CN209774484U - 一种可调式螺栓预紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可调式螺栓预紧装置，该装置包括：设置于装置顶端用于扭力扳手插入的固定盖，与固定盖连接后支承整个装置的支撑座，套设在支撑座外周并沿支撑座轴向转动调节适用螺栓孔径的凸轮齿环，紧贴凸轮齿环内壁的用于加持螺栓的滑块，其设置于支撑座上；和，防止凸轮齿环转动的锁定块。本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置适用多种规格的头螺栓，解决了螺栓预紧套筒规格单一的问题；其结构牢固，在使用较大扭矩时不易损坏；对螺栓装卡紧密，减小了预紧装置与螺栓间的有害间隙，提高了预紧装置的使用寿命。

Description

一种可调式螺栓预紧装置

技术领域

本实用新型涉及制造领域，具体涉及装备制造中力矩扳手对螺栓螺母的安装和拆卸。

背景技术

在机械制造领域中，螺纹连接应用广泛和频繁，力矩扳手作为六角头螺栓安装和拆卸的常用工具拥有力矩大、精度高、扭转效率高等优点。力矩扳手通过螺栓套筒对螺栓进行预紧，套筒一端为与力矩扳手连接的方孔，另一端为与螺栓六角头相匹配的六边形孔。

但是螺栓套筒为锻造件，每一个套筒只能适用于一种规格的六角头螺栓，而螺栓的规格根据产品设计要求种类繁多，生产制造中就需要配备大量不同规格的螺栓套筒，这样就会带来以下问题：1.采购数量大，增加制造成本；2.反复更换螺栓套筒消耗时间，影响工作效率；3.遇到难以匹配的规格需要重新采购新型号套筒，延误生产进度；4.种类和数量过多不便于管理。

因此，目前亟需解决的问题是设计一种可以调节规格的螺栓套筒使力矩扳手在制造中应用得更加便捷和高效。

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过设置与固定盖和支撑座适配的内壁均匀分布凹凸部的凸轮齿环，对支撑座上的滑块形成可调节的挤压；配合弹簧挡销对滑块的弹性调节，使滑块始终与凸轮齿环抵触。在多个滑块之间形成夹持螺栓的空间，旋转凸轮齿环即可轻松调节该夹持空间，实现了不同规格螺栓的调节，从而完成了本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种可调式螺栓预紧装置，该装置包括：

