CN114323400A - 一种曲轴法兰盘的扭力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴法兰盘的扭力检测装置，包括与曲轴法兰盘轴向连接的连接盘，所述连接盘沿轴向的圆周上设置有若干个螺栓孔，所述连接盘的其中一端轴心还设置有用于连接扭矩输出装置的扁孔结构，所述螺栓孔内设置有螺栓杆件，所述螺栓杆件包括螺纹部和齿轮部，所述连接盘中设置有用于同步传动所述若干个螺栓孔中螺栓杆件的同步齿轮，其中一个螺栓孔中的螺栓杆件通过其齿轮部传动连接有动力机构，所述螺栓杆件能够通过齿轮部的传动而转动、且通过所述螺纹部与曲轴法兰盘的螺纹孔螺纹连接。本发明的扭力检测装置，能够实现紧固件的快速装配，从而节约检测时间，提高检测效率。

Description

一种曲轴法兰盘的扭力检测装置

技术领域

本发明涉及曲轴检测工装技术领域，具体而言，涉及一种曲轴法兰盘的扭力检测装置。

背景技术

曲轴的其中一个轴端为一体加工成型的齿轮结构，并且在后期加工过程中还需要在该轴端装配一个法兰盘，法兰盘采用压装结构，与曲轴的轴端形成过盈配合，而在使用过程中，法兰盘在发动机中需要承受较大的扭转载荷，为了避免工作中法兰盘与曲轴接触面发生打滑现象，而造成发动机失效。通常在压装完法兰盘后，需要检测其扭力，而检测的方法是，先将曲轴通过工装固定在一平台上，然后在曲轴的端部连接一连接盘，连接盘预先通过螺栓依次与法兰盘固定，接着通过扭矩输出装置与连接盘插接连接后，在扭矩输出装置上输入一扭矩数值(比如2600N.m)，扭矩输出装置则输出该扭矩大小带动法兰盘转动，如果法兰盘与曲轴不发生位移，则说明法兰盘的扭力测试达标，如果法兰盘与曲轴发生错位，则说明法兰盘的扭力测试不达标，该产品不合格。

上述检测方法虽然能够实现对法兰盘的扭力测试，但是由于连接盘的安装需要单个螺栓的依次紧固，所以每检测一个曲轴，则需要较长的准备工作，导致生产效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种曲轴法兰盘的扭力检测装置，其解决了螺栓装配效率低下的问题，通过批量装配螺钉，减少了螺栓装配时间，从而提高了整个扭力检测的效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种曲轴法兰盘的扭力检测装置，包括与曲轴法兰盘轴向连接的连接盘，所述连接盘沿轴向的圆周上设置有若干个螺栓孔，所述连接盘的其中一端轴心还设置有用于连接扭矩输出装置的扁孔结构，所述螺栓孔内设置有螺栓杆件，所述螺栓杆件包括螺纹部和齿轮部，所述连接盘中设置有用于同步传动所述若干个螺栓孔中螺栓杆件的同步齿轮，其中一个螺栓孔中的螺栓杆件通过其齿轮部传动连接有动力机构，所述螺栓杆件能够通过齿轮部的传动而转动、且通过所述螺纹部与曲轴法兰盘的螺纹孔螺纹连接。

可选地，还包括标识机构，所述标识机构包括标识座，所述标识座与螺栓杆件连接，保持在轴向的同步移动，所述标识座还设置有并排布置且刷涂颜色不同的第一刷涂部件和第二刷涂部件，当所述螺栓杆件与曲轴法兰盘螺纹连接时，所述第一刷涂部件能够刷涂曲轴端部的齿轮盘部分区域、所述第二刷涂部件能够刷涂曲轴法兰盘以及齿轮盘剩余区域。

