CN110281183B - 一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，包括：反作用力臂、套筒组件、套筒微调机构、扭矩测量机构、快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构及壳体；所述快速小扭矩机构与慢速高扭矩机构分别连接速度切换机构；所述快速小扭矩机构通过扭矩测量机构与套筒组件进行连接，将快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构的扭矩传递给套筒组件；所述套筒微调机构连接套筒组件，调节套筒组件的角度；所述套筒组件前部具有螺栓六方对应大小的凹槽，能与被拆卸螺栓六方进行套合，对螺栓进行拆装作业。本发明提出的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，可提高作业的便利性及安全性，提高工作效率。

Description

一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具

技术领域

本发明属于石油机械技术领域，涉及一种螺栓拆装工具，尤其涉及一种具备高低速切换功能的螺栓拆装工具。

背景技术

目前在国内防喷器生产厂家较多，产品规格型号多，防喷器修理厂一般都采用气动扳手拆装防喷器的螺栓。气动扳手主要是利用气源推动扳手内部的撞击锤，使撞击锤加速撞向出力轴，最终完成拆卸螺栓、螺母的动作。

气动扳手在对防喷器产品螺栓进行拆装时主要存在以下缺点：

(1)靠气动冲击完成螺栓拆装作业，噪音较大，扭力不平稳容易损坏螺栓六方；

(2)靠气动冲击作业，无法对拆装螺栓时的扭矩进行准确控制；

(3)扳手本身没有固定的反作用力臂作为支点，需要依靠操作人员双手扶正作为反作用力臂支点操作时存在一定的安全隐患；

(4)扭矩较小，无法对部分高扭矩螺栓进行拆装作业。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的螺栓拆装工具，以便克服现有螺栓拆装工具存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，可提高作业的便利性及安全性，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，所述螺栓拆装工具包括：反作用力臂、套筒组件、套筒微调机构、扭矩测量机构、快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构及壳体；

所述快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构及速度切换机构设置于所述壳体内部；所述快速小扭矩机构与套筒组件的一端连接；所述速度切换机构能根据所述扭矩测量机构测量的扭矩数据切换慢速高扭矩机构与套筒组件的连接状态，输出快速小扭矩或慢速高扭矩；

所述快速小扭矩机构包括马达、小齿轮、大齿轮、输出轴；马达为该机构的动力源，马达与小齿轮联接，小齿轮与大齿轮相互咬合，大齿轮与输出轴联接；马达能带动小齿轮旋转，小齿轮驱动大齿轮旋转，大齿轮带动输出轴旋转，实现快速旋转的功能；

所述慢速高扭矩机构包括液压扳手、方驱，液压扳手为慢速高扭矩机构的动力源；所述液压扳手内部为内六方结构，能在液压力的驱动下实现旋转功能；所述方驱为外六方结构，液压扳手的内六方结构与方驱的外六方结构进行配合，液压扳手旋转时能驱动方驱的外六方结构旋转，实现慢速高扭矩的功能；

所述速度切换机构包括推进回位机构、联接机构，推进回位机构连接联接机构，能带动联接机构前后移动；推进回位机构包括气缸，通过气缸带动所述联接机构；

所述扭矩测量机构及套筒组件的尾部均为外六方结构，慢速高扭矩机构为内六方结构，联接机构为内外六方结构；

所述推进回位机构带动联接机构移动至第一状态下，套筒组件尾部的外六方结构与慢速高扭矩机构的内六方结构通过联接机构联动到一起，此时慢速高扭矩机构进入工作状态，螺栓拆装工具液压扳手输出慢速高扭矩；

所述推进回位机构带动联接机构移动至第二状态下，套筒组件尾部的外六方结构与慢速高扭矩机构的内六方结构及联接机构联动分离，此时慢速高扭矩结束工作状态，由一直处于连接状态的快速小扭矩机构驱动套筒组件旋转，螺栓拆装工具输出快速小扭矩；

所述扭矩测量机构两端为外六方结构，其前端、后端分别配合的连接机构为内六方结构；

所述扭矩测量机构为所述螺栓拆装工具提供实时的扭矩数据，以便螺栓拆装工具根据实时扭矩值调整液压扳手工作状态；

所述套筒微调机构连接套筒组件，调节套筒组件的角度；

所述套筒微调机构包括推拉机构、连杆；推拉机构与连杆通过销轴联接，连杆与套筒组件外壁通过焊接联接；所述推拉机构能推动连杆移动，实现套筒组件的微调；推拉机构包括电动马达；

