CN111810464A - 螺栓拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种螺栓拧紧装置，属于机械设备领域。螺栓拧紧装置包括供油机构、电动泵、控制机构以及施力机构；供油机构包括油箱，电动泵位于油箱上，且电动泵的进油口与油箱连通；控制机构包括比例换向阀，比例换向阀位于油箱上，且比例换向阀的进油口与电动泵的出油口连通，比例换向阀的出油口与油箱连通；施力机构包括工作头以及套筒，工作头的第一油口与比例换向阀的第一工作油口连通，工作头的第二油口与比例换向阀的第二工作油口连通，套筒可拆卸地插装在工作头上，工作头用于驱动套筒旋转。本公开通过螺栓拧紧装置可以高精度的输出不同方向的转动力矩以对螺栓拧紧。

Description

螺栓拧紧装置

技术领域

本公开属于机械设备领域，特别涉及一种螺栓拧紧装置。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，工业生产过程中对零件的装配精度和装配可靠性，也要求的越来越高。比如，在某些装配工序中，需要对螺栓施加拧紧力矩，而在拧紧螺栓时需要实时控制其力矩的精度，保证螺栓的装配能够顺利实施。

相关技术中，对螺栓施加拧紧力矩时所采用的作业方式往往是借助手动葫芦，通过手动葫芦来拉扳手，以对螺栓进行拧紧。

然而，手动葫芦的施工效率低，拉力大小只能依靠作业人员的目视检查，误差比较大。

发明内容

本公开实施例提供了一种螺栓拧紧装置，可以高精度自动对螺栓拧紧。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种螺栓拧紧装置，所述螺栓拧紧装置包括供油机构、电动泵、控制机构以及施力机构；

所述供油机构包括油箱，所述电动泵位于所述油箱上，且所述电动泵的进油口与所述油箱连通；

所述控制机构包括比例换向阀，所述比例换向阀位于所述油箱上，且所述比例换向阀的进油口与所述电动泵的出油口连通，所述比例换向阀的出油口与所述油箱连通；

所述施力机构包括工作头以及套筒，所述工作头的第一油口与所述比例换向阀的第一工作油口连通，所述工作头的第二油口与所述比例换向阀的第二工作油口连通，所述套筒可拆卸地插装在所述工作头上，所述工作头用于驱动所述套筒旋转。

在本公开的又一种实现方式中，所述控制机构还包括比例溢流阀，所述比例溢流阀位于所述油箱上，所述比例溢流阀的进油口与所述电动泵的出油口连通，所述比例溢流阀的出油口与所述油箱连通，所述比例溢流阀的控制油口与所述比例溢流阀的进油口连通。

在本公开的又一种实现方式中，所述油箱的侧壁上具有阀座，所述比例换向阀及所述比例溢流阀均安装在所述阀座上。

在本公开的又一种实现方式中，所述阀座内部具有第一油道及回油道，所述第一油道的进油口与所述电动泵的出油口连通，所述第一油道的出油口与所述比例换向阀的进油口连通，所述回油道的出油口与所述油箱连通，所述回油道的进油口与所述比例换向阀的出油口连通。

在本公开的又一种实现方式中，所述阀座内部还具有第二油道及第三油道，所述第二油道的进油口与所述第一油道连通，所述第二油道的出油口与所述比例溢流阀的进油口连通，所述第三油道的进油口与所述比例溢流阀的出油口连通，所述第三油道的出油口与所述回油道连通。