可选地，所述第一刷涂部件的刷涂宽度与第二刷涂部件的刷涂宽度等宽，且两者的投影能够沿轴向方向重合。

可选地，所述第一刷涂部件的刷涂宽度大于第二刷涂部件的刷涂宽度，且两者的投影能够沿轴向方向同一边重合。

可选地，所述第一刷涂部件与第二刷涂部件之间设置有清理部件，用于在螺栓杆件进给过程中清理曲轴法兰盘上的第二刷涂部件的待刷涂区域、以及在螺栓杆件回程过程中清理曲轴法兰盘上的第二刷涂部件的刷涂区域中与第一刷涂部件重合的部分，且清理部件的清理宽度大于或等于第二刷涂部件的刷涂宽度，清理部件、第一刷涂部件与第二刷涂部件的投影能够沿轴向方向同一边重合。

可选地，所述标识座上还设置有可拆卸供料瓶，所述供料瓶设置有两个，用于单独向第一刷涂部件和第二刷涂部件供料。

可选地，所述扁孔结构采用多边形孔或腰型孔。

可选地，所述连接盘的另外一端轴心采用与曲轴的轴端能够相互配合的轴孔定位结构。

本发明的技术方案至少具有如下有益效果：

本发明的曲轴法兰盘的扭力检测装置，通过设置有螺母部和齿轮部的螺栓杆件，并通过同步齿轮、动力机构实现多个螺栓杆件的同时进给和同时退出，这样能够实现多个螺栓的自动装配与拆卸，只要操作人员或者机械手能够将连接盘与螺栓孔实现孔位对接即可，操作更加简单、方便，连接盘装配好后，扭矩输出装置对接连接盘，即可输出扭矩实现对曲轴端部的法兰盘的扭矩检测，检测效率显著提升。

附图说明

图1为本发明的曲轴法兰盘的扭力检测装置的检测状态结构示意图；

图2为本发明的扭力检测装置结构示意图；

图3为本发明的标识机构结构示意图；

图4为本发明的螺栓杆件结构示意图；

图5为本发明的实施例2的合格品的检测标识图，其中(a1)为螺栓杆件紧固后的初始状态下标识图；(a2)为扭矩输出一定时间后的标识图；(a3)为螺栓紧固件退出后的标示图；

图6为本发明的实施例2的不合格品的检测标识图，其中(b1)为螺栓杆件紧固后的初始状态下标识图；(b2)为扭矩输出一定时间后的标识图；(b3)为螺栓紧固件退出后的标示图；

图标：100-曲轴，110-齿轮盘，120-法兰盘，200-扭力检测装置，210-可拆卸供料瓶，220-标识座，221-第二刷涂部件，222-第一刷涂部件，223-清理部件，230-连接盘，231-扁孔结构，240-螺栓杆件，241-螺纹部，242-齿轮部，250-同步齿轮，260-动力机构，300-扭矩输出装置，n-绿色，m-红色。

具体实施方式

实施例1

参照图1，图2，本发明的曲轴100法兰盘120的扭力检测装置200，曲轴100包括一体加工成型的齿轮盘110，以及套设在齿轮盘110轴端与齿轮盘110并排布置的法兰盘120，扭力检测装置200的功能则是检测法兰盘120与曲轴100的轴端接触面的扭矩是否符合规定大小。本发明中扭力检测装置200除了包括与曲轴100法兰盘120轴向连接的连接盘230以外，还需要用到能够固定曲轴100的工装，以及能够输出扭矩的扭矩输出装置300，本发明的关键点不在于如何装夹曲轴100以及如何提供扭矩输出，所以固定曲轴100的工装以及扭矩输出装置300采用本领域公知的或者惯用的装置或者设备即可。

