CN113246071B - 一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成，属于铁路设备维护检修技术领域。包括冲击总成主体和安装外壳，所述安装外壳安装在冲击总成主体上，所述冲击总成主体包括冲击轴、冲击块、四方输出轴和压簧，所述压簧套设在冲击轴上，所述冲击块套设在压簧上，所述四方输出轴设置在冲击轴下端上。本发明不仅能够提供轨道螺栓旋松过程所需冲击力，又可以提供螺栓正向拧紧测量扭矩时所需的静扭力，为轨道螺栓正向拧紧作业提供了扭矩测量的稳定状态，为轨道螺栓机械化作业奠定了基础，大大节约了人力、物力成本，提高了轨道螺栓维护作业效率。

Description

一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成

技术领域

本发明涉及铁路设备维护检修技术领域，具体涉及一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成。

背景技术

随着我国客运铁路大密度、高速、重载趋势的发展，对铁路安全性能要求逐步加大。为了保证车辆运行安全，需要对铁路零部件进行周期性养护工作，联结零件的安全性对铁路客运安全影响尤为显著，其中又以轨道螺栓旋拧维护工作尤为繁杂，并且轨道螺栓拧紧时的扭矩值需要达到不同型号铁轨所规定的扭矩值，针对目前现有的冲击总成，正向与反向均为冲击状态，不能达到螺栓拧紧时所需的扭矩值；而且针对现有的轨道螺栓拧紧作业，需要对于拧紧后的螺栓进一步确定扭矩值；并且对于现有的冲击总成，不能提供螺栓拧紧时测量螺栓拧紧扭矩所需的静扭状态，同时提供螺栓旋松时所需的冲击状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成，不仅能够提供轨道螺栓旋松过程所需冲击力，又可以提供螺栓正向拧紧测量扭矩时所需的静扭力，为轨道螺栓正向拧紧作业提供了扭矩测量的稳定状态，为轨道螺栓机械化作业奠定了基础，大大节约了人力、物力成本，提高了轨道螺栓维护作业效率，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成，包括冲击总成主体和安装外壳，所述安装外壳安装在冲击总成主体上，所述冲击总成主体包括冲击轴、冲击块、四方输出轴和压簧，所述压簧套设在冲击轴上，所述冲击块套设在压簧上，所述四方输出轴设置在冲击轴下端上。

所述冲击轴从上到下依次包括花键轴、轴承凸台、压簧定位座、中间轴、定位轴，所述轴承凸台处设置有角接触球轴承，所述中间轴侧壁上设置大滚珠安装槽，所述大滚珠安装槽内设置有大滚珠。

所述冲击块为筒形件，包括上部的输入段、下部的输出段以及底部的两块对称设置的冲击挡块，所述输入段的孔径大于输出段的孔径，所述输出段内壁上设有与大滚珠安装槽位置相对应的大滚珠坡口凹槽，所述压簧安装在压簧定位座下侧输入段内腔中。

所述输入段与输出段连接处的台阶上设有小滚珠安装槽，所述小滚珠安装槽内设有一圈小滚珠，所述小滚珠上方设有与其相切的刚性垫片，所述压簧压于刚性垫片上。

所述四方输出轴上端对称设有两个限位挡块，下端设有四方轴，四方输出轴的上端面上设有定位孔，所述定位轴下端插入定位孔内，所述限位挡块侧面与冲击挡块侧面贴合。

所述安装外壳包括盖板和外壳，所述外壳下端套在四方输出轴上，所述盖板通过螺栓固定在外壳上端，所述盖板中央设置有通孔，盖板下侧面上设置有凹槽，所述冲击轴伸出通孔外，所述角接触球轴承过盈连接在凹槽内。

