CN115268525B - 一种扭矩控制装置以及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭矩控制装置以及应用方法，属于动车组修配技术领域；其包括：依次连接的底座、竖直移动组件、水平移动组件、旋转组件以及扭矩头；竖直移动组件包括与底座固定连接的支撑体以及与支撑体滑动连接的连接块，连接块能够沿支撑体竖直移动；水平移动组件包括与连接块铰接的转动梁以及与转动梁滑动连接的滑动梁，转动梁能够绕连接块在水平面内转动，滑动梁能够沿转动梁的长度方向水平移动；旋转组件包括竖直设置的转柱，转柱的底部与滑动梁转动连接；扭矩头包括与转柱顶部固定连接的固定件以及水平设置的电动扳手和定位件，电动扳手和定位件分别与固定件固定连接且相对固定件的一侧设置。本发明能够便于对动车组大螺栓的修配安装。

Description

一种扭矩控制装置以及应用方法

技术领域

本发明涉及动车组修配技术领域，尤其涉及一种扭矩控制装置以及应用方法。

背景技术

越来越多的人在出行，尤其是长距离出行时会选择乘坐动车组列车以节约时间，提高出行效率。因此，动车组列车的数量也随着人们的需求不断增加，为了提高动车组列车的安全性，检修人员也会加大对动车组列车的检修。

在动车组组装检修过程中，需要利用构架牵引拉杆将两节动车组连接起来，构架牵引拉杆通过牵引拉杆座与动车车体连接，牵引拉杆座的中部与牵引拉杆铰接，牵引拉杆座的两侧通过螺栓与动车车体连接，两螺栓从动车车体上突出，牵引拉杆座插装于两螺栓中，这种螺栓紧固扭矩往往都比较大，目前常采用人工机械预置式扭矩扳手拧紧，此种方法存在以下缺陷，一是扳手比较大且笨重，使用比较费力；二是拧紧后螺栓的实际扭矩无法准确控制且无法记录。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种扭矩控制装置以及应用方法，用以解决现有的动车组大螺栓安装困难的问题。

本发明提供一种扭矩控制装置，包括：依次连接的底座、竖直移动组件、水平移动组件、旋转组件以及扭矩头；

所述竖直移动组件包括与所述底座固定连接的支撑体以及与支撑体滑动连接的连接块，所述连接块能够沿所述支撑体竖直移动；

所述水平移动组件包括与所述连接块铰接的转动梁以及与转动梁滑动连接的滑动梁，所述转动梁能够绕所述连接块在水平面内转动，所述滑动梁能够沿所述转动梁的长度方向水平移动；

所述旋转组件包括竖直设置的转柱，所述转柱的底部与所述滑动梁转动连接；

所述扭矩头包括与所述转柱顶部固定连接的固定件以及水平设置的电动扳手和定位件，所述电动扳手和所述定位件分别与所述固定件固定连接且相对所述固定件的一侧设置。

进一步的，所述电动扳手包括机体以及扳手头，所述机体经所述固定件与所述转柱固定连接，所述机体的输出轴与所述扳手头转动连接，所述机体远离所述扳手头的一侧设有用于记录扭矩值的传感器。

进一步的，所述扳手头为内六角扳手头，所述扳手头能够与动车组的大型螺栓连接；两所述定位件之间间隔设置且相对所述扳手头对称设置。

进一步的，所述定位件包括与所述固定件固定连接的筒体、设置于筒体中的弹性件以及定位头，所述定位头的一端插装于所述筒体中且与所述筒体滑动连接，所述弹性件的两端分别与所述筒体和所述定位头连接，所述定位头的另一端能够与螺栓插接。

进一步的，所述竖直移动组件还包括第一直线导轨以及平衡单元，所述第一直线导轨包括滑动连接的第一导轨和第一滑块，所述第一导轨竖直设置且与所述支撑体固定连接，所述第一滑块与所述连接块固定连接；所述连接块经由所述平衡单元与所述支撑体连接，所述平衡单元能够平衡所述连接块受到的重力。