在本公开的又一种实现方式中，所述供油机构还包括控制器，所述控制器位于所述油箱上，所述控制器分别与所述比例换向阀及所述电动泵电连接。

在本公开的又一种实现方式中，所述控制机构还包括压力传感器，所述压力传感器位于所述油箱上，所述压力传感器与所述控制器电连接。

在本公开的又一种实现方式中，所述油箱上还具有操作面板，所述操作面板与所述控制器电连接。

在本公开的又一种实现方式中，所述控制机构还包括压力表，所述压力表位于所述油箱上。

在本公开的又一种实现方式中，所述施力机构还包括连接销，所述套筒通过所述连接销与所述工作头可拆卸地安装在一起。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本公开实施例提供的螺栓拧紧装置在对螺栓进行拧紧时，由于该螺栓拧紧装置包括供油机构、电动泵、控制机构以及施力机构，所以可以通过供油机构为该螺栓拧紧装置提供所需的液压油。通过电动泵可以将供油机构中油箱中的液压油泵送给控制机构，再通过控制机构中的比例换向阀传输至施力机构中，使得施力机构中的工作头能够在高压油液的驱动下进行转动，进而带动施力机构中的套筒转动，使得套筒能够对夹装的螺栓施加力矩，以实现对螺栓的拧紧。

并且，由于比例换向阀的第一工作油口与工作头的第一油口连通，比例换向阀的第二工作油口与工作头的第二油口连通，所以可以通过控制比例换向阀使得工作头的第一油口为进油口或者出油口，工作头的第二油口为出油口或者进油口，进而实现工作头的正向转动或者反向转动，以致使得套筒能够实现正向或者反向转动，最终对螺栓实现正向拧紧或者反向拧紧。也就是说，通过调节比例换向阀的方向，可以满足不同方向的力矩输出，以致适应多种工作场景的需求。同时，也可以通过控制比例换向阀的阀口开度，可以缓慢施加输出力矩，有效减少冲击，保证实际输出力矩的精度及可靠性。

本公开实施例提供的螺栓拧紧装置结构简单，操作简便，自动化程度高，输出力矩精度较高，施加力矩的过程中对螺栓等设备的冲击力度较小，能够显著提高螺栓拧紧装置的工作效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的螺栓拧紧装置结构示意图；

图2是本公开实施例提供的螺栓拧紧装置的液压图。

图中各符号表示含义如下：

1、供油机构；11、油箱；111、阀座；1111、第一油道；1112、回油道；1113、第二油道；1114、第三油道；112、操作面板；113、液位计；114、空气滤清器；12、控制器；

2、电动泵；

3、控制机构；31、比例换向阀；32、比例溢流阀；33、压力传感器；34、压力表；

4、施力机构；41、工作头；42、套筒；43、连接销；

100、螺栓。

具体实施方式

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

本公开实施例提供了一种螺栓拧紧装置，如图1所示，螺栓拧紧装置包括供油机构1、电动泵2、控制机构3以及施力机构4。

供油机构1包括油箱11，电动泵2位于油箱11上，且电动泵2的进油口与油箱11连通。

控制机构3包括比例换向阀31，比例换向阀31位于油箱11上，且比例换向阀31的进油口P与电动泵2的出油口连通，比例换向阀31的出油口T与油箱11连通。

图2是本公开实施例提供的螺栓拧紧装置的液压图，结合图2，施力机构4包括工作头41以及套筒42，工作头41的第一油口a1与比例换向阀31的第一工作油口A连通，工作头41的第二油口b1与比例换向阀31的第二工作油口B连通，套筒42可拆卸地插装在工作头41上，工作头41用于驱动套筒42旋转。

通过本公开实施例提供的螺栓拧紧装置在对螺栓进行拧紧时，由于该螺栓拧紧装置包括供油机构1、电动泵2、控制机构3以及施力机构4，所以可以通过供油机构1为该螺栓拧紧装置提供所需的液压油。通过电动泵2可以将供油机构1中油箱11中的液压油泵送给控制机构3，再通过控制机构3中的比例换向阀31传输至施力机构4中，使得施力机构4中的工作头41能够在高压油液的驱动下进行转动，进而带动施力机构4中的套筒42转动，使得套筒42能够对夹装的螺栓施加力矩，以实现对螺栓的拧紧。

