CN111113007B - 单轴拧紧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单轴拧紧机，涉及拧紧机技术领域，主要目的是避免拧紧作用中轮胎跟着高精枪的拧紧方向旋转，从而保证拧紧作业的顺利完成。本发明的主要技术方案为：该轴拧紧机，包括机架以及设置于所述机架上的拧紧轴，所述拧紧轴用于向待装配设备的螺栓输出扭矩，还包括安装架，所述安装架连接于所述机架上；制动单元，所述制动单元包括可分离连接的固定部和活动部，所述固定部设置于所述安装架；反力部，所述反力部与所述活动部连接，用于抵顶在所述待装配设备；当所述拧紧轴向所述待装配设备的螺栓输出扭矩时，所述制动单元的活动部能与固定部连接，所述反力部抵顶于所述待装配设备。本发明主要用于螺栓等的拧紧作业。

Description

单轴拧紧机

技术领域

本发明涉及拧紧机技术领域，具体而言，涉及一种单轴拧紧机。

背景技术

汽车轮胎与轮毂在装配时通常需要四颗或五颗螺栓进行连接，目前，汽车主机厂装配线上对螺栓的拧紧通常采用电动拧紧轴(也称为高精枪)一次完成对所有螺栓的拧紧。或者，在产能要求较低以及节省成本时，也可采用一根拧紧轴拧紧多颗螺栓。

然而，采用上述一根拧紧轴拧紧多个螺栓时，轮胎通常是悬空的，由于高精枪的拧紧轴输出的扭矩较大，导致轮胎会跟着高精枪的拧紧方向旋转，从而导致拧紧作业无法实现，操作不便。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种单轴拧紧机，主要目的是避免拧紧作用中轮胎跟着高精枪的拧紧方向旋转，从而保证拧紧作业的顺利完成。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种单轴拧紧机，包括机架以及设置于所述机架上的拧紧轴，所述拧紧轴用于向待装配设备的螺栓输出扭矩，还包括：

安装架，所述安装架连接于所述机架上；

制动单元，所述制动单元包括可分离连接的固定部和活动部，所述固定部设置于所述安装架；

反力部，所述反力部与所述活动部连接，用于抵顶在所述待装配设备；

当所述拧紧轴向所述待装配设备的螺栓输出扭矩时，所述制动单元的活动部能与固定部连接，所述反力部抵顶于所述待装配设备。

进一步地，所述反力部包括设置于所述活动部的反力杆体，所述反力杆体的端部设置有抵顶件，所述反力部通过所述抵顶件抵顶于所述待装配设备。

进一步地，所述抵顶件为球体，所述球体的外径与所述螺栓的螺栓帽中心孔的内径相适配；或，

所述抵顶件为筒体，所述筒体的内径与所述螺栓的螺栓帽外径相适配。

进一步地，所述制动单元为电磁制动器；

所述固定部和活动部别为中空结构且同轴设置；

所述拧紧轴用于通过接杆向所述螺栓输出扭矩，所述拧紧轴通过所述接杆穿过所述固定部和活动部；

所述活动部能带动所述反力部相对所述固定部围绕所述接杆转动。

进一步地，所述活动部的表面周向排布有多个安装孔，每个所述安装孔的中心与所述活动部表面的中心之间的距离不同和/或相同；

所述反力杆体的一端安装于所述安装孔内。

进一步地，该单轴拧紧机还包括：

空心轴；

所述固定部套设于所述空心轴的外部，并通过所述空心轴安装于所述安装架；

所述活动部套设于所述空心轴的外部，并通过第一轴承与所述空心轴转动连接；

所述空心轴内从外到内依次套设有第二轴承和铜套；

所述接杆穿过所述铜套，并支撑于所述铜套内，所述铜套与所述接杆同轴布置。

进一步地，所述活动部包括本体和与所述本体同轴连接的中空转盘，所述中空转盘的周向间隔设置有多个手柄。

进一步地，所述制动单元与所述拧紧轴的控制系统电连接。

借由上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的单轴拧紧机中，通过将安装架连接在拧紧机的机架上，制动单元的固定部连接在安装架上，而反力部与制动单元的活动部连接，实现了在拧紧轴向待装配设备的螺栓输出扭矩前，可以启动制动单元，使得其活动部与固定部连接，从而使得反力部固定，并抵顶在待装配设备上，进而在拧紧轴向待装配设备的螺栓输出扭矩的过程中，反力部可以抵消拧紧轴在拧紧螺栓过程中对待装配设备产生的反作用力，保证了待装配设备不会旋转，使得拧紧作用能够顺利完成，操作方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种单轴拧紧机的结构示意图；