进一步的，所述平衡单元包括与所述支撑体顶连接的弹簧平衡器以及牵引绳，所述牵引绳的两端分别与所述弹簧平衡器和所述连接块连接，所述牵引绳能够向上牵引所述连接块。

进一步的，所述连接块相对所述转动梁的一侧设有两水平设置的铰接耳，所述转动梁的端部位于两所述铰接耳中且与所述铰接耳铰接，铰接轴竖直贯穿所述铰接耳和所述转动梁设置。

进一步的，所述水平移动组件还包括第二直线导轨，所述第二直线导轨包括滑动连接的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨水平设置且与所述转动梁固定连接，所述第二滑块与所述滑动梁固定连接。

进一步的，所述旋转组件还包括与所述滑动梁连接的套筒，所述转柱的底部插装于所述套筒中，所述套筒的上端与所述转柱通过推力轴承连接。

一种扭矩控制装置的应用方法，包括以下步骤：

(1)将两螺母旋入用于连接牵引拉杆座与动车车体之间的两螺栓上，螺母与螺栓初步预紧；

(2)调节扭矩控制装置，使得电动扳手和一定位件分别插接到两螺栓中并与螺母相对固定，电动扳手以确定的扭矩拧紧一螺母，定位件限制电动扳手和固定件的移动；

(3)抽出电动扳手和定位件，将电动扳手和另一定位件分别插入到两螺栓中，另一定位件与已拧紧的螺母连接，电动扳手与未拧紧的螺母固定并将螺母拧紧。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

(1)本发明的一种扭矩控制装置以及应用方法，设置有扭矩头，扭矩头包括与转柱顶部固定连接的固定件以及水平设置的电动扳手和定位件，固定件在被上述组件带动时，电动扳手和定位件相对螺栓的位置也会发生对应的变化，从而可以方便电动扳手与螺栓准确对接，定位件与一螺栓插接并径向固定，电动扳手可以拧紧或者拧松另一螺栓上的螺母。电动扳手借助定位件以一螺母和螺栓提供的阻碍力，扭转另一螺母，将螺母与螺栓固定，无需固定电动扳手，无需对扭矩控制装置的各个活动件进行锁定，结构更加简单和实用。

(2)本发明的一种扭矩控制装置以及应用方法，在底座和扭矩头之间设有相互连接的竖直移动组件、水平移动组件和旋转组件。竖直移动组件包括与底座固定连接的支撑体以及与支撑体滑动连接的连接块，连接块可以沿支撑体竖直移动，水平移动组件包括与连接块铰接的转动梁以及与转动梁滑动连接的滑动梁，滑动梁可以沿转动梁的长度方向水平移动，转动梁能够绕连接块在水平面内转动，旋转组件包括竖直设置的转柱，转柱能够带动扭矩头绕竖直轴线旋转。扭矩头具有三个直线自由度和两个转动自由度，可以便于扭矩头相对螺栓位置的调节，使得电动扳手可以与螺栓准确对接，定位件与插接柱插接并径向固定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明整体的立体结构示意图；

图2是本发明整体的主视结构示意图；

图3是本发明整体的侧视结构示意图；

图4是图2中A-A向的截面示意图；

图5是图2中B-B向的截面示意图；

图中，底座100、把手110、万向轮120、竖直移动组件200、支撑体210、连接块220、铰接耳221、第一直线导轨230、第一导轨231、第一滑块232、平衡单元240、弹簧平衡器241、牵引绳242、水平移动组件300、转动梁310、滑动梁320、第二直线导轨330、第二导轨331、第二滑块332、旋转组件400、转柱410、套筒420、推力轴承421、扭矩头500、固定件510、电动扳手520、机体521、扳手头522、传感器523、定位件530、筒体531、弹性件532、定位头533、锁定单元600。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本实施例中的一种扭矩控制装置，涉及动车组修配技术领域，在一些动车组的底盘部分，牵引拉杆座上设有需要拧紧的大螺栓，两螺栓相对间隔设置。本申请中的扭矩控制装置可以通过多自由度地调节与螺栓插接，同时借助一螺栓对另一螺栓进行定位和固定，来拧紧螺栓。