并且，由于比例换向阀31的第一工作油口A与工作头41的第一油口a1连通，比例换向阀31的第二工作油口B与工作头41的第二油口b1连通，所以可以通过控制比例换向阀31使得工作头41的第一油口a1为进油口或者出油口，工作头41的第二油口b1为出油口或者进油口，进而实现工作头41的正向转动或者反向转动，以致使得套筒42能够实现正向或者反向转动，最终对螺栓100实现正向拧紧或者反向拧紧。也就是说，通过调节比例换向阀31的方向，可以满足不同方向的力矩输出，以致适应多种工作场景的需求。同时，也可以通过控制比例换向阀31的阀口开度，可以缓慢施加输出力矩，有效减少冲击，保证实际输出力矩的精度及可靠性。

本公开实施例提供的螺栓拧紧装置结构简单，操作简便，自动化程度高，输出力矩精度较高，施加力矩的过程中对螺栓等设备的冲击力度较小，能够显著提高螺栓拧紧装置的工作效率和可靠性。

再次参见图1，可选地，油箱11的侧壁上具有阀座111，比例换向阀31安装在阀座111的一侧上。

在上述实现方式中，油箱11的侧壁上具有阀座111，可以使得比例换向阀31能够牢固稳定的安装在油箱11的侧壁上。

示例性地，阀座111可以为长方块结构件，比例换向阀31和油箱11分别位于阀座111的相反两侧。

在上述实现方式中，通过将阀座111设置为长方块结构件，一方面便于将阀座111安装在油箱11上，另一方面也便于加工制作。

再次参见图2，可选地，阀座111内部具有第一油道1111及回油道1112，第一油道1111的进油口与电动泵2的出油口连通，第一油道1111的出油口与比例换向阀31的进油口P连通，回油道1112的出油口与油箱11连通，回油道1112的进油口与比例换向阀31的出油口T连通。

在上述实现方式中，通过在阀座111内部设有第一油道1111，可以通过第一油道1111将电动泵2的出油口中的高压油液顺利流入到比例换向阀31中，进而通过比例换向阀31将高压油液输送到工作头41内。同样的，通过在阀座111内部设有回油道1112，可以将从工作头41流出的低压油压流入在比例换向阀31中后，经过回油道1112将比例换向阀31中的低压油液重新回到油箱11内，进而完成一个油路循环。

继续参见图2，可选地，控制机构3还包括比例溢流阀32，比例溢流阀32位于油箱11上，比例溢流阀32的进油口a2与电动泵2的出油口连通，比例溢流阀32的出油口b2与油箱11连通，比例溢流阀32的控制油口x与比例溢流阀32的进油口a2连通。

在上述实现方式中，由于该控制机构3还包括比例溢流阀32，所以可以通过比例溢流阀32设定一定的压力值，以限制进入工作头41的油液的压力，当进入工作头41的油液的压力超过比例溢流阀32的设定值时，油液压力就不再升高，相当于工作头41的力矩不再增加。也就是说，通过比例溢流阀32可以控制该螺栓拧紧装置的最高工作压力，进而保护该螺栓拧紧装置在进行力矩输出时的安全可靠，避免因为工作压力过大而引发安全事故。

示例性地，比例溢流阀32安装在阀座111上，且比例溢流阀32和比例换向阀31位于阀座111的同一侧。

在上述实现方式中，通过将比例溢流阀32和比例换向阀31安装在阀座111的同一侧，可以使得该螺栓拧紧装置结构更为紧凑，阀座111内部的油道连接更为方便。

可选地，阀座111内部还具有第二油道1113及第三油道1114，第二油道1113的进油口与第一油道1111连通，第二油道1113的出油口与比例溢流阀32的进油口连通，第三油道1114的进油口与比例溢流阀32的出油口连通，第三油道1114的出油口与回油道1112连通。

在上述实现方式中，通过在阀座111内设有第二油道1113，可以通过第二油道1113将电动泵2的出油口中的高压油液顺利流入到比例溢流阀32中，以经过比例溢流阀32实现对油路的控制，而在阀座111内设有第三油道1114可以将进入到比例溢流阀32中的油液再次回到油箱11中，保证比例溢流阀32的正常工作。