设置于装置顶端以使扭力扳手插入的固定盖1，

与固定盖1连接后支承整个装置的支撑座2，

套设在支撑座2外周并沿支撑座2轴向转动调节适用螺栓孔径的凸轮齿环3，

紧贴凸轮齿环3内壁以加持螺栓的滑块4，其设置于支撑座2上；和，

防止凸轮齿环3转动的锁定块5；

其中，所述支撑座2的上端沿高度方向或轴心铅垂方向向上周向凸起多个限位块2-2；

进一步地，所述限位块2-2的外侧下端设置有沿支撑座2外周环向延伸的高度相同的放置凸轮齿环3的安装槽C。

其中，所述固定盖1包括盖板1-1和锁定块转轴1-2；

在盖板1-1的中心上端设有扭力扳手插入的方孔；

锁定块转轴1-2环向均匀分布于盖板1-1的侧面，其插入锁定块5上端的轴孔内，使锁定块5与盖板1-1固定并可沿锁定块转轴1-2转动。

另外，所述固定盖1的下端可拆卸连接有弹簧挡销6；

所述弹簧挡销6与滑块4相对运动，通过弹性构件8迫使滑块4抵在凸轮齿环3的内壁。

相邻限位块2-2之间形成安装和移动滑块4的滑槽2-1。

其中，所述限位块2-2为设定高度的扇形体，周向均匀设置于支撑座2接近外侧边缘处；

滑槽2-1在支撑座2内径向延伸。

在支撑座2侧壁上端与限位块2-2相交处，环向向下凹陷形成用于凸轮齿环3定位旋转的凸台e。

其中，所述凸轮齿环3内侧呈凹凸均布的多边形结构，外侧为齿轮；

在凸轮齿环3的内侧底部周向设置有与支撑座2的凸台e配合的转动槽E。

其中，所述滑块4的顶端设置有与弹簧挡销6适配的卡位槽4-1，以放置弹性构件8和供弹簧挡销6滑动；

滑块4中弧面朝向支撑座2外侧壁的面为弧面，并与凸轮齿环3的内壁接触。

其中，所述锁定块5包括锁定板5-1和齿形块5-2；

在锁定板5-1的中部设置齿形块5-2，齿形块5-2上设有与凸轮齿环3外侧齿形相啮合的齿条。

根据本实用新型提供的一种可调式螺栓预紧装置，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置适用多种规格的螺栓，特别是六角头螺栓，解决了螺栓预紧套筒规格单一的问题；

(2)本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置调节方法简单，使用方便；

(3)本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置对螺栓装卡紧密，减小了预紧装置与螺栓间的有害间隙，提高了预紧装置的使用寿命；

(4)本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置连接结构牢固，在使用较大扭矩时不易损坏；

(5)本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置设计新颖，通用性强，可应用于三角头、方头螺栓及其他形状螺栓预紧装置的设计中。

附图说明

图1示出本实用新型一种优选实施方式中预紧装置的三维结构示图。

图2中A示出本实用新型一种优选实施方式中预紧装置的侧视示意图；B示出A的俯视示意图；C示出A的A-A向视图；D示出A的B-B向视图。

图3中A示出本实用新型中一种优选实施方式的固定盖结构示意图；B示出A的A-A向视图。

图4中A示出本实用新型中一种优选实施方式的支撑座的结构示意图；B示出A的侧视示意图；C示出A的俯视示意图。

图5中A示出本实用新型中一种优选实施方式的凸轮齿环结构示意图；B示出A的A-A向视图。

图6中A示出本实用新型中一种优选实施方式的滑块结构示意图；B示出A的侧视示意图；C示出A的俯视示意图。

图7中A示出本实用新型一种优选实施方式的锁定块结构示意图；B示出A的侧视示意图；C示出A的A-A向视图。

图8示出本实用新型中一种优选实施方式的弹簧挡销的结构示意图。

图9中A示出本实用新型中预紧装置适用最大规格螺栓时凸轮齿环内侧凹凸面与滑块接触的示意图；B示出本实用新型中预紧装置适用最小规格螺栓时凸轮齿环内侧凹凸面与滑块接触的示意图。

附图标号说明：

1-固定盖；1-1-盖板；1-2-转轴；1-3-通孔；2-支撑座；2-1-滑槽；2-2-限位块；3-凸轮齿环；4-滑块；4-1-卡位槽；5-锁定块；5-1-锁定板；5-2-齿形块；6-弹簧挡销；7-连接螺栓；8-弹性构件；9-锁紧螺栓；e-凸台；A-本装置适用的最大螺栓规格；B-本装置适用的最小螺栓规格；C-安装槽；D-凸轮齿环内侧轮廓；E-转动槽；

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些示例性说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下详述本实用新型。

本实用新型提供了一种可调式螺栓预紧装置，如图1所示，所述装置包括：

设置于装置顶端用于扭力扳手插入的固定盖1，与固定盖1连接后支承整个装置的支撑座2，套设在支撑座2外周并沿支撑座2轴向转动调节适用螺栓孔径的凸轮齿环3，紧贴凸轮齿环3内壁的用于加持螺栓的滑块4和防止凸轮齿环3转动的锁定块5。

优选地，如图3中A所示，所述固定盖1包括盖板1-1和锁定块转轴1-2。其中，在盖板1-1的中心上端设有用于扭力扳手插入的方孔，为了更好地实现扭力扳手插入扭力的作用，所述方孔的大小最好和扭力扳手的插入销适配。

