CN201720678U - 多联无偏载螺栓紧固装置 - Google Patents
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Abstract
一种多联无偏载螺栓紧固装置，在紧固螺栓时不会产生任何偏载，与扭矩拉伸机配合使用，所述扭矩拉伸机包括花键轴和输出扭矩的方头驱动轴，所述花键轴具有转动部分和固定部分，转动部分穿过固定部分连接所述方头驱动轴，所述方头驱动轴连接螺母套筒，其特征在于，所述多联无偏载螺栓紧固装置具有力臂本体，力臂本体上固定设置有与所述花键轴的固定部分相适配的花键通孔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种螺栓紧固装置。
背景技术
现代工业的各类设备多数都是以螺栓连接为主要的连接方式，螺栓连接与设备运行安全与否有着至关重要的关系。螺栓规格越大所需要的紧固动力越大，因此人们现在对大规格的螺栓普遍采用动力工具进行紧固。常见的动力工具有扭矩拉伸机和风动工具。而扭矩拉伸机因为可通过调节液压力的输出压力，通过液压泵提供连续、稳定的输出压力，从而成为要求严格的螺栓连接的首选紧固方法。
扭矩拉伸机的工作原理一般为高压或超高压的液体介质(一般为液压油)推动扭矩拉伸机缸体内的活塞杆做功，扭矩拉伸机的活塞杆连接一个棘轮机构，棘轮机构通过花键传动一个标准的方头驱动轴，方头驱动轴再通过标准的套筒与六角螺母相连接，从而实现转动螺母紧固螺栓。
扭矩拉伸机在工作时因存在外部的反作用力臂，根据牛顿第三定律，相当于外部的反作用力支点通过套筒和螺母对整个扭矩拉伸机系统产生翻转作用，使螺栓末端受到额外的偏载力矩，使原来正常啮合的螺母和螺栓螺牙产生偏载，从而导致摩擦接触面变化，使原来的面-面接触摩擦转变为点-面接触或线-面接触摩擦，导致摩擦力发生变化。
由于每个螺栓在紧固时需要调整反作用力臂的支点以获得牢固的外部支点，所以紧固每一个螺栓时外部的支点都不尽相同，反力支点不同导致反力支点产生的偏载力不同，进而引起每一个螺栓紧固时需要克服的摩擦力不同，最终导致紧固完成后同一个法兰面上的每一个螺栓的螺栓预紧力误差较大。反作用力支点与正紧固的螺栓间的距离越短，偏载力越大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使扭矩拉伸机在紧固螺栓时不会产生任何偏载的多联无偏载螺栓紧固装置。
为实现所述目的，本实用新型的多联无偏载螺栓紧固装置，与扭矩拉伸机配合使用，所述扭矩拉伸机包括花键轴和输出扭矩的方头驱动轴，所述花键轴具有转动部分和固定部分，转动部分穿过固定部分连接所述方头驱动轴，所述方头驱动轴连接螺母套筒，其特征在于，所述多联无偏载螺栓紧固装置具有力臂本体，力臂本体上固定设置有与所述花键轴的固定部分相适配的花键通孔。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体上设有三个及以上与所述花键轴的固定部分相适配的花键通孔。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体为直形。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体为弧形。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体为圆形。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体由第一半圆环形力臂、第二半圆环形力臂组成；第一半圆环形力臂设置三处以及以上通孔，通孔的形状与适配的花键套形状相同，花键套上设置与扭矩拉伸机花键轴相适配的所述花键通孔，花键套与第一半圆环形力臂通过螺纹连接件连接在一起；第二半圆环形力臂也设置了三处及以上的通孔，通孔的形状与适配的花键套形状相同，花键套上设置与扭矩拉伸机花键轴相适配的花键通孔，花键套与第二半圆环形力臂通过螺纹连接件连接在一起；第一半圆环形力臂与第二半圆环形力臂通过螺栓连接成环形力臂。
所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其进一步的特点是，力臂本体的边缘在圆周方向上设置弧形通孔槽。
采用上述技术方案后，使扭矩拉伸机工作时产生的扭矩借助于花键轴的固定部分和花键通孔的配合传递到本实用新型的力臂部上，螺栓紧固时没有偏载，扭矩拉伸机输出的扭矩更高效率地转化为螺母的转动，使螺栓获得纯粹轴向的拉伸，并且可同时紧固多个螺栓的多联无偏载螺栓紧固装置。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施例的结构示意图，其中(a)是主视图，(b)是剖视图。
图2是本实用新型第一实施例配合扭矩拉伸机的使用状态图。
图3是本实用新型第一实施例在使用时的受力分析示意图。
图4是本实用新型的第二实施例的结构示意图，其中(a)是主视图，(b)是剖视图。
图5是本实用新型的第三实施例的主视图。
图6是本实用新型第三实施例在使用时的受力分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。
本实用新型的多联无偏载螺栓紧固装置与现有的扭矩拉伸机和螺母套筒配合使用。参考图1和图2，扭矩拉伸机包括花键轴31和输出扭矩的方头驱动轴32。花键轴31具有转动部分310和固定部分311，固定部分311为一轴套，其与后面所述花键通孔2a相适配(即二者花键连接)，不能转动，用于传递反作用力，转动部分310穿过固定部分311与方头驱动轴32连接，构成扭矩输出部件。
