CN113635245A - 万能扭矩套筒 - Google Patents
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Abstract
本发明万能扭矩套筒，由套筒、夹块和弹簧组成。同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能。夹块顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头。当扭矩达到设计值时，夹块自动张开；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小；还可以手动调节万能扭矩套筒扭矩大小。产生扭矩大，不易变形；螺母轴线和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。
Description
技术领域
本发明涉及套筒，更具体地说，涉及可以自动调整大小适应多种规格螺母或非标零件转动并能控制扭矩大小的万能扭矩套筒。
背景技术
套筒是常用施工工具。由于螺母规格众多，通常需要配备多种型号的套筒，在不同螺母之间施工需要不断更换套筒，施工效率低。现有的万能套筒大多采用在传统套筒内部布置多根钢针的技术方案；由于钢针细小，扭矩较大时钢针变形损坏，无法提供足够的紧固扭矩，无法用于大螺母紧固，同时紧固螺母中心和套筒中心通常不重合，转动时偏心震动严重。现有的套筒扭矩控制通常采用传感器的技术方案，价格昂贵，维护难度大，难以大规模应用。万能扭矩套筒可以有效解决已有万能套筒和扭矩套筒的不足，同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能。万能扭矩套筒由套筒、夹块和弹簧组成，形成了弹簧滑动机构，可以根据螺母大小自动张开并夹紧，同时通过控制弹簧的弹力大小控制扭矩。万能扭矩套筒的主要受力零件没有细小零件，可以承受更大载荷，紧固时螺母中心和万能扭矩套筒轴线共线，可以避免转动时震动。万能扭矩套筒采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单，有利于大规模应用。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明万能扭矩套筒有以下优点：同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能；产生扭矩大，零件不易变形；螺母中心和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。
本发明万能扭矩套筒，包括：套筒、夹块和弹簧，所述套筒端头有槽口，槽口侧壁有套筒斜向滑槽；所述夹块上有夹块斜向滑槽，夹块与套筒通过套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽进行连接，夹块可以在槽口内斜向滑动；所述弹簧一端顶紧套筒底部，另一端顶紧夹块尾部；夹块顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头；当扭矩达到设计值时，夹块可以自动张开，螺母紧固结束；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小，螺母越大夹块张开越大，弹簧的弹力越大，扭矩也越大；可以手动调节万能扭矩套筒扭矩大小。
在套筒斜向滑槽轴线平行方向上有三个力，螺母对夹块在套筒斜向滑槽轴线平行方向的螺母平行分力、弹簧对夹块在套筒斜向滑槽轴线平行方向的弹簧平行分力、夹块与套筒之间的摩擦力；螺母平行分力大于弹簧平行分力和摩擦力之和时，夹块沿套筒斜向滑槽滑动，夹块张开，紧固完成，紧固扭矩达到设计值。
当夹块转动螺母时，螺母在转动圆的切向对夹块产生切向反作用力，螺母在转动圆的径向对夹块产生张开反作用力；切向反作用力引起夹块侧壁与槽口侧壁互相挤压；张开反作用力对套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽产生张开作用的力矩和张开作用的径向力；张开作用的力矩引起套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽两侧互相挤压；张开作用的径向力可以分解成在套筒斜向滑槽轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即张开作用的螺母平行分力和张开作用的螺母垂直分力；张开作用的螺母垂直分力使得套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽之间摩擦力增强；弹簧对夹块产生弹力，弹力可以分解成在套筒斜向滑槽轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即弹力作用的弹簧平行分力和弹力作用的弹簧垂直分力；弹力作用的弹簧垂直分力使得套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽之间摩擦力增强。