如图3中B所示，其为图3中A的A-A向视图，可知，为了实现固定盖1和支撑座2的固定，在盖板1-1上环绕方孔设置有通孔1-3，通过螺栓连将固定盖1和支撑座2固定。

如图2中A所示，锁定块转轴1-2环向均匀分布于盖板1-1的侧面，所述锁定块转轴1-2插入锁定块5上端的轴孔内，使锁定块5与盖板1-1固定并可沿锁定块转轴1-2转动。

为了提高锁定块5对凸轮齿环3的锁紧作用，防止凸轮齿环3活动减弱对螺栓的卡紧作用，一般设置有多个锁定块转轴1-2，优选设置为2～4个，例如设置有3个。

在本实用新型提供的预紧装置中，所述固定盖1的下端可拆卸连接有弹簧挡销6。

进一步地，如图3中B和图1所示，在盖板1-1的下端还设有连接弹簧挡销6的螺纹孔。所述弹簧挡销6与安装于支撑座2上的滑块4相对运动，通过弹性构件8迫使滑块4抵在凸轮齿环3的内壁。

弹性构件8优选为弹簧。

所述弹簧挡销6的个数与滑块4的个数相同。

所述支撑座2为轴心与固定盖1相同的底座，优选支撑座2与固定盖1俯视观看时基本呈圆形，更优选二者外径相同，便于凸轮齿环3对固定盖1和支撑座2的同时调节和固定。

如图4中A所示，在所述支撑座2的上端沿高度方向或轴心铅垂方向向上周向凸起多个限位块2-2，限位块2-2之间形成用于滑块4安装和移动的滑槽2-1。优选所述滑块4与限位块2-2间隙配合。

所述限位块2-2为具有设定高度的扇形体，周向均匀设置于支撑座2接近外侧边缘处，滑块4安装于相邻限位块2-2之间的滑槽2-1内，相应地，滑块4周向均匀地设置于支撑座2上。

在支撑座2的中心处设置有容纳螺栓的通孔，限位块2-2沿该通孔周向均匀分布。优选限位块2-2接近轴心的内壁和该通孔的内壁共面。

其中，在限位块2-2的顶端设置有与盖板1-1上通孔1-3对应的螺纹孔，通过连接螺栓7将通孔1-3和限位块2-2固定，从而将固定盖1和支撑座2固定，如图2中B所示。

如图4中B所示，在限位块2-2的外侧下端设置有沿支撑座2外周环向延伸的高度相同的凹槽，所述凹槽形成用于放置凸轮齿环3的安装槽C。凸轮齿环3在安装槽C内间隙配合，能够自由的左右旋转。

在一种优选的实施方式中，在支撑座2侧壁上端与限位块2-2相交处，环向向下凹陷形成用于凸轮齿环3定位旋转的凸台e，如图4中A和B所示。凸台e的高度根据紧固螺栓的规格设定。

所述限位块2-2的个数与待紧固的螺栓的边数一致，例如，当螺栓为六角螺栓时设置6个限位块，当螺栓为三角螺栓时设置3个限位块，当螺栓为四角螺栓时设置4个限位块，当螺栓为十二角螺栓时设置12个限位块。

在一种优选的实施方式中，如图2中D所示，所述支撑座2上均匀设置有六个限位块2-2和六个滑块4，可以适用于六角螺栓的紧固。

滑块4在相邻限位块2-2之间的滑槽2-1内自由移动，优选滑块4与滑槽2-1满足间隙配合。滑槽2-1在支撑座2内径向延伸，使得安装于其内的滑块4受外力时沿滑槽2-1沿支撑座2径向滑动。