参照图2，本发明的连接盘230沿轴向的圆周上设置有若干个螺栓孔，螺栓孔的数量根据法兰盘120的孔数适配即可，螺栓孔内设置有螺栓杆件240，螺栓杆件240包括螺纹部241和齿轮部242，连接盘230中设置有用于同步传动若干个螺栓孔中螺栓杆件240的同步齿轮250，其中一个螺栓孔中的螺栓杆件240通过其齿轮部242传动连接有动力机构260，螺栓杆件240能够通过齿轮部242的传动而转动、且通过螺纹部241与曲轴100法兰盘120的螺纹孔螺纹连接。动力机构260采用电机、减速机组成，通过减速机输出动力去驱动其中一个螺栓孔中的螺栓杆件240转动，螺栓杆件240与螺栓杆件240之间通过同步齿轮250同步传动，螺栓杆件240在转动的过程中，螺纹部241与法兰盘120的螺纹孔螺纹配合，这样即可实现螺钉的快速旋入。当然，为了保证螺纹部241能够与螺纹孔前期能有很好的接触，可以在螺栓孔中设计弹性支撑结构，用于将螺栓杆件240保持伸出状态，当与螺纹孔接触时，能够快速的形成螺纹配合，本发明的附图未对弹性支撑结构进行表达，本领域技术人员可以根据需要设计这样的弹性支撑结构，比如弹簧，一端固定，另外一端活动配合，顶持在螺栓杆件240的某个台阶面即可。动力机构260本发明的视图中仅做了位置示意，实际尺寸大小，可更加实际螺栓杆件240紧固所需要的扭矩来选择相应大小的电机、减速机即可。

连接盘230的其中一端轴心还设置有用于连接扭矩输出装置300的扁孔结构231，本实施例中，扁孔结构231采用方形孔结构，当然也可以采用其他多边形结构或者腰型孔结构等类似非圆孔结构，扭矩输出装置300的输出轴也采用与之匹配的方轴结构，在连接盘230与法兰盘120螺栓连接后，则可以直接将扭矩输出装置300的输出轴插入到该扁孔结构231中，实现快速对接，方轴结构与扁孔结构231具有一定的间隙，方便插入即可，扭矩输出装置300通过输出轴输出扭矩，从而将扭矩传递至连接盘230、法兰盘120上。

进一步地，为了方便连接盘230与曲轴100的轴端能够快速对接，从而方便后面的螺栓杆件240螺纹连接，在连接盘230的另外一端上设置有轴孔定位结构。本实施例中，轴孔定位结构采用在连接盘230的另外一端面上设置有孔结构，且孔结构布置在连接盘230的轴线上，能够与曲轴100的轴端进行很好的配合定位，从而实现快速的定位，定位好后，旋转连接盘230，使得连接盘230上的螺栓杆件240能够快速的进入到法兰盘120的螺纹孔中，即可启动驱动机构，实现螺栓杆件240的进给运动。当然，除了采用这种方式的轴孔定位结构以外，也可以在单独设计其他轴孔定位结构，但是其他轴孔定位结构需要单独在其中一个部件上设置凸起或轴，另外一个部件上设置凹陷或者孔，则较为麻烦，降低工作效率，而且增加法兰盘120与连接盘230的间隙，不利于两者的配合，所以，实施例中利用曲轴100的轴端作为定位结构，是较为优选的方案，仅需要在连接盘230上开孔即可，相对其他方案，更加简单，效率会更高。

而螺栓杆件240通过设置有弹性支撑结构，也是能够时刻保持伸出孔端的状态，在连接盘230与法兰盘120对接时，螺栓杆件240被压缩，而缩回孔内，旋转连接盘230，只要连接盘230与法兰盘120的孔位对其时，螺栓杆件240可以自动插入到法兰盘120的螺纹孔中，也实现了进一步的定位效果，避免了连接盘230与法兰盘120的孔位对接困难的问题。

本实施例中，曲轴100的轴端法兰盘120的扭力检测步骤为：操作人员或者机械手将曲轴100固定在工装夹具上，保证曲轴100不会旋转、摆动后，将连接盘230与法兰盘120对接，首先保证连接盘230的轴孔定位结构能够和曲轴100的轴端快速对接，然后适当旋转连接盘230，使得连接盘230的螺栓孔能够与法兰盘120的螺纹孔能够对接(如果设置有弹性支撑结构，那保证螺栓杆件240的端部能够顺利进入到法兰盘120的螺纹孔中即可)，然后启动驱动机构，使得螺栓杆件240转动起来，在螺纹配合结构下，螺栓杆件240即可快速旋入至法兰盘120的螺纹孔中，实现法兰盘120与连接盘230的紧固连接。扭矩输出装置300的输出轴插入到连接盘230的扁孔结构231中，在扭矩输出装置300上设置需要输出的扭矩，比如2600N.m，扭矩输出装置300保持扭矩输出一定时间，然后停止输出，扭矩输出装置300的输出轴脱离连接盘230，卸下连接盘230(按进给原理，反向操作即可退出螺栓杆件240)，观察法兰盘120与齿轮盘110的错位情况，如果存在错位，即扭力不达标，为不合格品；如果没有错位，则扭力达标，合格。