图2为图1所示单轴拧紧机对轮胎的螺栓进行拧紧作业时的结构示意图。

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，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，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实施例保护范围的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种单轴拧紧机，包括机架1以及设置于机架1上的拧紧轴2，该拧紧轴2用于向待装配设备的螺栓输出扭矩，该单轴拧紧机还可以包括安装架3，该安装架3连接于机架1上；制动单元4，其包括可分离连接的固定部41和活动部42，其中，固定部41设置于安装架3；反力部5，与活动部42连接，用于抵顶在待装配设备；当拧紧轴2向待装配设备的螺栓输出扭矩时，制动单元4的活动部42能与固定部41连接，反力部5抵顶于待装配设备。其中，图2中标号“100”代表待装配设备，“200”代表待拧紧螺栓。

该单轴拧紧机可以为带有拧紧机输出头8(弯头转接头)的拧紧机，亦可以是不带拧紧机输出头8的拧紧机，具体可以根据不同的拧紧作业场景选择相应的拧紧机。而待装配设备可以为轮胎或轮毂。当拧紧轴2向待装配设备的螺栓输出扭矩前，可以启动制动单元4，使得其活动部42与固定部41连接，从而使得反力部5固定，并抵顶在待装配设备上，在拧紧轴2的旋转工作扭矩作用在待装配设备的被拧紧螺栓或螺母上时，反力部5抵顶在待装配设备上，制动单元4的制动力矩能够抵消拧紧轴2工作时对待装配设备产生的反作用力矩，从而保证待装配设备不会跟随拧紧轴2的拧紧方向旋转，顺利实现拧紧作业。

需要说明的是，应确保制动单元4启动时的制动力矩大于抵抗拧紧轴2工作时作用在反力部5上的扭矩，从而保证该拧紧机在工作时反力部5处于静止状态，进而确保待装配设备固定不旋转。

本发明实施例提供的单轴拧紧机中，通过将安装架3连接在拧紧机的机架1上，制动单元4的固定部41连接在安装架3上，而反力部5与制动单元4的活动部42连接，实现了在拧紧轴2向待装配设备的螺栓输出扭矩前，可以启动制动单元4，使得其活动部42与固定部41连接，从而使得反力部5固定，并抵顶在待装配设备上，进而在拧紧轴2向待装配设备的螺栓输出扭矩的过程中，反力部5可以抵消拧紧轴2在拧紧螺栓过程中对待装配设备产生的反作用力，保证了待装配设备不会旋转，使得拧紧作用能够顺利完成，操作方便。

在一可选的实施例中，参见图1，反力部5可以包括设置于活动部42的反力杆体51，且在该反力杆体51的端部可以设置有抵顶件52，使得反力部5通过该抵顶件52抵顶于待装配设备。通过将反力部5设置有杆体结构，并使得该杆体结构通过抵顶件52抵顶于待装配设备，方便了制动单元4通过反力部5向待装配设备提供用于抵消拧紧轴2工作时产生的反作用力的力矩。而且，该反力杆体51的数量可以为一个或多个。

为了进一步提高使用方便性，在一可选的实施例中，上述的抵顶件52可以为球体，且该球体的外径可以与螺栓的螺栓帽中心孔的内径相适配，从而实现了在拧紧作用开始前，操作人员可以将反力杆体51端部的球体插入待装配设备上除了待拧紧螺栓之外的螺栓的螺栓帽中心孔内，当制动单元4启动后，活动部42与固定部41连接，使得球体稳固抵顶在螺栓中心孔内。这样的结构设计，不仅能够保证反力部5抵顶在待装配设备上的稳定性，还避免了反力部5在抵顶时对待装配设备造成损坏，使用更方便。

在上述实施例中，为了提高操作人员的操作方便性，在拧紧作用开始前，操作人员可以将反力杆体51端部的球体插入待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽中心孔内，以便于操作人员观察操作。

当然，在一可替代的实施例中，抵顶件52不限于上述的结构形式，在该实施例中，抵顶件52可以为筒体，且该筒体的内径可以与螺栓的螺栓帽外径相适配。从而实现了在拧紧作用开始前，操作人员可以将反力杆体51端部的筒体套接在待装配设备上除了待拧紧螺栓之外的螺栓的螺栓帽外部，当制动单元4启动后，活动部42与固定部41连接，使得筒体稳固套接在螺栓帽外。这样的结构设计，不仅能够保证反力部5抵顶在待装配设备上的稳定性，还避免了反力部5在抵顶时对待装配设备造成损坏，使用更方便。