在一种优选的实施方式中，如图6中A所示，所述滑块4为一面呈弧面的长方体，滑块4中弧面朝向支撑座2的外侧壁，如图2中D所示，并与凸轮齿环3的内壁接触。

其中，所述滑块4的高度与限位块2-2的高度相同，便于固定盖1对滑块4和限位块2-2的固定，防止二者在高度方向上松动，影响使用。

较好地，在滑块4的顶端设置有与弹簧挡销6适配的卡位槽4-1，用于放置弹性构件8和供弹簧挡销6滑动，如图2中C所示。

所述弹簧挡销6可以设置为多种形状，只要能够在滑块4顶端的卡位槽4-1内移动并弹压弹性构件8即可。

在一种优选的实施方式中，如图8所示，所述弹簧挡销6呈圆柱体，其一端设有球头，另一端设有与盖板1-1下端螺纹孔适配的螺纹。

相应地，所述卡位槽4-1的形状与弹簧挡销6适配，其上端开口处为长方体，下端为圆柱体；其截面如图6中B所示，上端开口处为长方形，底端为圆形。优选所述卡位槽4-1中长方体的宽小于圆柱体的直径，如图6中C所示。

将弹性构件8横向安装于卡位槽4-1的圆柱空间中，当弹簧挡销6挤压弹性构件8时，弹性构件8发生形变；由于卡位槽4-1上端的开口小于下端的圆柱空间，使得弹性构件8只能沿卡位槽4-1的圆柱体伸缩；弹性构件8作用于滑块4，迫使滑块4向外移动并抵在凸轮齿环3的内壁。

凸轮齿环3周向套设于全部滑块4和限位块2-2的外周，通过旋转凸轮齿环3使滑块4沿滑槽2-1移动，从而扩大或缩小适用的螺栓的规格；同时也减少了该预紧装置和螺栓的有害间隙，降低了螺栓表面的磨损。

在本实用新型提供的凸轮齿环3中，如图5中A和B所示，其内侧呈凹凸均布的多边形结构，外侧为齿轮。其中，凸轮齿环3内侧多边形的边数和滑块4的个数相同。

在一种优选的实施方式中，如图5中A所示，所述凸轮齿环3内侧为六组凹凸均布的六边形结构。同时，在图4的C图中，D为凸轮齿环内侧轮廓。

凸轮齿环3中，如图5中A所示，内侧凹凸的波峰(内壁凸部)与波谷(内壁凹部)径向高度差为H，所述H的值根据待紧固螺栓规格的范围进行调整。

优选地，如图5中B所示，在凸轮齿环3的内侧底部周向设置有与支撑座2的凸台e配合的转动槽E；优选转动槽E的高度与凸台e的高度相同，使得凸轮齿环3能够较好地与支撑座2旋转配合，如图2中C所示。

当凸轮齿环3套设在滑块4和限位块2-2的外周时，旋转凸轮齿环3，其凹凸结构的内侧壁会对滑块4产生挤压的作用。滑块4随着凸轮齿环3的强力挤压在滑槽2-1内移动，使与固定盖1固连的弹簧挡销6在滑块4的卡位槽4-1内滑动，通过弹簧挡销6球头对卡位槽4-1内弹性构件8的挤压使其始终在卡位槽4-1内，并通过弹性构件8迫使滑块4抵在凸轮齿环3的内壁，如图1所示。

滑块4中靠近轴心的一端用于加持待紧固的螺栓，多个滑块4构成放置和加持螺栓的夹持空间。由于滑块4的移动，导致多个滑块4构成的夹持空间不断变化，从而能够适用于不同规格的螺栓，实现滑块4对螺栓螺母装夹后的径向固定。

其中，凸轮齿环3内侧波峰与波谷的径向高度差H为滑块4的滑动行程。当波峰(凸轮齿环3内壁凸部)与滑块4接触时，滑块4位于本装置适用的最小螺栓规格B位置，如图9中B所示；当波谷(凸轮齿环3内壁凹部)与滑块4接触时，滑块4位于本装置适用的最大螺栓规格A位置，如图9中A所示。

