CN2808447Y

CN2808447Y - 动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构

Info

Publication number: CN2808447Y
Application number: CN 200520072249
Authority: CN
Inventors: 吴咏光; 伍竞国; 胡金虎; 夏斯萍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2015-05-30

Abstract

本实用新型公开了一种动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构。在中空的动轮内腔同一平面内安装第一、二主动块和被动块，被动块在动轮的中心，第一、二主动块均布在两侧，动轮高速旋转，第一、二主动块在离心力的作用下，克服压紧机构的预紧力，以第一、二销轴为圆心重端向外轻端向内，向内的一端利用动轮和主动块本身的质量、角速度、惯性矩所积蓄的动能经3－5秒的能量积蓄所产生的冲量在瞬间释放出来打击被动块，推动主轴绕动轮中心旋转，输出转矩带动套筒旋紧和旋松螺栓。由双向复位开关控制电机的正反转形成双向冲量式打击。四组压紧机构产生的预紧力通过调整主动块飞出的时间来达到控制输出扭矩的大小。

Description

动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构

技术领域

本实用新型涉及一种电动、气动扳手的打击工作机构。

背景技术

目前，技术上比较成熟的电动、气动扳手的打击结构多是主动块和被动块不在同一平面内，在旋转过程中利用凸轮和弹簧将撞击块或销直线推出打击主轴上相应的工作部位，因此结构一般较复杂加工精度要求高，体积和重量大，能耗高。近几年出现的扭矩在300N/M以下的电动扳手的打击机构基本为撞击式，主要通过撞击块偏转角度撞击凸轮轴转动来锁紧或拆卸螺栓，由于撞击块和凸轮工作角度等的设计存在缺陷，使撞击时形成的撞击夹角被分解成切线方向的旋转力和径向的冲击力，会损坏撞击块、凸轮、轴承等部件，甚至造成电机损坏不能工作，这类电动扳手的输出扭矩只能在300N/M以下，不能生产出600N/M以上的电动扳手，而且质量往往不稳定。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，该动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构体积小、重量轻，性能稳定，并能做到在最小电功率条件下，追求最大的输出力矩。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，包括动轮、主轴、被动块、第一主动块、第二主动块、拉簧、压紧机构、限位销，主轴伸出的一端固连套筒、另一端固定有被动块并伸入动轮内；

动轮呈中空的圆柱体，第一、二主动块和被动块安装在动轮中空的同一平面内，被动块在动轮的中心，第一、二主动块均布在动轮两内侧，被动块呈部分凸出于主轴，第一、二主动块分别偏心活动套设于第一、二销轴，第一、二销轴两端固定于动轮两侧面，又设有至少一根拉簧，拉簧两端分别固连于第一、二主动块偏重的一端，又设有第一、二限位销，第一、二限位销两端分别固定于动轮两侧面，第一、二限位销分别抵触第一、二主动块偏轻端的外面一侧，用于限制第一、二主动块静止时的位置；

第一主动块打击面与动轮中心和第一主动块内侧连线所形成的角度在15°-30°之间，第二主动块打击面与动轮中心和第二主动块内侧连线所形成的角度在15°-30°之间；

压紧机构主要由压紧弹簧、钢珠组成，第一、二主动块的左、右二侧各设有一个供钢珠置放的圆锥形凹坑，又动轮二侧面分别设有与第一、二主动块二侧凹坑位置和数量相匹配的穿孔，压紧弹簧分别活动置于穿孔中，压紧弹簧一端抵触钢珠，压紧弹簧另一端固定于穿孔中，压紧弹簧所产生预紧力的大小用于控制第一、二主动块重端向外飞出的时间、动能的积蓄并最终产生冲量大小；

当动轮作顺时针高速旋转时，第一、二主动块产生离心力分别以第一、二销轴为中心其重端向外飞出轻端向内，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第一主动块打击被动块引起主轴作顺时针旋转，第二主动块起动轮的平衡作用；当动轮作逆时针高速旋转时，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第二块主动块打击被动块的另一个侧面引起主轴作逆时针旋转，第一主动块起动轮的平衡作用，动轮静止时，由于拉簧拉力的存在，第一、二主动块复位，第一、二主动块偏轻端外侧又分别抵触到第一、二限位销，如此动轮的正反旋转形成双向冲量式打击。

设有二根拉簧，第一根拉簧通过销固设于第一、二主动块偏重端的一侧，第二根拉簧通过销固设于第一、二主动块偏重端的另一侧。

被动块一体形成于主轴，主轴圆周长的1/6-1/8向外呈扇形凸出形成被动块。

又设有与压紧弹簧数量匹配的压紧螺栓，压紧螺栓一端恰可插入压紧弹簧中，压紧螺栓向穿孔外的另一端设有外螺纹并啮合于穿孔一端的内螺纹中，这时穿孔作为压紧螺栓孔，以此把压紧弹簧另一端固定。