所述大滚珠安装槽有两个，等间距倾斜设置在中间轴侧壁上，且大滚珠安装槽长度为25mm，斜度角度为30°。

所述大滚珠坡口凹槽有两个，等间距倾斜设置在输出段内壁上，且大滚珠坡口凹槽长度为20mm，深度为5mm，斜度角度为30°。

所述冲击轴上方设置的花键轴与外部输入设配通过花键套筒间隙连接，所述四方输出轴下方的四方轴与外部输出设备连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过设置冲击轴上单侧大滚珠安装槽以及冲击块上单侧大滚珠坡口凹槽，实现了冲击总成工作时的正向静扭反向冲击作用；通过设置角接触球轴承以及压簧下端面的小滚珠安装槽，最大可能保证了冲击总成正向静扭工作时所测的扭矩值的精确性，为全自动机械化精确旋拧轨道螺栓提供了支持；通过在冲击轴上方设置花键轴，实现了冲击总成周向传递扭矩并且提供冲击总成轴向移动位移，与现有的冲击总成相比，其提供了静扭和冲击两种状态，并且提供了冲击总成轴向移动作业的位移，实现了轨道螺栓旋拧机械化养护作业，大大节约了人力、物力成本，提高了铁路轨道螺栓维护效率。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明冲击总成主体的结构示意图；

图4为本发明冲击总成主体的正视图；

图5为本发明冲击轴的结构示意图；

图6为本发明冲击轴的正视图；

图7为本发明冲击轴的侧视图；

图8为本发明冲击块的正视图；

图9为本发明冲击块的侧视图；

图10为本发明冲击块的仰视图；

图11为本发明冲击块的剖面图；

图12为本发明四方输出轴的正视图；

图13为本发明四方输出轴的剖面图；

图中所示：冲击轴1；冲击块2；四方输出轴3；压簧4；角接触球轴承5；刚性垫片6；盖板8；外壳9；花键轴11；轴承凸台12；压簧定位座13；中间轴14；大滚珠安装槽15；定位轴16；输入段21；小滚珠安装槽22；下部的输出段23；大滚珠坡口凹槽24；冲击挡块26；限位挡块31；四方轴32；定位孔33；小滚珠71；大滚珠72。

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，以下实施例及附图对本发明进行进一步详细说明。

实施例

如图1至13，本实施例提供了一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成，如图1至4，包括冲击总成主体和安装外壳，其中冲击总成主体包括冲击轴1、冲击块2、四方输出轴3、压簧4、角接触球轴承5，刚性垫片6、小滚珠71及大滚珠72，所述压簧4套设在冲击轴1上，所述冲击块2套设在压簧4上，所述四方输出轴3设置在冲击轴1下端上。

在本实施例中，如图5至7，冲击轴1从上到下依次包括花键轴11、轴承凸台12、压簧定位座13、中间轴14、定位轴16，其中花键轴11与外部输入设备通过花键套筒间隙配合连接，在轴承凸台12上安装有角接触球轴承5，轴承内、外圈分别与冲击轴1上轴承凸台12和盖板8上的轴承凹槽过盈连接，在中间轴14侧壁上等间距倾斜设有两个长度为25mm，斜度为30°的单侧大滚珠安装槽15，且大滚珠安装槽15下端为一段具有一定弧度的大滚珠槽口。在大滚珠安装槽15内设置有大滚珠72。

进一步说明，冲击轴1上的两单侧大滚珠安装槽15与冲击轴中中间轴14下端面成30°逆时针向上的大滚珠槽口，其中大滚珠安装槽15深度为大滚珠72半径，使得冲击轴1与冲击块2发生相对转动时保证冲击轴1两侧平衡，冲击轴1上轴承凸台12与盖板8之间通过轴承5连接，提高了扭矩传感器在冲击总成正向拧紧螺栓时所测得扭矩值的精确性。

在本实施例中，如图8至11，冲击块2为筒形件，包括上部的输入段21、下部的输出段23以及底部的两块对称设置的冲击挡块26，输入段21的孔径大于输出段23的孔径，压簧4安装在压簧定位座13下侧输入段21内腔中，所述输出段23内壁上等间距倾斜开设两条单侧大滚珠坡口凹槽24，坡口凹槽深度为5mm且上端面与半径为5mm的圆弧面相接，圆弧坡口面底端在冲击块下端面冲击挡块一侧面正上方位置,所述坡口凹槽上端面顶端距下端面高度及冲击轴上大滚珠安装槽高度均大于四方输出轴上限位挡块高度。