所述套筒组件前部具有螺栓六方对应大小的凹槽，能与被拆卸螺栓六方进行套合，对螺栓进行拆装作业；

所述反作用力臂与套筒组件外部采用六方联接，为套筒组件扭动螺栓时提供反向作用力；

所述螺栓拆装工具包括控制装置、PLC控制电路、速度传感器，所述控制装置连接PLC控制电路，PLC控制电路分别连接速度传感器、扭矩测量机构；

所述速度传感器设置于套筒组件的转动部分，用以获取套筒组件的转速信息；

所述扭矩测量机构用以获取螺栓拆装工具的工作扭矩；

所述PLC控制电路对扭矩测量机构及速度传感器监测数据进行实时采集并与控制装置进行实时交互；

所述PLC控制电路分别连接快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构，控制其动作。

一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，所述螺栓拆装工具包括：套筒组件、扭矩测量机构、第一扭矩输出机构、第二扭矩输出机构、扭矩切换结构及壳体；

所述第一扭矩输出机构、第二扭矩输出机构及速度切换机构设置于所述壳体内部；所述第一扭矩输出机构与套筒组件的一端连接；所述速度切换机构能根据所述扭矩测量机构测量的扭矩数据切换第二扭矩输出机构与套筒组件的连接状态。

作为本发明的一种实施方式，所述第一扭矩输出机构为快速小扭矩机构；

所述快速小扭矩机构包括马达、小齿轮、大齿轮、输出轴；马达为该机构的动力源，马达与小齿轮联接，小齿轮与大齿轮相互咬合，大齿轮与输出轴联接；马达能带动小齿轮旋转，小齿轮驱动大齿轮旋转，大齿轮带动输出轴旋转，实现快速旋转的功能。

作为本发明的一种实施方式，所述第二扭矩输出机构为慢速高扭矩机构；

所述慢速高扭矩机构包括液压扳手、方驱，液压扳手为慢速高扭矩机构的动力源；所述液压扳手能在液压力的驱动下实现旋转；液压扳手旋转时能驱动方驱旋转，实现慢速高扭矩。

作为本发明的一种实施方式，所述第一扭矩输出机构为快速小扭矩机构，所述第二扭矩输出机构为慢速高扭矩机构；

所述速度切换机构包括推进回位机构、联接机构，推进回位机构连接联接机构，能带动联接机构前后移动；

所述推进回位机构带动联接机构移动至第一状态下，套筒组件尾部与慢速高扭矩机构通过联接机构联动到一起，此时慢速高扭矩机构进入工作状态，螺栓拆装工具输出慢速高扭矩；

所述推进回位机构带动联接机构移动至第二状态下，套筒组件尾部与慢速高扭矩机构及联接机构联动分离，此时慢速高扭矩机构结束工作状态，由一直处于连接状态的快速小扭矩机构驱动套筒组件快速旋转，螺栓拆装工具输出快速小扭矩。

作为本发明的一种实施方式，所述螺栓拆装工具还包括套筒微调机构；所述套筒微调机构连接套筒组件，调节套筒组件的角度；

所述套筒微调机构包括推拉机构、连杆；推拉机构与连杆通过销轴联接，连杆与套筒组件外壁通过焊接联接；所述推拉机构能推动连杆移动，实现套筒组件的微调。

作为本发明的一种实施方式，所述套筒组件前部具有螺栓六方对应大小的凹槽，能与被拆卸螺栓六方进行套合，对螺栓进行拆装作业；

所述螺栓拆装工具还包括反作用力臂；所述反作用力臂与套筒组件外部采用六方联接，为套筒组件扭动螺栓时提供反向作用力。

作为本发明的一种实施方式，所述螺栓拆装工具包括控制装置、PLC控制电路、速度传感器，所述控制装置连接PLC控制电路，PLC控制电路分别连接速度传感器、扭矩测量机构；

所述速度传感器设置于套筒组件的转动部分，用以获取套筒组件的转速信息；

所述扭矩测量机构用以获取螺栓拆装工具的工作扭矩；

所述PLC控制电路对扭矩测量机构及速度传感器监测数据进行实时采集并与控制装置进行实时交互；

所述PLC控制电路分别连接快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构，控制其动作。

一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，所述螺栓拆装工具包括：套筒组件、第一驱动机构、第二驱动机构、切换结构及壳体；