设有第一、二、三轴套，第二、三轴套分别套设于主轴安装在被动块的两端，第二、三轴套固定于动轮内，第一轴套活动套设于主轴上，第一轴套一端固定于外壳上、另一端伸入第二轴套并与之动配合，第一、二、三轴套分别采用粉末冶金和调质材料制造，第一、二、三轴套的内径有油槽，用于存放润滑脂，利于主轴的滚动润滑。

本实用新型专利的有益效果是：本例的工作过程是：当动轮作顺时针高速旋转时，第一、二主动块产生离心力分别以第一、二销轴为中心其重端向外飞出轻端向内，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第一主动块打击被动块引起主轴作顺时针旋转，第二主动块起动轮的平衡作用；当动轮作逆时针高速旋转时，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第二块主动块打击被动块的另一个侧面引起主轴作逆时针旋转，第一主动块起动轮的平衡作用，动轮静止时(包括主动静止和被动静止)，由于拉簧拉力的存在，第一、二主动块复位，动力不输出(动轮被动静止时可及时保护电机)，第一、二主动块偏轻端外侧又分别抵触到第一、二限位销，如此动轮的正反旋转形成双向冲量式打击；从中可看出，本实用新型是采用动轮双向冲量驱动结构，原始动力只要能满足动轮的旋转即可，同时动轮在运转中自身起到平衡作用，而其直径的大小又决定力矩的大小从而可以使该工作机构结构紧凑，使整机重量达到同等输出转矩的电动、气动扳手的1/2，因此能达到节能增效的目的；又使用时，可以利用12V、24V直流低压电作为动力，制造出高效节能扭矩在800-1200N/M、便于携带的电动扳手，适用于大型载重车、大客车的使用；适当调整主、被动块和相应电机、动轮等部件，可达到不同的输出扭矩。因此本例体积小、重量轻，性能稳定，并能做到在最小电功率条件下，追求最大的输出力矩。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的装配爆炸图；

图2是本实用新型的装配纵剖面构造图；

图3是本实用新型的动轮内腔装配横向剖面构造图；

图4是本实用新型的工作原理图；

图5是本实用新型所述的压紧机构构造图；

图6是本实用新型所述的圆锥形凹坑示意图；

图7是本实用新型所述的压紧螺栓构造图；

图8是本实用新型所述穿孔的构造图；

图9是本实用新型所述的第一、二、三轴套和主轴、动轮的装配关系图。

图中：1.第一轴套；2.主轴；3.第二轴套；4.第三轴套；51.第一主动块；52.第二主动块；6.拉簧；7.动轮；8.销；9.钢珠；10.压紧弹簧；11.压紧螺栓；121.第一限位销；122.第二限位销；131.第一销轴；132.第二销轴；14.轴承；15.离合器；16.电机；17.双向复位开关；18.外壳；21.被动块；22.油槽；23.凹坑；24.穿孔。

具体实施方式

实施例：一种动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，包括动轮7、主轴2、被动块21、第一主动块51、第二主动块52、拉簧6、压紧机构，主轴伸出的一端固连套筒、另一端固定有被动块并伸入动轮内；

动轮呈中空的圆柱体，第一、二主动块和被动块安装在动轮中空的同一平面内，被动块在动轮的中心，第一、二主动块均布在动轮两内侧，被动块呈部分凸出于主轴，第一、二主动块分别偏心活动套设于第一、二销轴131、132，第一、二销轴两端固定于动轮两侧面，又设有至少一根拉簧6，拉簧6两端分别固连于第一、二主动块偏重的一端，又设有第一、二限位销121、122，第一、二限位销两端分别固定于动轮两侧面，第一、二限位销分别抵触第一、二主动块偏轻端的外面一侧，用于限制第一、二主动块静止时的位置；

压紧机构主要由压紧弹簧10、钢珠9组成，第一、二主动块的左、右二侧各设有一个供钢珠置放的圆锥形凹坑23，又动轮二侧面分别设有与第一、二主动块二侧凹坑位置和数量相匹配的穿孔，压紧弹簧分别活动置于穿孔中，压紧弹簧一端抵触钢珠，压紧弹簧另一端固定于穿孔24中，压紧弹簧所产生预紧力的大小用于控制第一、二主动块重端向外飞出的时间、动能的积蓄并最终产生冲量大小；

当动轮作顺时针高速旋转时，第一、二主动块产生离心力分别以第一、二销轴为中心其重端向外飞出轻端向内，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第一主动块打击被动块引起主轴作顺时针旋转，第二主动块起动轮的平衡作用；当动轮作逆时针高速旋转时，同时拉簧呈伸展拉紧状态，第二块主动块打击被动块的另一个侧面引起主轴作逆时针旋转，第一主动块起动轮的平衡作用，动轮静止时，由于拉簧拉力的存在，第、二主动块复位，第一、二主动块偏轻端外侧又分别抵触到第一、二限位销，如此动轮的正反旋转形成双向冲量式打击。

又设有与压紧弹簧数量匹配的压紧螺栓11，压紧螺栓一端恰可插入压紧弹簧中，压紧螺栓向穿孔外的另一端设有外螺纹并啮合于穿孔一端的内螺纹中，这时穿孔作为压紧螺栓孔，以此把压紧弹簧另一端固定。