进一步说明，冲击块2的输出段23内壁上开设两单侧大滚珠坡口凹槽24，长度为20mm，深度为大滚珠72半径，大滚珠坡口凹槽24上端面为圆弧面，逆时针方向的圆弧面与冲击块2下端面成30°，且大滚珠坡口凹槽24为冲击块2下端面至上端圆弧面贯通坡口凹槽，大滚珠坡口凹槽24上端圆弧面与冲击块2下端面在冲击挡块26侧面处相接，使得冲击总成反向冲击时，大滚珠72带动冲击轴1向下运动并且冲击块2向上运动时，大滚珠72运动到接近冲击块2上大滚珠坡口凹槽24上端圆弧面底端位置时，冲击块1上冲击挡块26与四方输出轴3上限位挡块31之间相对分离。

进一步说明，输入段21与输出段23连接处的台阶上设有小滚珠安装槽22，在小滚珠安装槽22内设有一圈小滚珠71，小滚珠安装槽深度为小滚珠半径，小滚珠71上方设有与其相切的刚性垫片6，所述压簧4压于刚性垫片6上，使得工作过程中刚性垫片6与冲击轴1上压簧定位座13之间设置的压簧4随冲击轴1同步转动的同时，即压簧4与冲击块2之间通过小滚珠实现滚动连接，同样提高了冲击总成正向拧紧螺栓时，扭矩传感器测得的扭矩值的精确性，同时减小了驱动设备的能源损耗。

在本实施例中，如图12至13，四方输出轴3上端对称设有两个限位挡块31，下端设有四方轴32，四方输出轴3的上端面上设有定位孔33，所述定位轴16下端插入定位孔33内，定位轴16与四方输出轴的定位孔33滑动连接，冲击总成非工作状态及正向静扭状态时，定位轴16伸入定位孔33一段距离，冲击总成反向冲击时，定位轴16在定位孔33中做轴向滑移运动，使得定位轴16始终位于定位孔33之中，提高了冲击总成整体的同轴度。限位挡块31侧面与冲击挡块26侧面贴合，使得冲击总成正向静扭以及反向冲击时，冲击挡块26与限位挡块31受力均匀。

在本实施例中，安装外壳包括盖板8和外壳9，外壳9下端套在四方输出轴3上，盖板8通过螺栓固定连接在外壳9上端，在盖板8中央设置有通孔，盖板8下侧面上设置有轴承凹槽，冲击轴1伸出通孔外，角接触球轴承5过盈连接在轴承凹槽内。所述四方输出轴3下端四方轴32与外部螺栓扳手连接，两限位挡块31下端面与外壳9内腔底部圆柱凸台刚性滑动连接。

在本实施例中，冲击轴上花键轴为具有一定长度，可承受周向扭矩且提供轴向运动，花键轴下方轴承凸台与外部轴承过盈配合，轴承凸台与压簧定位座之间设有一略大于轴承内径的凸台，下方压簧定位座直径与压簧外径相同，所述压簧外径略小于冲击块输入段内腔直径，所述定位轴贯穿压簧及冲击块内腔，其中定位轴中部大滚珠安装槽与冲击块上的大滚珠坡口凹槽通过大滚珠连接，定位轴下端伸入四方输出轴上端面定位孔，与四方输出轴连接。

本发明工作原理为：冲击总成带动下方连接的输出设备旋拧螺栓时，花键轴11供给冲击总成作业的周向扭矩及轴向位移，冲击总成正向拧紧螺栓时，由于冲击轴1上的大滚珠安装槽15以及冲击块2上的大滚珠坡口凹槽24是沿逆时针方向的，所以冲击总成正向拧紧螺栓时，大滚珠72始终位于初始位置，即大滚珠72位于冲击轴1大滚珠安装槽15圆弧槽口底端位置以及冲击块2大滚珠坡口凹槽24圆弧面顶端，使得冲击总成正向拧紧螺栓时，冲击轴1和冲击块2之间的压簧4不会因为大滚珠72的运动被压缩，即冲击块2下端面的冲击挡块26与四方输出轴3上端面的限位挡块31不会发生相对分离，使得冲击总成获得没有冲击的稳定状态，从而获得平稳状态下测量得到的螺栓拧紧扭矩值，搭配冲击轴1上安装的轴承5及刚性垫片6与冲击块2之间小滚珠71的滚动连接，加强了测量螺栓拧紧扭矩值的平稳状态。