所述第一驱动机构、第二驱动机构及切换机构设置于所述壳体内部；所述切换机构控制所述套筒组件与第一驱动机构或/和第二驱动机构连接。

作为本发明的一种实施方式，所述第一驱动机构为快速小扭矩机构，所述第二驱动机构为慢速高扭矩机构；所述螺栓拆装工具还包括扭矩测量机构；

所述切换机构能根据所述扭矩测量机构测量的扭矩数据切换第一驱动机构或/和第二驱动机构与套筒组件的连接状态。

本发明的有益效果在于：本发明提出的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，可提高作业的便利性及安全性，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中螺栓拆装工具的结构示意图。

图2为本发明一实施例中螺栓拆装工具的部分结构示意图。

图3为本发明一实施例中螺栓拆装工具一侧的结构示意图。

图4为本发明一实施例中快速小扭矩机构的结构示意图。

图5为本发明一实施例中快速小扭矩机构的结构示意图。

图6为本发明一实施例中慢速高扭矩机构的结构示意图。

图7为本发明一实施例中慢速高扭矩机构的结构示意图。

图8为本发明一实施例中速度切换机构的结构示意图。

图9为本发明一实施例中速度切换机构在慢速高扭矩状态的结构示意图。

图10为本发明一实施例中反作用力臂的结构示意图。

图11为本发明一实施例中反作用力臂与套筒组件的连接示意图。

图12为本发明一实施例中扭矩测量机构的结构示意图。

图13为本发明一实施例中套筒微调机构的结构示意图。

图14为本发明一实施例中控制部分的组成示意图。

图15为本发明一实施例中PLC控制电路的电路示意图。

图16为本发明一实施例中控制部分的电路示意图。

图17为本发明一实施例中扭矩感应及速度传感的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明揭示了一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，所述螺栓拆装工具包括：套筒组件、第一驱动机构、第二驱动机构、切换结构及壳体；所述第一驱动机构、第二驱动机构及切换机构设置于所述壳体内部；所述切换机构控制所述套筒组件与第一驱动机构或/和第二驱动机构连接。

在本发明的一实施例中，所述第一驱动机构为快速小扭矩机构，所述第二驱动机构为慢速高扭矩机构；所述螺栓拆装工具还包括扭矩测量机构；所述切换机构能根据所述扭矩测量机构测量的扭矩数据切换第一驱动机构或/和第二驱动机构与套筒组件的连接状态。

图1至图3为本发明一实施例中螺栓拆装工具的结构示意图；请参阅图1至图3，在本发明的一实施例中，所述螺栓拆装工具包括：反作用力臂1、套筒组件2、套筒微调机构3、扭矩测量机构4、快速小扭矩机构5、慢速高扭矩机构6、速度切换结构7及壳体8。

所述快速小扭矩机构5、慢速高扭矩机构6及速度切换机构7设置于所述壳体8内部；所述速度切换机构7能与快速小扭矩机构5或慢速高扭矩机构6连接，输出快速小扭矩或慢速高扭矩。

图4、图5为本发明一实施例中快速小扭矩机构的结构示意图；请参阅图4、图5，在本发明的一实施例中，所述快速小扭矩机构5包括马达51、小齿轮52、大齿轮53、输出轴54；马达51为该机构的动力源，马达51与小齿轮52联接，小齿轮52与大齿轮53相互咬合，大齿轮53与输出轴54联接；马达51能带动小齿轮52旋转，小齿轮52驱动大齿轮53旋转，大齿轮53带动输出轴54旋转，实现快速旋转的功能。当然，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他动力提供方式，如气缸、液压缸等。

图6、图7为本发明一实施例中慢速高扭矩机构的结构示意图；请参阅图6、图7，在本发明的一实施例中，所述慢速高扭矩机构6包括液压扳手61、方驱62，液压扳手61为慢速高扭矩机构6的动力源；所述液压扳手61内部为内六方结构，能在液压力的驱动下实现旋转功能；所述方驱62为外六方结构，液压扳手61的内六方结构与方驱62的外六方结构进行配合，液压扳手61旋转时能驱动方驱的外六方结构旋转，实现慢速高扭矩的功能。

图8为本发明一实施例中速度切换机构的结构示意图，图9为本发明一实施例中速度切换机构在慢速高扭矩状态的结构示意图；请参阅图8、图9，在本发明的一实施例中，所述速度切换机构7包括推进回位机构71、联接机构72，推进回位机构71连接联接机构72，能带动联接机构72前后移动。在本发明的一实施例中，推进回位机构71为推拉缸(如可以是气缸或液压缸)。