示例性地，阀座111可以为金属机加工件，阀座111外壁具有多个油管接口。各个油管接口均用于连接油管。其中，第一油道1111的进油口设有第一油管接口，第一油管接口连接油管，以便将第一油道1111与电动泵2的出油口连通。回油道1112的出油口设有第二油管接口，第二油管接口连接油管以便将回油道1112与油箱11之间连通。同样的，第一油道1111的出油口设有第三油管接口，第三油管接口连接油管，以便将第一油道1111与比例换向阀31的进油口P连通。回油道1112的进油口设有第四油管接口，第四油管接口连接油管以便将比例换向阀31的出油口T与回油道1112之间连通。第二油道1113的出油口设有第五油管接口，第五油管接口连接油管，以便通过第二油道1113将电动泵2中的高压油液顺利流入到比例溢流阀32中，第三油道1114的进油口设有第六油管接口，第六油管接口连接油管，以便将比例溢流阀32出油口b2与第三油道1114连通，进而实现比例溢流阀32出油口b2与油箱11连通。

示例性地，比例换向阀31的第一工作油口A及第二工作油口处均连接有油管，通过油管将比例换向阀31的第一工作油口A与工作头41的第一油口a1连通，通过油管将比例换向阀31的第二工作油口B与工作头41的第二油口b1连通。

本实施例中，比例换向阀31可以为三位四通电磁比例换向阀。

再次参见图1，可选地，供油机构1还包括控制器12，控制器12位于油箱11上，控制器12分别与比例换向阀31及电动泵2电连接。

在上述实现方式中，通过在油箱11的侧壁上设有控制器12，可以通过控制器12对比例换向阀31及电动泵2进行控制。

本实施例中，控制器12可自动启停电动泵2，且控制器12内部装有编写的专用控制程序，可接收输入指令，经过内部算法运算，同时也可以发送指令来控制比例换向阀31，使得比例换向阀31根据不同的指令做出不同的动作，进而保证该螺栓拧紧装置中在使用过程中一直处于安全工作压力之内，且在达到输出力矩后能够得以保持。

可选地，油箱11上还具有操作面板112，操作面板112与控制器12电连接。

在上述实现方式中，操作面板112可显示当前该螺栓拧紧装置中的工作状态对应的工作参数，同时又可以接收不同的指令，如拧紧力矩、保持力矩的时间等。

操作面板112能够对控制器12做出不同的指令。控制器12接收到不同的指令，经过内部算法运算，可发送指令控制比例换向阀31动作或者电动泵2的启闭。

比如，在操作该螺栓拧紧装置时，可以先在操作面板112上输入指令，使得控制器12能够开启电动泵2，电动泵2开始工作；

然后，操作操作面板112使得控制器12接受相应的指令，对比例换向阀31进行控制，使得比例换向阀31能够将电动泵2泵送的高压油液进入到工作头41中，工作头41进行转动，进而带动套筒42转动，使得套筒42内装设的螺栓100实现拧紧。

当工作结束后，可以直接在操作面板112上输入结束的指令，电动泵2停止工作，比例换向阀31的阀芯恢复初始位置。

示例性地，操作面板112可以为触摸屏。

继续参见图1，可选地，油箱11的侧壁还具有液位计113。

在上述实现方式中，通过在油箱11的侧壁上设有液位计113，可以将油箱11内部的储油量进行实时在线检测，保证油箱11内部装有的液压油量合适，不会因为油箱11内部的液压油量太少或者太多而影响该螺栓拧紧装置的正常使用。

可选地，油箱11的内部还具有空气滤清器114。

在上述实现方式中，通过在油箱11的内部装有空气滤清器114，可以通过空气滤清器114将油箱11内部的空气进行清洁过滤，避免因为油箱11内部含有杂质而影响该螺栓拧紧装置的正常使用。