在上述实施例中，为了提高操作人员的操作方便性，在拧紧作用开始前，操作人员可以将反力杆体51端部的筒体套接在待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽中外部，以便于操作人员观察操作。

在一可选的实施例中，参见图1，制动单元4可以为电磁制动器、启动制动器或其它能够提供制动力矩的单元，本实施例采用操作简单、响应灵敏的电磁制动器作为制动单元4，其固定部41和活动部42别为中空结构且同轴设置；拧紧轴2用于通过接杆6向螺栓输出扭矩，即拧紧轴2的输出头上连接有接杆6，且该接杆6上可以连接有用于套接在被拧紧螺栓的螺栓帽外部的套筒61，拧紧轴2通过改接杆6穿过固定部41和活动部42；活动部42能带动反力部5相对固定部41围绕接杆6转动。

根据上述实施例，在拧紧作业前，操作人员可以操作拧紧机，使装在接杆6的套筒61与待拧紧的螺栓或螺母啮合，然后操作人员可以转动活动部42，使得反力杆体51上的球体或筒体与待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽连接，即可启动制动单元4，并开始拧紧作业。也就是说，本实施例可以实现通过转动活动部42来改变反力部5相对于接杆6的位置，从而便于操作人员通过转动活动部42实现将反力杆体51上的球体或筒体与待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽进行连接。

为了更进一步提高该拧紧机的通用性，在一可选的实施例中，活动部42的表面周向可以排布有多个安装孔，且每个安装孔的中心与活动部42表面的中心之间的距离不同和/或相同；反力杆体51的一端安装于安装孔内。

上述实施例中，每个安装孔的中心与活动部42表面中心之间的距离可以不同，从而使得该拧紧机能够适用于多种待装配设备的螺栓拧紧作用中，例如，当待装配设备为轮毂时，即可以通过更换安装孔，来调整反力杆体51的安装位置，来适应不同反作用力受力点的要求，即改变反力杆体51与接杆6之间的距离，使得接杆6通过套筒61与待拧紧螺栓的螺栓帽连接时，反力杆体51能够插到轮毂的工艺孔内，以抵消拧紧机作业时对轮毂产生的反作用力。

上述实施例中，每个安装孔的中心与活动部42表面中心之间的距离可以相同，或者，多个安装孔中，部分安装孔的中心与活动部42表面中心之间的距离不同，另一部分的安装孔中心与活动部42表面中心之间的距离相同，从而实现通过更换反力杆体51的安装孔位置，使得该拧紧机能够适用于更多不同的待装配设备的拧紧作业，以提高该拧紧机的通用性。当然，亦可以在多个安装孔内安装多个反力杆体51，实现拧紧作业。

在一可选的实施例中，参见图1，该单轴拧紧机还可以包括空心轴7；固定部41套设于空心轴7的外部，并通过空心轴7安装于安装架3；活动部42套设于空心轴7的外部，并通过第一轴承71与空心轴7转动连接；空心轴7内从外到内依次套设有第二轴承72和铜套73；接杆6穿过铜套73，并支撑于铜套73内，铜套73与接杆6同轴布置。这样的结构设计，实现了在不影响接杆6轴向伸缩的前提下，为接杆6提供了径向支撑，从而保证了接杆6在旋转工作时不会存在扭矩损失，进而保证拧紧机的正常作业。

上述实施例中，第一轴承71可以为圆锥滚子轴承，且可以通过轴用弹性挡圈固定该圆锥滚子轴承的内圈，以及通过孔用弹性挡圈将该圆锥滚子轴承的外圈固定在活动部42内腔中。第二轴承72可以为深沟球轴承，且可以通过孔用弹性挡圈限制该深沟球轴承周向窜动。而铜套73的周向窜动可以通过轴用弹性挡圈来进行限制。

为了便于操作人员转动制动单元4的活动部42，在一可选的实施例中，参见图1，活动部42可以包括本体和与本体同轴连接的中空转盘421，该中空转盘421的周向可以间隔设置有多个手柄422，从而使得操作人员可以手握手柄422来转动活动部42，调整反力部5的位置，操作更方便。