设有第一、二、三轴套1、3、4，第二、三轴套分别套设于主轴安装在被动块的两端，第二、三轴套固定于动轮内，第一轴套活动套设于主轴上，第一轴套一端固定于外壳上、另一端伸入第二轴套并与之动配合，第一、二、三轴套分别采用粉末冶金和调质材料制造，第一、二、三轴套的内径有油槽，用于存放润滑脂，利于主轴的滚动润滑。

本实用新型的工作原理是：

参见图1、图3，在动轮7内腔中，第一、二主动块51、52和被动块在同一平面内，被动块在动轮的中心，第一、二主动块均布在两侧，动轮在达到或超过额定的速度时，第一、二主动块在离心力的作用下，瞬时克服压紧机构的预紧力，分别以第一、二销轴中心为轴线重端向外轻端向内进行旋转，向内的一端利用动轮和第一、二主动块本身的质量、角速度、惯性矩所积蓄的动能从而产生出的冲量在0.05-0.08秒之内打击被动块，推动主轴跟随动轮旋转，输出转矩带动套筒旋紧和旋松螺栓，工作时的位置如图4的虚线所示。主轴在传递扭矩旋紧和旋松螺栓过程中遇到反作用力的同时会迫使动轮减速，当转速低于额定的速度时，第一、二主动块在拉簧的作用下迅速复位，第一、二主动块的外端遇到第一、二限位销的阻挡停留在图3的位置。

参见图4，显示的是动轮顺时针旋转时的工作情况，当动轮作顺时针高速旋转时，第一、二主动块的重端向外飞出轻端向内，第一主动块打击被动块引起主轴作顺时针旋转，第二主动块起动轮的平衡作用；当动轮作逆时针高速旋转时，第二主动块打击被动块的另一个侧面引起主轴作逆时针旋转，如此动轮的正反旋转形成双向冲量式的打击。

为保证动轮旋转时第一、二主动块离心力的实现，第一、二主动块的回转孔(指供第一、二销轴活动穿设的孔)轴线与其本身的重心存在偏心距。为保证在打击的瞬间0.05-0.08秒之内达到如图4所示的理想的撞击面，第一、二主动块打击面分别与动轮中心和第一、二主动块内侧连线所形成的角度，设计成不自锁的角度如图4所示在15°-30°之间，如主动块在0.05-0.08秒的时间之内未到达理想位置时，可避免在打击的瞬间，主动块与主轴的不正确撞击。

四组由压紧弹簧、压紧螺栓、钢珠所组成的压紧机构产生的预紧力的大小是控制第一、二主动块重端向外飞出时间、动能的积蓄并最终产生冲量大小的部件；每两组压紧机构控制一主动块，由二钢珠顶在一主动块左右二侧面的圆锥凹坑(如图5示)内；压紧螺栓孔向外的一半是内细牙螺纹，向动轮内腔的另一半是略小于螺纹内径的圆柱孔(如图8所示)；压紧螺栓的一半是小于压紧弹簧内径的圆柱形，另一半是外细牙螺纹(如图7所示)。

参图9中，为保证工作机构在受到大冲量打击的情况下能正常旋转和工作，因此不采用滚动轴承和滚针轴承的方案，主轴的旋转支撑采用优质碳素结构钢经调质和粉末冶金制造的第一、二、三轴套。第一、二、三轴套的内径有油槽，用于存放润滑脂，利于主轴减小滚动摩擦。

Claims

1.一种动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，其特征是：包括动轮、主轴、被动块、第一主动块、第二主动块、拉簧、压紧机构、限位销，主轴伸出的一端固连套筒、另一端固定有被动块并伸入动轮内；

2.根据权利要求1所述的动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，其特征是：设有二根拉簧，第一根拉簧通过销固设于第一、二主动块偏重端的一侧，第二根拉簧通过销固设于第一、二主动块偏重端的另一侧。

3.根据权利要求1所述的动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，其特征是：被动块一体形成于主轴，主轴圆周长的1/6-1/8向外呈扇形凸出形成被动块。

4.根据权利要求1所述的动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，其特征是：又设有与压紧弹簧数量匹配的压紧螺栓，压紧螺栓一端恰可插入压紧弹簧中，压紧螺栓向穿孔外的另一端设有外螺纹并啮合于穿孔一端的内螺纹中，这时穿孔作为压紧螺栓孔，以此把压紧弹簧另一端固定。

5.根据权利要求1所述的动轮双向冲量式电动、气动扳手工作机构，其特征是：设有第一、二、三轴套，第二、三轴套分别套设于主轴安装在被动块的两端，第二、三轴套固定于动轮内，第一轴套活动套设于主轴上，第一轴套一端固定于外壳上、另一端伸入第二轴套并与之动配合，第一、二、三轴套分别采用粉末冶金和调质材料制造，第一、二、三轴套的内径有油槽，用于存放润滑脂，利于主轴的滚动润滑。