实施例2：

参照图1-6，为了方便观察法兰盘120与齿轮盘110的错位情况，本实施例在实施例1的基础上继续改进，扭力检测装置200还包括标识机构，具体地，标识机构包括标识座220，标识座220与螺栓杆件240连接，保持在轴向的同步移动，为了保证螺栓杆件240和标识座220同步移动，标识座220布置在连接盘230的外圆周，标识座220的其中一端与螺栓杆件240连接，连接部位通过轴承安装，实现移动但不转动，并设置导向轨道实现导向，这样标识座220即可跟随螺栓杆件240的进给而前进，螺栓杆件240的退出而后退。

参照图3，标识座220还设置有并排布置且刷涂颜色不同的第一刷涂部件222和第二刷涂部件221，当所述螺栓杆件240与曲轴100法兰盘120螺纹连接时，第一刷涂部件222能够刷涂曲轴100端部的齿轮盘110部分区域、第二刷涂部件221能够刷涂曲轴100法兰盘120以及齿轮盘110剩余区域。这里的部分区域是指沿轴向方向的外圆周一定宽度的区域，部分区域和剩余区域功能构成了齿轮盘110的厚度，当然，实际操作过程中，也可以小于齿轮盘110的厚度。

第一刷涂部件222的刷涂宽度与第二刷涂部件221的刷涂宽度等宽，且两者的投影能够沿轴向方向重合。或者第一刷涂部件222的刷涂宽度大于第二刷涂部件221的刷涂宽度，且两者的投影能够沿轴向方向同一边重合。

在螺栓杆件240进给过程中，第一刷涂部件222和第二刷涂部件221也沿轴向进行刷涂，假设第一刷涂部件222刷涂的是绿色n、第二刷涂部件221刷涂的是红色m，当两个刷涂部件在沿轴向移动后，齿轮盘110上会留下绿色n标识和红色m标识，法兰盘120上留下红色m标色，当然，红色m标识的位置是第一刷涂部件222刷涂绿色n标识后第二刷涂部件221刷涂红色m标识覆盖绿色n标识而成的，所以，为了不造成颜色的相互影响，在选择相应的颜色料时，尽量选择覆盖效果比较好的，选择时一种是对颜色的选择、另外一种就是对材料的选择，尽量避免选择那种覆盖后颜色混淆的。

参照图5，如果齿轮盘110与法兰盘120经过扭矩输出后，没有发生错位，标识座220随螺栓杆件240正常退出第一刷涂部件222和第二刷涂部件221按原路径退回，这样第二刷涂部件221刷涂的区域则被第一刷涂部件222刷涂而被覆盖，这样齿轮盘110和法兰盘120上均保留相同的刷涂颜色，即绿色n，而图案呈现没有错位的矩形状。

参照图6，如果齿轮盘110和法兰盘120经过扭矩输出后，发生错位，这样标识座220、连接盘230以及标识座220上的第一刷涂部件222和第二刷涂部件221均会发生与齿轮盘110的相对位移，而且位移是呈周向旋转而成的。第一刷涂部件222和第二刷涂部件221在齿轮盘110上则会沿周向进行一端距离的刷涂，而且这种刷涂后，齿轮盘110上会留下绿色n和红色m的刷涂区域，在标识座220随螺栓杆件240退出后，第一刷涂部件222和第二刷涂部件221退出，最后在法兰盘120和连接盘230上则留下了一个L型的图案，并且在齿轮盘110上，会留下红色m的刷涂区域而无法被第一刷涂部件222所刷涂到，这样，通过红色m的刷涂标识，能够提醒操作人员或者识别机构对曲轴100进行识别，从而判断为非合格品。