可选地，油箱11的顶部还具有用于维修保养的人孔盖(图中未示出)。

示例性地，油箱11可以为焊接结构件。

在上述实现方式中，通过将油箱11设计为焊接结构件，不仅可以节约该螺栓拧紧装置的制作成本，同时也便于根据实际工作的需求，加工成需要的油箱11。

继续参见图1，可选地，控制机构3还包括压力传感器33，压力传感器33位于油箱11上，压力传感器33与控制器12电连接。

示例性地，压力传感器33安装在阀座111上，压力传感器33、比例溢流阀32和比例换向阀31位于阀座111的同一侧。

在上述实现方式中，通过在阀座111上装有压力传感器33，可以通过压力传感器33实时监测该螺栓拧紧装置的工作压力，并将压力信号反馈至控制器12形成闭环控制，进而保证螺栓拧紧装置的输出力矩的精度，同时在达到需求力矩后，也可进行保持，确保该螺栓拧紧装置能够长时间稳定的对螺栓100等输出力矩。

另外，通过将压力传感器33、比例溢流阀32和比例换向阀31安装在阀座111的同一侧，可以使得该螺栓拧紧装置结构更为紧凑，阀座111内部的油道连接更为方便。

示例性地，压力传感器33的检测触头安装在阀座111的第一油道1111内，通过压力传感器33的检测触头可以实时将第一油道1111内的高压油液的压力进行检测，且将压力信号反馈至控制器12形成闭环控制系统，然后，通过控制器12进行判断该压力值是否在安全正常范围内，进而保证该螺栓拧紧装置输出力矩的精度。

可选地，控制机构3还包括压力表34，压力表34位于油箱11上。

示例性地，压力表34安装在阀座111上，压力表34、压力传感器33、比例溢流阀32和比例换向阀31位于阀座111的同一侧。

在上述实现方式中，通过设置压力表34可以实时显示螺栓拧紧装置的工作压力，操作人员可以直接目视观察压力表的数据，便可对螺栓拧紧装置的工作状态进行检测，如果发现压力表显示的数据有问题，必要时可停止该螺栓拧紧装置，防止发生意外。

示例性地，压力表34的压力进油口与阀座111的第一油道1111连通，进而通过压力表34能够实时检测并显示第一油道1111中高压油液的压力，操作人员便于直接目测压力表34便可得知进入到比例换向阀31中的高压油液的压力值，如果压力值过大，则可以直接关闭该螺栓拧紧装置，确保该螺栓拧紧装置的正常运行。

示例性地，工作头41可以为液压扳手工作头，工作头内部具有液压马达，工作头能够在液压油的作用下进行转动。

可以理解，工作头41也可以为其他类型的工作头，具体可以根据实际工作场景进行更换。

可选地，施力机构4还包括连接销43，套筒42通过连接销43与工作头41可拆卸地安装在一起。

在上述实现方式中，连接销43用于将工作头41中的力矩传递至套筒42中，使得套筒42能够跟随工作头41进行同步转动。

示例性地，连接销43可以为方销，且连接销43可以为金属机加工件。套筒42为金属机加工件，套筒42套在需施加拧紧力矩的螺栓上，配置有与方销配合的孔。

下面简单介绍一下本实施例提供的螺栓拧紧装置的工作方式：

首先，将待拧紧的螺栓100插装在套筒42内；

然后，控制操作面板112，使得电动泵2启动，并调节比例换向阀31的方向及开合大小；

接着，电动泵2将油箱11的液压油泵送进阀座111中的第一油道1111内，第一油道1111将高压油传输至比例换向阀31的进油口P中，高压油液通过比例换向阀31的第一工作油口A或者第二工作油口B进入到工作头41的第一油口a1或者第二油口b1内，工作头41在高压油液下的驱动下进行正向或者反向转动，同时带动套筒42内的连接销43正向或者反向转动，连接销43正向或者反向转动的同时带动套筒42正向反向转动，此时，套筒42内夹装的螺栓100实现正向反向转动，进而实现正向反向或者力矩的传输。与此同时，工作头41将低压油液通过第二油口b1或者第一油口a1传输至比例换向阀31的第二工作油口B或者第一工作油口A，然后低压油液通过比例换向阀31的第二工作油口B或者第一工作油口A进入到比例换向阀31的出油口T，最终通过回油道1112进入到阀座111内，并回到油箱11中。

