紧装配方法，包括：

步骤一：将目标工件4固定于装配平台101上，将螺母5放置于目标工件4上并使该螺母5与目标工件4螺纹连接；本实施例中，将活塞竖直固定于装配平台101，可采取两种方式：其中一种方式是使装配平台101固定于支架1，将活塞吊运至装配平台101的安装台1011上，通过固定螺栓1012固定活塞，另一种方式是装配平台101与支架1为分离状态，先把活塞放置于装配平台101的安装台1011上，通过固定螺栓1012使活塞与装配平台101固定连接后，再整体将装配平台101吊运至支架1的中心，通过螺纹固定件将安装平台与支架1固定；活塞固定于装配平台101后，将螺母5放置于活塞上并使螺母5螺纹连接，此过程人工操作劳动强度不大，可通过人工的方式进行；

步骤二：将成对的施力组件连接，使每一对施力组件中，两组所述拉力组件2与螺母5的连接点连线穿过所述螺母5的中心，且使两组所述拉力组件2对螺母5的施加拉力的方向相反且相互平行，且使成对施力组件产生的力矩对所述螺母5产生旋紧于目标工件4的运动趋势；本实施中，施力组件采用一对，将两组拉力组件2的柔性拉索21分别与螺母5上位于同一直径上的两个固定销9连接。

步骤三：将所需预紧的扭矩换算成目标拉力值，使两组所述拉力组件2同时动作，直到拉力测力计3上的示数与目标拉力值相等，根据扭矩M等于拉力F乘以力矩R，R为柔性拉索21与插销9的连接位置到螺母5的中心的距离，根据所需预紧的扭矩计算得到目标的拉力值，同时启动两组拉力组件2的收卷件22即电葫芦，两组拉力组件2分别对螺母5施加拉力，两个拉力的方向相反且相互平行，参考图2，从而由支架1的俯视方向看，两组拉力组件2对螺母5施加一顺时针的扭力，使得螺母5具有拧紧于活塞的运动趋势，当拉力测力计3上的示数与目标拉力值相等时，停止收卷件22的动作，即达到将螺母5按指定的扭矩值预紧的目的。

采用此预紧装配方法安装螺母，可减少预紧螺母时需要多人操作的麻烦，并且能够方便根据预定的预紧扭矩值对螺母进行预紧，对螺母实施预紧力的准确性提高。

基于上述实施例，上述的螺母预紧装配装置以及装配方法尤其适用于公称直径大于300mm的螺母的预紧。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种螺母预紧装配装置，其特征在于，包括支架(1)、拉力组件(2)以及拉力测力计(3)，所述支架(1)上设置有装配平台(101)，目标工件(4)固定于所述装配平台(101)上，螺母(5)螺纹连接于所述目标工件(4)，所述拉力组件(2)成偶数设置，所述拉力组件(2)至少设置两组，每两组所述拉力组件(2)成一对施力组件，每一对施力组件均与所述螺母(5)连接且每一对施力组件与所述螺母(5)的连接点位于所述螺母(5)外接圆的同一条直径上，每一对施力组件对所述螺母(5)施加的拉力方向相反且相互平行，以使所述螺母(5)具有旋紧于所述目标工件(4)的运动趋势，所述拉力测力计(3)对应每一所述拉力组件(2)各设置一个，所述拉力测力计(3)与所述拉力组件(2)连接以测量所述拉力组件(2)的输出拉力。

2.根据权利要求1所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述拉力组件(2)为拉索组件，所述拉索组件包括柔性拉索(21)以及收卷件(22)，所述柔性拉索(21)收卷于收卷件(22)，所述柔性拉索(21)的活动端与所述螺母(5)固定。

3.根据权利要求2所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述收卷件(22)悬空设置，所述拉力测力计(3)的两端分别连接有第一连接绳索(6)以及第二连接绳索(7)，所述第一连接绳索(6)远离所述拉力测力计(3)的一端与所述收卷件(22)的外壳固定，所述第二连接绳索(7)远离所述拉力测力计(3)的一端与所述支架(1)固定。

4.根据权利要求2所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述收卷件(22)的外壳与所述支架(1)固定，所述拉力测力计(3)设置于所述柔性拉索(21)上。

5.根据权利要求3所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述支架(1)上固定设置有两个安装耳部(8)，两个所述安装耳部(8)分别位于所述装配平台(101)的两侧，两个所述安装耳部(8)与所述螺母(5)位于同一平面上，所述第二连接绳索(7)远离所述拉力测力计(3)的一端与所述安装耳部(8)固定连接，所述第一连接绳索(6)与所述第二连接绳索(7)张紧后与所述螺母(5)的外接圆相切。

6.根据权利要求2所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述螺母(5)的外周对称均布有多个销孔(51)，每一所述销孔(51)内插设有固定销(9)，所述柔性拉索(21)远离所述收卷件(22)的一端与固定销(9)连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述装配平台(101)与所述支架(1)可拆卸连接，所述装配平台(101)上设置有至少两个吊耳。

8.根据权利要求7所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述装配平台(101)包括安装台(1011)以及固定螺栓(1012)，所述固定螺栓(1012)由所述安装台(1011)的底部穿透至所述安装台(1011)的顶面。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种螺母预紧装配装置，其特征在于，所述螺母(5)的公称直径大于300mm。

10.一种螺母预紧装配方法，其特征在于，运用权利要求1-9任一项所述的一种螺母预紧装配装置，包括：

步骤一：将目标工件(4)固定于装配平台(101)上，将螺母(5)放置于目标工件(4)上并使该螺母(5)与目标工件(4)螺纹连接；

步骤二：将成对的施力组件与螺母(5)连接，使每一对施力组件与螺母(5)的连接点连线穿过所述螺母(5)的中心，每一对施力组件对螺母(5)施加拉力的方向相反且相互平行，且使施力组件产生的力矩对所述螺母(5)产生旋紧于目标工件(4)的运动趋势；

步骤三：将所需预紧的扭矩换算成目标拉力值，使每一对施力组件的拉力组件(2)均同时动作，直到拉力测力计(3)上的示数与目标拉力值相等。

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