通过改变弹簧长度来改变弹力大小，进而调节扭矩大小；采用增加垫片或增加长度调整机构调整弹簧长度。
通过改变夹块斜向滑槽和套筒斜向滑槽的轴线角度，调节扭矩的大小；当夹块斜向滑槽轴线和套筒斜向滑槽轴线分别与套筒轴线的交角小于45度时，可以使用较小的弹力调节扭矩。
所述长度调整机构，由端头垫片、螺杆和调节螺母组成；所述端头垫片顶紧夹块，端头垫片与螺杆固定在一起；所述螺杆上有螺纹；所述调节螺母内侧有螺纹，可以在螺杆上转动，调节螺母顶紧弹簧，转动调节螺母可以调节弹簧长度。
所述长度调整机构可以代替弹簧单独使用，单独使用时可以用于特定规格螺母紧固。
所述夹块的数量可以增减。
所述套筒端部有加强环；套筒尾部有方孔，用于与电扳手连接。
所述套筒尾部外面有六边形表面，用于与传统套筒头连接。
所述夹块内侧有三角凹槽，所述凹槽表面有凹凸摩擦纹。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能；产生扭矩大，零件不易变形；螺母轴线和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。
附图说明
为了更清楚的说明本发明，下面将结合万能扭矩套筒示意图进行说明，下面附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为万能扭矩套筒示意图：
套筒1、夹块2、弹簧3、垫片4、加强环12、方孔13、六边形表面14；
图2为万能扭矩套筒分解图：
套筒1、夹块2、弹簧3、垫片4、套筒斜向滑槽11、加强环12、六边形表面14、夹块斜向滑槽21、三角凹槽22、凹凸摩擦纹23；
图3为长度调整机构示意图：
长度调整机构5、端头垫片51、螺杆52、调节螺母53。
具体实施方式
实施例1，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒，包括：套筒1、夹块2和弹簧3，所述套筒1端头有槽口，槽口侧壁有套筒斜向滑槽11；所述夹块2上有夹块斜向滑槽21，夹块2与套筒1通过套筒斜向滑槽11和夹块斜向滑槽21进行连接，夹块2可以在槽口内斜向滑动；所述弹簧3一端顶紧套筒1底部，另一端顶紧夹块2尾部；夹块2顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头；当扭矩达到设计值时，夹块2可以自动张开，螺母紧固结束；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小，螺母越大夹块2张开越大，弹簧3的弹力越大，扭矩也越大；可以手动调节万能扭矩套筒扭矩大小。
实施例2，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒的扭矩调节原理，在套筒斜向滑槽11轴线平行方向上有三个力，螺母对夹块2在套筒斜向滑槽11轴线平行方向的螺母平行分力、弹簧3对夹块2在套筒斜向滑槽11轴线平行方向的弹簧3平行分力、夹块2与套筒1之间的摩擦力；螺母平行分力大于弹簧3平行分力和摩擦力之和时，夹块2沿套筒斜向滑槽11滑动，夹块2张开，紧固完成，紧固扭矩达到设计值。
当夹块2转动螺母时，螺母在转动圆的切向对夹块2产生切向反作用力，螺母在转动圆的径向对夹块2产生张开反作用力；切向反作用力引起夹块2侧壁与槽口侧壁互相挤压；张开反作用力对套筒斜向滑槽11和夹块斜向滑槽21产生张开作用的力矩和张开作用的径向力；张开作用的力矩引起套筒斜向滑槽11和夹块斜向滑槽21两侧互相挤压；张开作用的径向力可以分解成在套筒斜向滑槽11轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即张开作用的螺母平行分力和张开作用的螺母垂直分力；张开作用的螺母垂直分力使得套筒斜向滑槽11和夹块斜向滑槽21之间摩擦力增强；弹簧3对夹块2产生弹力，弹力可以分解成在套筒斜向滑槽11轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即弹力作用的弹簧3平行分力和弹力作用的弹簧3垂直分力；弹力作用的弹簧3垂直分力使得套筒斜向滑槽11和夹块斜向滑槽21之间摩擦力增强。
实施例3，如图1、图2和图3所示本发明万能扭矩套筒的扭矩调节办法，通过改变弹簧3长度来改变弹力大小，进而调节扭矩大小；采用增加垫片4或增加长度调整机构5调整弹簧3长度。
实施例4，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒的扭矩调节办法，通过改变夹块斜向滑槽21和套筒斜向滑槽11的轴线角度，调节扭矩的大小；当夹块斜向滑槽21轴线和套筒斜向滑槽11轴线分别与套筒1轴线的交角小于45度时，可以使用较小的弹力调节扭矩。
实施例5，如图3所示本发明万能扭矩套筒，所述长度调整机构5，由端头垫片51、螺杆52和调节螺母53组成；所述端头垫片51顶紧夹块2，端头垫片51与螺杆52固定在一起；所述螺杆52上有螺纹；所述调节螺母53内侧有螺纹，可以在螺杆52上转动，调节螺母53顶紧弹簧3，转动调节螺母53可以调节弹簧3长度。
实施例6，如图1和图3所示本发明万能扭矩套筒，所述长度调整机构5可以代替弹簧3单独使用，单独使用时可以用于特定规格螺母紧固。