请参阅图1至图5，本实施例中的一种扭矩控制装置，包括：依次连接的底座100、竖直移动组件200、水平移动组件300、旋转组件400以及扭矩头500。

竖直移动组件200包括与底座100固定连接的支撑体210以及与支撑体210滑动连接的连接块220，支撑体210的底部与底座100固定连接，连接块220与支撑体210的一侧滑动连接，连接块220可以沿支撑体210竖直移动，经由水平移动组件300和旋转组件400与连接块220连接的扭矩头500可以竖直移动，便于扭矩头500相对螺栓位置的调节。

水平移动组件300包括与连接块220铰接的转动梁310以及与转动梁310滑动连接的滑动梁320，滑动梁320与转动梁310滑动连接，滑动梁320可以沿转动梁310的长度方向水平移动，经由旋转组件400与滑动梁320连接的扭矩头500可以沿转动梁310的长度方向水平移动，便于扭矩头500相对螺栓位置的调节。转动梁310与连接块220铰接，铰接轴竖直设置，使得转动梁310能够绕连接块220在水平面内转动，经由旋转组件400与转动梁310连接的扭矩头500在水平面内转动，便于扭矩头500相对螺栓位置的调节。

旋转组件400包括竖直设置的转柱410，转柱410的底部与滑动梁320转动连接，转柱410与扭矩头500连接，转柱410能够带动扭矩头500绕竖直轴线旋转，便于扭矩头500相对螺栓位置的调节。

扭矩头500包括与转柱410顶部固定连接的固定件510以及水平设置的电动扳手520和定位件530，固定件510在被上述组件带动时，电动扳手520和定位件530相对螺栓的位置也会发生对应的变化，从而可以方便电动扳手520与螺栓准确对接，定位件530与一螺栓插接并径向固定，电动扳手520可以拧紧或者拧松另一螺栓上的螺母。电动扳手520借助定位件530以一螺母和螺栓提供的阻碍力，扭转另一螺母，将螺母与螺栓固定，无需固定电动扳手520，无需对扭矩控制装置的各个活动件进行锁定，结构更加简单和实用。

在使用过程中：将底座100移动到动车组的待修配螺栓附近，改变支撑体210和连接块220以及转动梁310和滑动梁320之间的相对位置，改变转动梁310和连接块220以及滑动梁320和转柱410之间的相对角度，改变扭矩头500的位置和角度，使得扳手头522可以与一螺栓对接，定位头533与另一螺栓对接，启动机体521，扳手头522以确定的扭矩拧紧螺栓上的螺母或者拧松螺母。

请参阅图1至图4，电动扳手520包括机体521以及扳手头522，机体521经固定件510与转柱410固定连接，固定件510具体为厚钢板，机体521、固定件510和转柱410三者之间相互焊接，具有较强的连接强度。机体521的输出轴与扳手头522转动连接，机体521内设有电机，电机带动扳手头522转动。机体521远离扳手头522的一侧设有用于记录扭矩值的传感器523，电动扳手520具体为电动定扭矩扳手，可以通过电机预设扭矩，使得螺栓以规定的扭矩与动车组连接，传感器523可以记录电动定扭矩扳手的扭矩值，方便对螺栓所受扭矩的检查和校验，保证螺栓与动车组的连接强度，减少安全隐患。

请参阅图3，扳手头522为内六角扳手头522，扳手头522能够与动车组的大型螺栓连接并拧紧或者拧松螺栓。两定位件530之间间隔设置，两定位件530之间的间隔为两个螺栓之间距离的两倍，两定位件530相对扳手头522对称设置，任一定位件530和扳手头522可以与两螺栓插接，从而可以实现扳手头522的位置交换，依次对两螺栓上的螺母进行扭转。

请参阅图4，作为进一步的实施方式，定位件530包括与固定件510固定连接的筒体531、设置于筒体531中的弹性件532以及定位头533，定位头533具体为带柄的圆筒，圆筒插装于螺栓中，圆筒的柄部插装于筒体531中且与筒体531滑动连接，弹性件532的两端分别与筒体531和定位头533连接，弹性件532具体为弹簧，定位头533与螺栓插接时，定位头533可以根据实际需要发生伸缩，确保定位头533可以紧密地插接于螺栓中，实现定位头533的径向定位和锁紧。