当需要反向力矩的输出时，此时，将电动泵2关闭，重新调节比例换向阀31的方向即可，然后再次将电动泵2启动，在电动泵2的作用下，比例换向阀31重新将高压油液经过其第二工作油口B或者第一工作油口A输送至工作头41的第二油口b1或者第一油口a1中，该反向力矩的输出与上述过程正好相反，不再赘述。

并且，在使用过程中，可以通过比例溢流阀32设定一定的压力值，以便对进入工作头41内的油液的压力进行控制，当进入工作头41内的油液的压力超过比例溢流阀32的设定值时，油液压力就不再升高，相当于工作头41的力矩不再增加，进而保证该螺栓拧紧装置的正常使用。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺栓拧紧装置，其特征在于，所述螺栓拧紧装置包括供油机构(1)、电动泵(2)、控制机构(3)以及施力机构(4)；

所述供油机构(1)包括油箱(11)，所述电动泵(2)位于所述油箱(11)上，且所述电动泵(2)的进油口与所述油箱(11)连通；

所述控制机构(3)包括比例换向阀(31)，所述比例换向阀(31)位于所述油箱(11)上，且所述比例换向阀(31)的进油口与所述电动泵(2)的出油口连通，所述比例换向阀(31)的出油口与所述油箱(11)连通；

所述施力机构(4)包括工作头(41)以及套筒(42)，所述工作头(41)的第一油口与所述比例换向阀(31)的第一工作油口连通，所述工作头(41)的第二油口与所述比例换向阀(31)的第二工作油口连通，所述套筒(42)可拆卸地插装在所述工作头(41)上，所述工作头(41)用于驱动所述套筒(42)旋转。

2.根据权利要求1所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述控制机构(3)还包括比例溢流阀(32)，所述比例溢流阀(32)位于所述油箱(11)上，所述比例溢流阀(32)的进油口与所述电动泵(2)的出油口连通，所述比例溢流阀(32)的出油口与所述油箱(11)连通，所述比例溢流阀(32)的控制油口与所述比例溢流阀(32)的进油口连通。

3.根据权利要求2所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述油箱(11)的侧壁上具有阀座(111)，所述比例换向阀(31)及所述比例溢流阀(32)均安装在所述阀座(111)上。

4.根据权利要求3所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述阀座(111)内部具有第一油道(1111)及回油道(1112)，所述第一油道(1111)的进油口与所述电动泵(2)的出油口连通，所述第一油道(1111)的出油口与所述比例换向阀(31)的进油口连通，所述回油道(1112)的出油口与所述油箱(11)连通，所述回油道(1112)的进油口与所述比例换向阀(31)的出油口连通。

5.根据权利要求4所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述阀座(111)内部还具有第二油道(1113)及第三油道(1114)，所述第二油道(1113)的进油口与所述第一油道(1111)连通，所述第二油道(1113)的出油口与所述比例溢流阀(32)的进油口连通，所述第三油道(1114)的进油口与所述比例溢流阀(32)的出油口连通，所述第三油道(1114)的出油口与所述回油道(1112)连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述供油机构(1)还包括控制器(12)，所述控制器(12)位于所述油箱(11)上，所述控制器(12)分别与所述比例换向阀(31)及所述电动泵(2)电连接。

7.根据权利要求6所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述控制机构(3)还包括压力传感器(33)，所述压力传感器(33)位于所述油箱(11)上，所述压力传感器(33)与所述控制器(12)电连接。

8.根据权利要求6所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述油箱(11)上还具有操作面板(112)，所述操作面板(112)与所述控制器(12)电连接。

9.根据权利要求1-5任一项所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述控制机构(3)还包括压力表(34)，所述压力表(34)位于所述油箱(11)上。

10.根据权利要求1-5任一项所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述施力机构(4)还包括连接销(43)，所述套筒(42)通过所述连接销(43)与所述工作头(41)可拆卸地安装在一起。

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