当凸轮齿环3旋转至所需的位置时，使用锁定块5将凸轮齿环3固定，使固定盖1、支撑座2和凸轮齿环3的位置相对不变。

在一种优选的实施方式中，如图7中A所示，锁定块5包括锁定板5-1和齿形块5-2。

优选地，在锁定板5-1的上端设置有轴孔，与盖板1-1上的锁定块转轴1-2连接后能够上下翻转；

进一步地，如图7中B所示，在锁定板5-1的另一端设有通孔，与该通孔相对的支撑座2上同样设置有螺纹孔，通过锁紧螺栓9与支撑座2固连，如图2中C所示。

其中，在锁定板5-1的中部设置齿形块5-2，齿形块5-2上设有与凸轮齿环3外侧齿形相啮合的齿条，如图7中C所示。

优选锁定板5-1与齿形块5-2通过焊接或螺纹固连。

使用锁定块5固定凸轮齿环3时，将齿形块5-2上的齿条和凸轮齿环3的外侧齿条啮合，并通过通过锁紧螺栓9与支撑座2连接固定，从而实现凸轮齿环3的固定和滑块对螺栓螺母装夹后的径向固定。

当使用本实用新型提供的预紧装置夹紧螺栓时，若凸轮齿环3外齿轮所处位置无法与锁定块5中的齿形块5-2啮合，可将凸轮齿环3回转一个齿形以内的行程使二者相啮合。

优选凸轮齿环3的齿数为锁定块5的倍数，可以满足凸轮齿环3与多组均布的锁定块5同时啮合。

凸轮齿环3外齿轮齿间距越小越有利于减少紧固装置和螺栓之间的有害间隙，避免破坏螺栓的外表面。

较好地，所述凸轮齿环3外齿轮齿间距设为小于8mm，优选为4mm～6mm，可以减少凸轮齿环3外齿与锁定块5内齿啮合后滑块4与螺栓的间隙，进而减少有害间隙。

本实用新型提供的可调式螺栓预紧装置连接结构牢固，在使用较大扭矩时也不易损坏。

本实用新型提供的预紧装置在使用时，

首先，在支撑座2上安装凸轮齿环3：将凸轮齿环3按照图4中凸轮齿环内侧轮廓D示意位置套入支撑座2，并使凸轮齿环转动槽E与支撑座2凸台e配合安装，此时凸轮齿环3与支撑座2同轴旋转并且轴向固定在支撑座2的安装槽C内；

其次，调节凸轮齿环至可调螺栓最大规格处，将滑块安装在支撑座的滑槽内，使其与凸轮齿环贴合，在每个滑槽内放置弹性构件；

具体而言，调节凸轮齿环3至图9中A所示位置，其为螺栓最大规格位置，将滑块4安装在支撑座2滑槽2-1内并使其与凸轮齿环3贴合，在每个滑槽2-1内放置弹性构件8，优选为弹簧；

最后，将锁紧块与固定盖的转轴连接，并将固定盖与支撑座固连；进一步地，将锁紧块5与固定盖1的转轴1-2连接，并将固定盖1与支撑座2通过连接螺栓7固连。在支撑座2内侧安装弹簧挡销6使其能够在滑槽2-1内滑动并抵触弹性构件8，完成本装置所有零件的安装。

当本装置各零件安装完毕，转动凸轮齿环3，滑块4受其内部均布的凹凸形结构的导向进行沿支撑座2径向同步滑动，并在弹性构件8压力作用下始终与凸轮齿环3内壁接触。

本实用新型提供的预紧装置在使用时，螺栓通过支撑座底部的通孔进入滑块组成的夹持空间，旋转凸轮齿环使滑块与螺栓头侧面接触，当凸轮齿环无法继续旋转时，翻转落下锁定块使其齿形块与凸轮齿环相啮合；配合力矩扳手对螺栓进行预紧和拆卸。