请参阅图1至图3，竖直移动组件200还包括第一直线导轨230以及平衡单元240，第一直线导轨230包括滑动连接的第一导轨231和第一滑块232，第一导轨231竖直设置且与支撑体210固定连接，第一滑块232与连接块220固定连接，第一滑块232在第一导轨231上移动就可以带动连接块220竖直移动。在具体实施过程中，连接块220承担了水平移动组件300、旋转组件400以及扭矩头500的重量，往上移动连接块220需要巨大的力量，不利于工人的实际操作和使用。于是，在支撑体210的上设置平衡单元240，连接块220经由平衡单元240与支撑体210连接，平衡单元240向上牵引连接块220，为连接块220配重，平衡连接块220受到的重力，使得连接块220的竖直移动更加省力。

平衡单元240包括与支撑体210顶连接的弹簧平衡器241以及牵引绳242，弹簧平衡器241设置于支撑体210远离连接块220的一侧，牵引绳242的两端分别与弹簧平衡器241和连接块220连接，在支撑体210上设有导引牵引绳242的导轮，导轮的设置，使得与连接块220连接的一段牵引绳242竖直向上设置，从而向上牵引连接块220，平衡掉连接块220受到的重力，使得第一导轨231与第一滑块232之间的相对运动更加省力。

请参阅图3，连接块220相对转动梁310的一侧设有两水平设置的铰接耳221，转动梁310的端部位于两铰接耳221中且与铰接耳221铰接，铰接轴竖直贯穿铰接耳221和转动梁310设置。铰接耳221相对连接块220的尺寸增大处理，转动梁310的端部相对转动梁310增大处理，从而增强铰接耳221和转动梁310之间的连接强度，使得铰接处在承受有较大重力负载的情况下，不会发生损伤和破坏。

请参阅图1和图2，水平移动单元还包括第二直线导轨330，第二直线导轨330包括滑动连接的第二导轨331和第二滑块332，第二导轨331水平设置且与转动梁310固定连接，第二滑块332与滑动梁320固定连接。借助第二直线导轨330，滑动梁320可以沿着转动梁310的长度方向平移，实现水平移动组件300整体跨度的增长和缩短，便于扭矩头500相对螺栓位置的调节。

请参阅图3和图5，旋转组件400还包括与滑动梁320连接的套筒420，转柱410的底部插装于套筒420中，在转柱410的中部设有法兰径向凸起，套筒420的上端与转柱410的法兰径向凸起通过推力轴承421连接。推力轴承421可以承担轴向的荷载，水平设置的推力轴承421可以承担转柱410和扭矩头500的重量，还能实现转柱410相对套筒420的旋转运动。

请参阅图3，需要特别说明的是：转柱410和滑动梁320之间、滑动梁320和转动梁310之间以及第二导轨331和第二滑块332之间均设有锁定单元600，锁定单元600包括两锁扣以及锁定销，锁扣分别设置于两可相对运动的部件的上，锁定销可以插装于两锁扣中，使得可以相对运动的两部件相对静止，保持不动，在对装置进行搬运和移动时，可以避免各个移动部件之间的移动，造成麻烦。

底座100的底部设有多个万向轮120，万向轮120与底座100固定连接，万向轮120的设置可以方便工作人员推动装置整体移动，对不同位置的进行操作。在万向轮120上还设有刹车器，在必要时，可以锁死万向轮120，固定整个装置的位置。作为进一步的实施方式，底座100的一侧设有把手110，把手110与支撑体210固定连接，工作人员可以借助把手110来推动整个装置。

工作流程：首先借助万向轮120和把手110，将移动式电动扭矩扳手推动到动车组需要修配的螺栓附近。然后，抽出锁定销，改变第一滑块232和第一导轨231以及第二滑块332和第二导轨331之间的相对位置，改变转动梁310和连接块220以及滑动梁320和转柱410之间的相对角度，改变扭矩头500的位置和角度，使得扳手头522可以与螺栓对接，定位头533与螺栓对接，启动机体521，扳手头522以确定的扭矩拧紧螺栓。

一种扭矩控制装置的应用方法，包括以下步骤：

(1)将两螺母旋入用于连接牵引拉杆座与动车车体之间的两螺栓上，螺母与螺栓初步预紧；

(2)调节扭矩控制装置，使得电动扳手520和一定位件530分别插接到两螺栓中并与螺母相对固定，电动扳手520以确定的扭矩拧紧一螺母，定位件530限制电动扳手520和固定件510的移动；