图10为本发明一实施例中扭矩测量机构的结构示意图；请参阅图10，在本发明的一实施例中，所述扭矩测量机构4两端为外六方结构，其前端、后端分别配合的连接机构为内六方结构，所述扭矩测量机构4与套筒组件的前端21、后端22采用六方联接。所述扭矩测量机构4为所述螺栓拆装工具提供实时的扭矩数据，以便螺栓拆装工具根据实时扭矩值调整液压扳手6工作状态。

在本发明的一实施例中，所述扭矩测量机构及套筒组件的尾部均为外六方结构，慢速高扭矩机构为内六方结构，联接机构为内外六方结构。

所述推进回位机构71带动联接机构72移动至第一状态下，套筒组件2尾部的外六方结构与慢速高扭矩机构6的内六方结构通过联接机构72联动到一起，此时慢速高扭矩机构进入工作状态，液压扳手61输出慢速高扭矩。

所述推进回位机构71带动联接机构72移动至第二状态下，套筒组件2尾部的外六方结构与慢速高扭矩机构6的内六方结构及联接机构72联动分离，此时慢速高扭矩机构6结束工作状态，螺栓拆装工具输出快速小扭矩。请参阅图8，图8描述了本发明一实施例中速度切换的原理。

图11为本发明一实施例中套筒微调机构的结构示意图；请参阅图11，在本发明的一实施例中，所述套筒微调机构3连接套筒组件2，调节套筒组件2的角度。所述套筒微调机构3包括推拉机构31、连杆32；推拉机构31与连杆32通过销轴联接，连杆32与套筒组件2的外壁通过焊接联接；所述推拉机构31能推动连杆32移动，实现套筒组件2的微调。所述套筒组件2前部21具有螺栓六方对应大小的凹槽，能与被拆卸螺栓六方进行套合，对螺栓进行拆装作业。

图12为本发明一实施例中反作用力臂的结构示意图，图13为本发明一实施例中反作用力臂与套筒组件的连接示意图；请参阅图12、图13，在本发明的一实施例中，所述反作用力臂1与套筒组件2外部采用六方联接，为套筒组件2扭动螺栓时提供反向作用力。

在本发明的一实施例中，所述螺栓拆装工具包括控制装置、PLC控制电路、速度传感器，所述控制装置连接PLC控制电路，PLC控制电路分别连接速度传感器、扭矩测量机构。所述速度传感器设置于套筒组件的转动部分，用以获取套筒组件的转速信息。所述扭矩测量机构用以获取螺栓拆装工具的工作扭矩。所述PLC控制电路对扭矩测量机构及速度传感器监测数据进行实时采集并与控制装置进行实时交互。所述PLC控制电路分别连接快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构，控制其动作。

图14为本发明一实施例中控制部分的组成示意图；请参阅图14，在本发明的一实施例中，可编程控制器PLC分别连接控制系统、扭矩传感器、速度传感器、快慢速切换控制电路，控制系统连接控制按键(控制动作的开始及停止)；快慢速切换控制电路控制螺栓拆装工具处于快速低扭矩状态或及慢速高扭矩状态。

图15为本发明一实施例中PLC控制电路的电路示意图；请参阅图15，在本发明的一实施例中，通过PLC控制电路控制各个部件的动作；本发明一实施例的具体控制方式可参阅图15中揭示的方案。由于PLC控制电路如何对马达、气缸、液压缸等部件的控制是本领域的现有方式，也可以采用本领域技术人员知悉的其他控制方案来实现对各个部件的控制。

图16为本发明一实施例中控制部分的电路示意图，图17为本发明一实施例中扭矩感应及速度传感的电路示意图；请参阅图16、图17，在本发明的一实施例中，通过西门子PLC模块CPU226实现对各个部件的控制。此外，具体的扭矩传感、转速传感方式可参阅图17的电路。扭矩测量电路安装在扭矩测量机构的前端、后端，通过比较两个测量电路输出的相位差，可实时获得扭矩信息；通过在套筒组件设置角速度传感器，获取角速度传感器的数据，从而得到套筒组件的转速。当然，PLC控制电路如何对马达、气缸、液压缸等部件的控制是本领域的现有方式，获取扭矩、转速的方式也是现有技术，也可以采用本领域技术人员知悉的其他控制方案来实现对各个部件的控制。