另外，冲击总成反向旋松螺栓时，大滚珠72从冲击轴1中大滚珠安装槽15最下端以及冲击块2上的大滚珠坡口凹槽24顶端逆时针在两冲击零件的大滚珠槽中移动，旋松螺母时，由于螺母初始扭矩值较大，所述冲击轴1反向旋转作业时，由于螺母未被旋松，所以连接四方输出轴3的外部螺栓扳手也未转动，此时冲击轴1反向转动带动大滚珠72逆时针沿大滚珠安装槽15斜向上运动，沿冲击块2上坡口凹槽24上端圆弧面逆时针斜向下运动，此时冲击块2由于大滚珠72向上作用力向上运动，即冲击块2上的冲击挡块26相对于四方输出轴3上限位挡块31向上运动，直至大滚珠72运动到接近冲击块2大滚珠坡口凹槽24底端时，冲击块2上的冲击挡块26滑过限位挡块31上端，由于冲击轴1和冲击块2相对轴向运动，压簧4被最大程度压缩，冲击挡块26脱离四方输出轴3一侧限位挡块31的贴合侧面，进而冲击挡块26底端在限位挡块31上端面滑动，由于压簧4轴向回弹并且冲击块2上连接的大滚珠不再受到大滚珠坡口凹槽24向下运动的约束力，压簧4回弹推动冲击块2向下轴向运动，冲击挡块26回到与限位挡块31的水平位置，并且大滚珠72快速回到反向冲击的初始位置，直至冲击挡块26快速冲击运动到四方输出轴3上的另外一侧限位挡块31的贴合侧面，在这个过程中压簧4的弹性势能转化为冲击块2上冲击挡块26作用在限位挡块31上的冲击载荷，冲击螺母反向旋松，此时为一个冲击过程的结束也是下一个冲击过程的开始，反复重复这一冲击过程直至螺母被旋松，此时冲击轴与冲击块相对静止不再具有冲击作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种适用于正向静扭反向冲击旋拧作业的冲击总成，包括冲击总成主体和安装外壳，所述安装外壳安装在冲击总成主体上，其特征在于：所述冲击总成主体包括冲击轴（1）、冲击块（2）、四方输出轴（3）和压簧（4），所述压簧（4）套设在冲击轴（1）上，所述冲击块（2）套设在压簧（4）上，所述四方输出轴（3）设置在冲击轴（1）下端上；

所述冲击轴（1）从上到下依次包括花键轴（11）、轴承凸台（12）、压簧定位座（13）、中间轴（14）、定位轴（16），所述轴承凸台（12）处设置有角接触球轴承（5），所述中间轴（14）侧壁上设置大滚珠安装槽（15），所述大滚珠安装槽（15）内设置有大滚珠（72）； 所述大滚珠安装槽（15）有两个，等间距倾斜设置在中间轴（14）侧壁上，且大滚珠安装槽（15）长度为 25mm，斜度角度为 30°；

所述冲击块（2）为筒形件，包括上部的输入段（21）、下部的输出段（23）以及底部的两块对称设置的冲击挡块（26），所述输入段（21）的孔径大于输出段（23）的孔径，所述输出段（23）内壁上设有与大滚珠安装槽（15）位置相对应的大滚珠坡口凹槽（24），所述压簧（4）安装在压簧定位座（13）下侧输入段（21）内腔中； 所述大滚珠坡口凹槽（24）有两个，等间距倾斜设置在输出段（23）内壁上，且大滚珠坡口凹槽（24）长度为 20mm，深度为 5mm，斜度角度为 30°；

所述输入段（21）与输出段（23）连接处的台阶上设有小滚珠安装槽（22），所述小滚珠安装槽（22）内设有一圈小滚珠（71），所述小滚珠（71）上方设有与其相切的刚性垫片（6），所述压簧（4）压于刚性垫片（6）上；

所述四方输出轴（3）上端对称设有两个限位挡块（31），下端设有四方轴（32），四方输出轴（3）的上端面上设有定位孔（33），所述定位轴（16）下端插入定位孔（33）内，所述限位挡块（31）上端面与冲击挡块（26）下端面贴合；

所述安装外壳包括盖板（8）和外壳（9），所述外壳（9）下端套在四方输出轴（3）上，所述盖板（8）通过螺栓固定在外壳（9）上端，所述盖板（8）中央设置有通孔，盖板（8）下侧面上设置有凹槽，所述冲击轴（1）伸出通孔外，所述角接触球轴承（5）过盈连接在凹槽内。

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