(3)抽出电动扳手520和定位件530，将电动扳520手和另一定位件530分别插入到两螺栓中，另一定位件530与已拧紧的螺母连接，电动扳手520与未拧紧的螺母固定并将螺母拧紧。

本申请中的矩控制装置特异性地应用于对牵引拉杆座上螺母的拧紧，电动扳手520借助定位件530以一螺母和螺栓提供的阻碍力，扭转另一螺母，将螺母与螺栓固定，无需固定电动扳手520，无需对扭矩控制装置的各个活动件进行锁定，结构更加简单和实用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明之内。

Claims (2)

1.一种扭矩控制装置，其特征在于，包括：依次连接的底座、竖直移动组件、水平移动组件、旋转组件以及扭矩头；

所述竖直移动组件包括与所述底座固定连接的支撑体以及与支撑体滑动连接的连接块，所述连接块能够沿所述支撑体竖直移动；

所述水平移动组件包括与所述连接块铰接的转动梁以及与转动梁滑动连接的滑动梁，所述转动梁能够绕所述连接块在水平面内转动，所述滑动梁能够沿所述转动梁的长度方向水平移动；

所述旋转组件包括竖直设置的转柱，所述转柱的底部与所述滑动梁转动连接；

所述扭矩头包括与所述转柱顶部固定连接的固定件以及水平设置的电动扳手和定位件，所述电动扳手和定位件分别与所述固定件固定连接，两所述定位件设置于所述电动扳手的两侧；

所述电动扳手包括机体以及扳手头，所述机体经所述固定件与所述转柱固定连接，所述机体的输出轴与所述扳手头转动连接，所述机体远离所述扳手头的一侧设有用于记录扭矩值的传感器；

所述扳手头为内六角扳手头，所述扳手头能够与动车组的大型螺栓连接；两所述定位件之间间隔设置且相对所述扳手头对称设置；

所述定位件包括与所述固定件固定连接的筒体、设置于筒体中的弹性件以及定位头，所述定位头的一端插装于所述筒体中且与所述筒体滑动连接，所述弹性件的两端分别与所述筒体和所述定位头连接，所述定位头的另一端能够与螺栓插接；

所述竖直移动组件还包括第一直线导轨以及平衡单元，所述第一直线导轨包括滑动连接的第一导轨和第一滑块，所述第一导轨竖直设置且与所述支撑体固定连接，所述第一滑块与所述连接块固定连接；所述连接块经由所述平衡单元与所述支撑体连接，所述平衡单元能够平衡所述连接块受到的重力；

所述平衡单元包括与所述支撑体顶部连接的弹簧平衡器以及牵引绳，所述牵引绳的两端分别与所述弹簧平衡器和所述连接块连接，所述牵引绳能够向上牵引所述连接块；

所述连接块相对所述转动梁的一侧设有两水平设置的铰接耳，所述转动梁的端部位于两所述铰接耳中且与所述铰接耳铰接，铰接轴竖直贯穿所述铰接耳和所述转动梁设置；

所述水平移动组件还包括第二直线导轨，所述第二直线导轨包括滑动连接的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨水平设置且与所述转动梁固定连接，所述第二滑块与所述滑动梁固定连接；

所述旋转组件还包括与所述滑动梁连接的套筒，所述转柱的底部插装于所述套筒中，所述套筒的上端与所述转柱通过推力轴承连接。

2.一种如权利要求1所述的扭矩控制装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将两螺母旋入用于连接牵引拉杆座与动车车体之间的两螺栓上，螺母与螺栓初步预紧；

（2）调节扭矩控制装置，使得电动扳手和一定位件分别插接到两螺栓中并与螺母相对固定，电动扳手以确定的扭矩拧紧一螺母，定位件限制电动扳手和固定件的移动；

（3）抽出电动扳手和定位件，将电动扳手和另一定位件分别插入到两螺栓中，另一定位件与已拧紧的螺母连接，电动扳手与未拧紧的螺母固定并将螺母拧紧。