实施例7，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒，夹块2的数量可以增减。
实施例8，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒，所述套筒1端部有加强环12；套筒1尾部有方孔13，用于与电扳手连接。
实施例9，如图1和图2所示本发明万能扭矩套筒，所述套筒1尾部外面有六边形表面14，用于与传统套筒头连接。
实施例10，如图2所示本发明万能扭矩套筒，所述夹块2内侧有三角凹槽22，所述凹槽22表面有凹凸摩擦纹23。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能；产生扭矩大，零件不易变形；螺母轴线和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。
任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案，可根据上述揭示的技术内容做出更改或修饰等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.万能扭矩套筒，其特征在于，包括：套筒（1）、夹块（2）和弹簧（3），所述套筒（1）端头有槽口，槽口侧壁有套筒斜向滑槽（11）；所述夹块（2）上有夹块斜向滑槽（21），夹块（2）与套筒（1）通过套筒斜向滑槽（11）和夹块斜向滑槽（21）进行连接，夹块（2）可以在槽口内斜向滑动；所述弹簧（3）一端顶紧套筒（1）底部，另一端顶紧夹块（2）尾部；夹块（2）顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头；当扭矩达到设计值时，夹块（2）可以自动张开；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小，螺母越大夹块（2）张开越大，弹簧（3）的弹力越大，扭矩也越大。
2.根据权利要求1所述万能扭矩套筒的扭矩调节原理，其特征在于，在套筒斜向滑槽（11）轴线平行方向上有三个力，螺母对夹块（2）在套筒斜向滑槽（11）轴线平行方向的螺母平行分力、弹簧（3）对夹块（2）在套筒斜向滑槽（11）轴线平行方向的弹簧（3）平行分力、夹块（2）与套筒（1）之间的摩擦力；螺母平行分力大于弹簧（3）平行分力和摩擦力之和时，夹块（2）沿套筒斜向滑槽（11）滑动，夹块（2）张开，紧固完成，紧固扭矩达到设计值。
3.根据权利要求1或2所述万能扭矩套筒的扭矩调节办法，其特征在于，通过改变弹簧（3）长度来改变弹力大小，进而调节扭矩大小；采用增加垫片（4）或增加长度调整机构（5）调整弹簧（3）长度。
4.根据权利要求1或2所述万能扭矩套筒的扭矩调节办法，其特征在于，通过改变夹块斜向滑槽（21）和套筒斜向滑槽（11）的轴线角度，调节扭矩的大小。
5.根据权利要求1或3所述万能扭矩套筒，其特征在于，所述长度调整机构（5），由端头垫片（51）、螺杆（52）和调节螺母（53）组成；所述端头垫片（51）顶紧夹块（2），端头垫片（51）与螺杆（52）固定在一起；所述螺杆（52）上有螺纹；所述调节螺母（53）内侧有螺纹，可以在螺杆（52）上转动，调节螺母（53）顶紧弹簧（3），转动调节螺母（53）可以调节弹簧（3）长度。
6.根据权利要求1或5所述万能扭矩套筒，其特征在于，所述长度调整机构（5）可以代替弹簧（3）单独使用，单独使用时可以用于特定规格螺母紧固。
7.根据权利要求1所述万能扭矩套筒，其特征在于，夹块（2）的数量可以增减。
8.根据权利要求1所述万能扭矩套筒，其特征在于，所述套筒（1）端部有加强环（12）；套筒（1）尾部有方孔（13），用于与电扳手连接。
9.根据权利要求1所述万能扭矩套筒，其特征在于，所述套筒（1）尾部外面有六边形表面（14），用于与传统套筒头连接。
10.根据权利要求1所述万能扭矩套筒，其特征在于，所述夹块（2）内侧有三角凹槽（22），所述凹槽（22）表面有凹凸摩擦纹（23）。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114193379A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-18 | 零声科技(苏州)有限公司 | 一种用于螺栓紧固及检测的套筒 |
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2021
- 2021-09-28 CN CN202111146321.9A patent/CN113635245A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN114193379B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-12-05 | 零声科技(苏州)有限公司 | 一种用于螺栓紧固及检测的套筒 |
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