本实用新型的多联无偏载螺栓紧固装置包括第一半圆环形力臂1、第二半圆环形力臂5和花键套2。花键套2提供与花键轴31(后面所述内容一样，无特别说明，均指其固定部分311)相适配的花键通孔2a，花键套2两侧分别设置两个螺纹孔21，花键套2借助于螺栓和螺纹孔21的连接而固定在第一半圆环形力臂1或第二半圆环形力臂5上。第二半圆环形力臂5在圆周方向也设置了三处或三处以上的通孔，该通孔的形状与适配的花键套2形状相同，花键套2设置在该通孔中，花键套2上设置与扭矩拉伸机花键轴31相适配的花键通孔2a。第一半圆环形力臂1和第二环形力臂5通过螺栓4连接成一个多联无偏载的环形力臂。
花键轴31穿过本实用新型的花键套2的花键通孔2a，使得扭矩拉伸机工作时受到的反作用力借助于花键套2传递到本实用新型的环形力臂1或5上。在对多个螺栓同时紧固时，对多部扭矩拉伸机施加相同的液压力，即多部扭矩拉伸机产生相同的紧固螺栓的扭矩。根据牛顿第三定律，作用力始终与反作用力作用在同一直线上，大小相等，方向相反。扭矩拉伸机所产生的作用力与环形力臂上的反作用力正好也是作用在同一轴线上，大小相等，方向相反，如图3所示，没有额外的力量作用在扭矩拉伸机或螺母套筒6上，因此螺栓在紧固过程不会产生偏载，不会产生多余的不可控制的摩擦力。扭矩拉伸机通过花键轴31所输出的全部扭矩得以最大的效率带动与之相连的螺母套筒6，从而转动螺母，使螺栓获得纯粹轴向的拉伸。
第一半圆环形力臂1、第二半圆环形力臂5构成的环形力臂的边缘在圆周方向上发置弧形通孔槽9。
图4示出了本实用新型的第二实施例。第二种多联螺栓紧固装置结构外形是一半圆弧形力臂1，与扭矩拉伸机的驱动轴3(其具有花键轴31)和螺母套筒6配合使用，较佳的是弧形力臂上设置四处与扭矩拉伸机的花键轴32相适配的花键通孔1a，扭矩拉伸机的花键轴的转动部分310在花键通孔1a内可以以花键轴的轴心线为中心自由转动，方头驱动轴32伸入到螺母套筒6内，驱动螺母达到紧固螺栓的目的。花键通孔1a同样可以是以花键套提供，或者直接形成在力臂1上。
图5示出了本实用新型的第三实施例，此多联无偏载螺栓紧固装置区别与第二实施例的不同之处在于力臂是直形的，在直形力臂1上设置三个及以上与扭矩拉伸机3相适配的花键通孔1a。本实用新型也是与扭矩拉伸机3和螺母套筒6配合使用。
本实用新型的第二实施例适用于螺栓分布是弧形区域，第三实施例适用于螺栓在同一直线上，同时紧固三个及以上螺栓的情形。通过在环形力臂或直行力臂上加工三个及以上的与扭矩拉伸机花键驱动轴相适配的花键通孔1a，所述扭矩拉伸机的驱动轴花键套32与环形力臂或直行力臂上设置的花键通孔1a相配合使用，使扭矩拉伸机工作时产生的反作用力传递到多联无偏载螺栓紧固装置的环行或直行力臂上，沿驱动轴轴心线可自由转动的方寸驱动轴33伸入螺母套筒内。根据牛顿第三定律，作用力始终与反作用力作用在同一直线上，大小相等，方向相反。扭矩拉伸机所产生的作用力与环形力臂上的反作用力正好也是作用在同一轴线上，大小相等，方向相反，如图所示，没有额外的力量作用在扭矩拉伸机或螺母套筒6上，因此螺栓在紧固过程不会产生偏载，不会产生多余的不可控制的摩擦力。最终得到纯粹的轴向拉伸。
Claims (7)
1.一种多联无偏载螺栓紧固装置，与扭矩拉伸机配合使用，所述扭矩拉伸机包括花键轴和输出扭矩的方头驱动轴，所述花键轴具有转动部分和固定部分，转动部分穿过固定部分连接所述方头驱动轴，所述方头驱动轴连接螺母套筒，其特征在于，所述多联无偏载螺栓紧固装置具有力臂本体，力臂本体上固定设置有与所述花键轴的固定部分相适配的花键通孔。
2.如权利要求1所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体上设有三个及以上与所述花键轴的固定部分相适配的花键通孔。
3.如权利要求1所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体为直形。
4.如权利要求1所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体为弧形。
5.如权利要求1所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体为圆形。
6.如权利要求5所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体由第一半圆环形力臂、第二半圆环形力臂组成；
第一半圆环形力臂设置三处以及以上通孔，通孔的形状与适配的花键套形状相同，花键套上设置与扭矩拉伸机花键轴相适配的所述花键通孔，花键套与第一半圆环形力臂通过螺纹连接件连接在一起；
第二半圆环形力臂也设置了三处及以上的通孔，通孔的形状与适配的花键套形状相同，花键套上设置与扭矩拉伸机花键轴相适配的花键通孔，花键套与第二半圆环形力臂通过螺纹连接件连接在一起；
第一半圆环形力臂与第二半圆环形力臂通过螺栓连接成环形力臂。
7.如权利要求4或5所述的多联无偏载螺栓紧固装置，其特征在于，力臂本体的边缘在圆周方向上设置弧形通孔槽。
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|---|---|---|---|---|
| CN103619531A (zh) * | 2011-06-21 | 2014-03-05 | 丰田自动车株式会社 | 多轴临时紧固工具 |
| CN113565850A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-29 | 周少瑛 | 一种无偏载恒定拉力精确紧固方法 |
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