本发明中，快速小扭矩部分采用液压或者电动马达提供动力，能够做到准确调整该工具快速拆装螺栓时的输出扭矩，从而对工具快速小扭矩作业时的扭矩输出进行精确控制。同时，慢速高扭矩部分采用大扭矩液压扳手提供动力，可以对工具慢速高扭矩作业时的扭矩输出进行控制。

本发明工具内部具有扭矩测量机构，该机构可以实时测量工具的扭矩输出值，可以进一步监控工具的扭矩输出值。无论是快速部分的马达还是慢速部分的液压扳手，动力输出都具备线性平稳的特点，因此工具扭矩输出线性平稳，避免对螺栓零件形成冲击。

本发明具有速度切换装置，可以做到螺栓拆卸过程中速度自由切换，既提高工作效率又能够避免工具扭矩过载，保护工具更加安全。

本发明具备扭矩微调机构，当套筒组件被卡出现扳手无法正常拆卸时可对套筒位置进行微调，将工具顺利拆下。工具本身具有反作用力臂，不需要人力辅助，工作时更加安全可靠。

综上所述，本发明提出的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，可提高作业的便利性及安全性，提高工作效率。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，其特征在于，所述螺栓拆装工具包括：套筒组件、扭矩测量机构、第一扭矩输出机构、第二扭矩输出机构、扭矩切换结构及壳体；

所述第一扭矩输出机构、第二扭矩输出机构及速度切换机构设置于所述壳体内部；所述第一扭矩输出机构与套筒组件的一端连接；所述速度切换机构能根据所述扭矩测量机构测量的扭矩数据切换第二扭矩输出机构与套筒组件的连接状态；

所述第一扭矩输出机构为快速小扭矩机构；所述快速小扭矩机构包括马达、小齿轮、大齿轮、输出轴；马达为该机构的动力源，马达与小齿轮联接，小齿轮与大齿轮相互咬合，大齿轮与输出轴联接；马达能带动小齿轮旋转，小齿轮驱动大齿轮旋转，大齿轮带动输出轴旋转，实现快速旋转的功能；

所述第二扭矩输出机构为慢速高扭矩机构；所述慢速高扭矩机构包括液压扳手、方驱，液压扳手为慢速高扭矩机构的动力源；所述液压扳手能在液压力的驱动下实现旋转；液压扳手旋转时能驱动方驱旋转，实现慢速高扭矩；

所述第一扭矩输出机构为快速小扭矩机构，所述第二扭矩输出机构为慢速高扭矩机构；所述速度切换机构包括推进回位机构、联接机构，推进回位机构连接联接机构，能带动联接机构前后移动；所述推进回位机构带动联接机构移动至第一状态下，套筒组件尾部与慢速高扭矩机构通过联接机构联动到一起，此时慢速高扭矩机构进入工作状态，螺栓拆装工具输出慢速高扭矩；所述推进回位机构带动联接机构移动至第二状态下，套筒组件尾部与慢速高扭矩机构及联接机构联动分离，此时慢速高扭矩机构结束工作状态，由一直处于连接状态的快速小扭矩机构驱动套筒组件快速旋转，螺栓拆装工具输出快速小扭矩。

2.根据权利要求1所述的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，其特征在于：

所述螺栓拆装工具还包括套筒微调机构；所述套筒微调机构连接套筒组件，调节套筒组件的角度；

所述套筒微调机构包括推拉机构、连杆；推拉机构与连杆通过销轴联接，连杆与套筒组件外壁通过焊接联接；所述推拉机构能推动连杆移动，实现套筒组件的微调。

3.根据权利要求1所述的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，其特征在于：

所述套筒组件前部具有螺栓六方对应大小的凹槽，能与被拆卸螺栓六方进行套合，对螺栓进行拆装作业；

所述螺栓拆装工具还包括反作用力臂；所述反作用力臂与套筒组件外部采用六方联接，为套筒组件扭动螺栓时提供反向作用力。

4.根据权利要求1所述的具有高低扭矩切换功能的防喷器螺栓拆装工具，其特征在于：

所述螺栓拆装工具包括控制装置、PLC控制电路、速度传感器，所述控制装置连接PLC控制电路，PLC控制电路分别连接速度传感器、扭矩测量机构；

所述速度传感器设置于套筒组件的转动部分，用以获取套筒组件的转速信息；

所述扭矩测量机构用以获取螺栓拆装工具的工作扭矩；

所述PLC控制电路对扭矩测量机构及速度传感器监测数据进行实时采集并与控制装置进行实时交互；

所述PLC控制电路分别连接快速小扭矩机构、慢速高扭矩机构、速度切换结构，控制其动作。