在一可选的实施例中，制动单元4可以与拧紧轴2的控制系统电连接。从而实现当控制系统接收到控制指令时，即可控制制动单元4启动，使得活动部42带着反力部5与固定部41连接，拧紧轴2旋转工作产生的扭矩作用在被拧紧螺栓/螺母上，而反力部5的抵顶件52顶在相邻螺栓的螺栓帽中心孔中(或套在相邻螺栓的螺栓帽外)，制动单元4的制动力矩用来抵消拧紧轴2工作时的反作用力矩；在当前的螺栓拧紧作业结束后，拧紧轴2向控制系统发送相应控制指令，使得控制系统控制制动单元4释放，活动部42与固定部41分离，并进入下一颗螺栓的拧紧作业，操作更方便。

下面以带有拧紧机输出头8(弯头转接头)的拧紧机，以及反力部5的抵顶件52为球体为例，并结合图1和图2，对本实施例提供的单轴拧紧机的工作过程进行具体说明。

首先，操作人员可操作拧紧机，使装在接杆6的套筒61与待拧紧的螺栓或母啮合；然后转动手柄422，使反力杆体51的中心对阵待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽中心，操作人员再沿接杆6轴向推动拧紧机，拧紧机输出头8的弹簧被压缩，使反力杆体51的球体顶住待拧紧螺栓附近的螺栓的螺栓帽中心孔，作人员按下启动按钮，电磁制动器4吸合，活动部42带着反力杆体51牢牢吸在电磁制动器4固定部41分上，拧紧轴2旋转工作扭矩作用在螺栓上，反力杆体51的球体顶在相邻螺栓的螺栓帽中心孔中，电磁制动器4的制动力矩用来抵消拧紧轴2工作时的反作用力矩；在当前的螺栓拧紧结束后，反馈给控制系统相关参数，控制系统控制电磁制动器4释放，活动部42又可以绕着空心轴7自由旋转。进入下一颗螺栓拧紧，重复上述步骤，直至所有的螺栓拧紧结束。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种单轴拧紧机，包括机架以及设置于所述机架上的拧紧轴，所述拧紧轴用于向待装配设备的螺栓输出扭矩，其特征在于，还包括：

安装架，所述安装架连接于所述机架上；

制动单元，所述制动单元包括可分离连接的固定部和活动部，所述固定部设置于所述安装架；

反力部，所述反力部与所述活动部连接，用于抵顶在所述待装配设备；

当所述拧紧轴向所述待装配设备的螺栓输出扭矩时，所述制动单元的活动部能与固定部连接，所述反力部抵顶于所述待装配设备；

所述制动单元为电磁制动器；

所述固定部和活动部别为中空结构且同轴设置；

所述拧紧轴用于通过接杆向所述螺栓输出扭矩，所述拧紧轴通过所述接杆穿过所述固定部和活动部；

所述活动部能带动所述反力部相对所述固定部围绕所述接杆转动。

2.根据权利要求1所述的单轴拧紧机，其特征在于，

所述反力部包括至设置于所述活动部的反力杆体，所述反力杆体的端部设置有抵顶件，所述反力部通过所述抵顶件抵顶于所述待装配设备。

3.根据权利要求2所述的单轴拧紧机，其特征在于，

所述抵顶件为球体，所述球体的外径与所述螺栓的螺栓帽中心孔的内径相适配；或，

所述抵顶件为筒体，所述筒体的内径与所述螺栓的螺栓帽外径相适配。

4.根据权利要求2所述的单轴拧紧机，其特征在于，

所述活动部的表面周向排布有多个安装孔，每个所述安装孔的中心与所述活动部表面的中心之间的距离不同和/或相同；

所述反力杆体的一端安装于所述安装孔内。

5.根据权利要求1所述的单轴拧紧机，其特征在于，还包括：

空心轴；

所述固定部套设于所述空心轴的外部，并通过所述空心轴安装于所述安装架；

所述活动部套设于所述空心轴的外部，并通过第一轴承与所述空心轴转动连接；

所述空心轴内从外到内依次套设有第二轴承和铜套；

所述接杆穿过所述铜套，并支撑于所述铜套内，所述铜套与所述接杆同轴布置。

6.根据权利要求1所述的单轴拧紧机，其特征在于，

所述活动部包括本体和与所述本体同轴连接的中空转盘，所述中空转盘的周向间隔设置有多个手柄。

7.根据权利要求1所述的单轴拧紧机，其特征在于，

所述制动单元与所述拧紧轴的控制系统电连接。

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