进一步地，本实用新型提供的预紧装置中优选设置有六个滑块4，可以适用于目前使用最广泛的六角螺栓。

当所述预紧装置套在螺栓六角头时，即，螺栓六角头通过支撑座2底部的通孔伸入六个滑块4组成的夹持空间内后，旋转凸轮齿环3使六个滑块4随其内侧形状导向与螺栓六角头的六个侧面接触。当凸轮齿环3无法继续旋转，翻转落下锁定块5使其齿形块与凸轮齿环3相啮合。若此时凸轮齿环3所处的位置无法与齿形块5-2齿条啮合，将其回转一个齿形以内的行程使其相啮合，并预紧锁紧螺栓9，将凸轮齿环3与支撑座2锁定。此时凸轮齿环3被固定，螺栓被六个滑块4夹紧，配合力矩扳手能够实现本装置对不同规格螺栓的预紧和拆卸。

当调整和变化所述预紧装置中滑块的个数时，例如，3个、4个，5个，12个时，还可以分别适用于三角螺栓、四角螺栓、五角螺栓和十二角螺栓，适用螺栓的范围非常广泛；且可根据实际需求任意调整。

在本实用新型提供的预紧装置中，通过设置内壁凹凸均匀的凸轮齿环，通过简单的旋转即可实现多组滑块同时沿支撑座径向等距滑动，满足在凹凸高度H范围内不同规格螺栓螺母的调节；并通过锁定块对凸轮齿形环旋转的固定实现滑块对螺栓螺母装夹后的径向固定。

本实用新型设计新颖、操作简单、通用性强，解决了一般力矩扳手套筒规格单一的问题，对于制造行业中各种规格螺栓螺母的拆装起到高效、节能的重要作用。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可调式螺栓预紧装置，其特征在于，该装置包括：

设置于装置顶端以使扭力扳手插入的固定盖(1)，

与固定盖(1)连接后支承整个装置的支撑座(2)，

套设在支撑座(2)外周并沿支撑座(2)轴向转动调节适用螺栓孔径的凸轮齿环(3)，

紧贴凸轮齿环(3)内壁以加持螺栓的滑块(4)，其设置于支撑座(2)上；和，

防止凸轮齿环(3)转动的锁定块(5)；

其中，所述支撑座(2)的上端沿高度方向或轴心铅垂方向向上周向凸起多个限位块(2-2)；

所述限位块(2-2)的外侧下端设置有沿支撑座(2)外周环向延伸的高度相同的放置凸轮齿环(3)的安装槽(C)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定盖(1)包括盖板(1-1)和锁定块转轴(1-2)；

在盖板(1-1)的中心上端设有扭力扳手插入的方孔；

锁定块转轴(1-2)环向均匀分布于盖板(1-1)的侧面，其插入锁定块(5)上端的轴孔内，使锁定块(5)与盖板(1-1)固定并可沿锁定块转轴(1-2)转动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定盖(1)的下端可拆卸连接有弹簧挡销(6)；

所述弹簧挡销(6)与滑块(4)相对运动，通过弹性构件(8)迫使滑块(4)抵在凸轮齿环(3)的内壁。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

相邻限位块(2-2)之间形成安装和移动滑块(4)的滑槽(2-1)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限位块(2-2)为设定高度的扇形体，周向均匀设置于支撑座(2)接近外侧边缘处。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滑槽(2-1)在支撑座(2)内径向延伸。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在支撑座(2)侧壁上端与限位块(2-2)相交处，环向向下凹陷形成用于凸轮齿环(3)定位旋转的凸台(e)。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸轮齿环(3)内侧呈凹凸均布的多边形结构，外侧为齿轮；

在凸轮齿环(3)的内侧底部周向设置有与支撑座(2)的凸台(e)配合的转动槽(E)。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滑块(4)的顶端设置有与弹簧挡销(6)适配的卡位槽(4-1)，以放置弹性构件(8)和供弹簧挡销(6)滑动。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述锁定块(5)的中部设置齿形块(5-2)，齿形块(5-2)上设有与凸轮齿环(3)外侧齿形相啮合的齿条。