实施例3：

参照图3，为了避免刷涂部件在刷涂时，颜色覆盖效果不是很好的情况下，而造成标识误差的问题，本实施例在实施例2的基础上，在第一刷涂部件222与第二刷涂部件221之间设置有清理部件223，清理部件223可以是刮板等结构，用于在螺栓杆件240进给过程中清理曲轴100法兰盘120上的第二刷涂部件221的待刷涂区域、以及在螺栓杆件240回程过程中清理曲轴100法兰盘120上的第二刷涂部件221的刷涂区域中与第一刷涂部件222重合的部分，且清理部件223的清理宽度大于或等于第二刷涂部件221的刷涂宽度，清理部件223、第一刷涂部件222与第二刷涂部件221的投影能够沿轴向方向同一边重合。

通过在第一刷涂部件222和第二刷涂部件221之间设置清理部件223，这样能够在进给过程中，及时清理第一刷涂部件222走过的区域，第二刷涂部件221在刷涂时，就很干净，不会形成覆盖或者颜色混淆；当回程时，及时清理第二刷涂部件221走过的区域，第一刷涂部件222在刷涂时，就很干净，不会形成覆盖或者颜色混淆。当然，如果刷涂部件采用的是刷毛结构，刷涂颜色水分较重时，清理部件223还可以增加真空吸附结构，一边刮一边吸附，这样能够保证更好的清理效果，本发明的附图中并未明示真空吸附结构，本领域技术人员可以根据实际需要进行添加。

Claims (8)

1.一种曲轴法兰盘的扭力检测装置，包括与曲轴法兰盘轴向连接的连接盘，所述连接盘沿轴向的圆周上设置有若干个螺栓孔，所述连接盘的其中一端轴心还设置有用于连接扭矩输出装置的扁孔结构，其特征在于：所述螺栓孔内设置有螺栓杆件，所述螺栓杆件包括螺纹部和齿轮部，所述连接盘中设置有用于同步传动所述若干个螺栓孔中螺栓杆件的同步齿轮，其中一个螺栓孔中的螺栓杆件通过其齿轮部传动连接有动力机构，所述螺栓杆件能够通过齿轮部的传动而转动、且通过所述螺纹部与曲轴法兰盘的螺纹孔螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，还包括标识机构，所述标识机构包括标识座，所述标识座与螺栓杆件连接，保持在轴向的同步移动，所述标识座还设置有并排布置且刷涂颜色不同的第一刷涂部件和第二刷涂部件，当所述螺栓杆件与曲轴法兰盘螺纹连接时，所述第一刷涂部件能够刷涂曲轴端部的齿轮盘部分区域、所述第二刷涂部件能够刷涂曲轴法兰盘以及齿轮盘剩余区域。

3.根据权利要求2所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述第一刷涂部件的刷涂宽度与第二刷涂部件的刷涂宽度等宽，且两者的投影能够沿轴向方向重合。

4.根据权利要求2所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述第一刷涂部件的刷涂宽度大于第二刷涂部件的刷涂宽度，且两者的投影能够沿轴向方向同一边重合。

5.根据权利要求2、3或4所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述第一刷涂部件与第二刷涂部件之间设置有清理部件，用于在螺栓杆件进给过程中清理曲轴法兰盘和齿轮盘上的第二刷涂部件的待刷涂区域、以及在螺栓杆件回程过程中清理曲轴法兰盘上的第二刷涂部件的刷涂区域中与第一刷涂部件重合的部分，且清理部件的清理宽度大于或等于第二刷涂部件的刷涂宽度，清理部件、第一刷涂部件与第二刷涂部件的投影能够沿轴向方向同一边重合。

6.根据权利要求2、3或4所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述标识座上还设置有可拆卸供料瓶，所述供料瓶设置有两个，用于单独向第一刷涂部件和第二刷涂部件供料。

7.根据权利要求1所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述扁孔结构采用多边形孔或腰型孔。

8.根据权利要求1所述的曲轴法兰盘的扭力检测装置，其特征在于，所述连接盘的另外一端轴心采用与曲轴的轴端能够相互配合的轴孔定位结构。

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