CN107756311A - 一种定力扭矩套筒扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定力扭矩套筒扳手，包括动力输出装置、传动轴、定反力臂套筒和定反力臂垫圈；所述定反力臂套筒包括外套和内套；所述外套为筒形结构，用于锁紧定反力臂垫圈以产生定力距反力臂；所述内套为筒形结构，用于锁紧并驱动螺母旋转；所述外套不随内套旋转而旋转；所述传动轴的一端连接所述内套的上侧，传动轴的轴线与内套的轴线重合；所述传动轴的另一端连接所述动力输出装置，动力输出装置带动传动轴绕自身轴线旋转。所述定力扭矩套筒扳手解决了现有扳手的可控精度差、螺栓受力不均等问题。

Description

一种定力扭矩套筒扳手

技术领域

本发明涉及手工工具领域，特别涉及一种定力扭矩套筒扳手。

背景技术

大量的试验和使用经验证明：较高的螺栓预紧力对连接的可靠性和被紧固物的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。但是过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，易发生螺栓断裂、失去机械性能，会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力非常重要。

扳手是一种紧固或拆卸大规格螺栓的常用工具。扳手在紧固或拆卸标准螺栓的过程中，受到两个力系的作用，一是反扭转力系，二是轴向剪切力系，两个力系成90°夹角。在加力过程中，两个力系容易造成螺栓在法兰面上不垂直以及扳手的侧向偏载过大，降低扳手的可控精度，对螺栓的预紧力往往达不到预设效果，而且侧向偏载过大时还可能造成螺栓受力不均等问题。

基于上述原因，根据公式：力矩M＝r·F·sinα(r为力臂，F为作用力，α为作用力与力臂的夹角)，预紧力矩Mt＝K×P0×d(K为常数，d为螺纹公称直径，P0为预紧力)，准确确定螺栓有效预紧力的关键在于保证作用力与力臂垂直以及恒定的反力臂消除扳手紧固过程中的侧向偏载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定力扭矩套筒扳手，所述定力扭矩套筒扳手能解决现有扳手的可控精度差、螺栓受力不均等问题。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种定力扭矩套筒扳手，包括动力输出装置、传动轴、定反力臂套筒和定反力臂垫圈；

所述定反力臂垫圈的外轮廓为正六边形或其他正多边形，且所述定反力臂垫圈至少一面设置有径向单向齿，所述径向单向齿用于防止定反力臂垫圈与被紧固件表面相对旋转；

所述定反力臂套筒包括外套和内套；所述外套为筒形结构，外套的下侧开口形状与定反力臂垫圈的外轮廓相匹配，外套用于锁紧定反力臂垫圈以产生定力距反力臂；所述内套为筒形结构，内套同轴地设置于外套的内部，内套与外套间隙配合，内套的下侧开口形状与六角型标准螺母或其他正多边形螺母的外轮廓相匹配，内套用于锁紧并驱动螺母旋转；所述外套不随内套旋转而旋转；

所述传动轴的一端连接所述内套的上侧，传动轴的轴线与内套的轴线重合；所述传动轴的另一端连接所述动力输出装置，动力输出装置带动传动轴绕自身轴线旋转。

由于所述定反力臂垫圈的至少一面设置有径向单向齿，径向单向齿的作用使定反力臂垫圈与被紧固物件表面不发生相对旋转，所述外套与定反力臂垫圈配合成为反力臂支点。所述定反力臂套筒在使用期间，所述内套向螺母输出扭矩，作用力与反作用力同轴旋转，所述定反力臂套筒仅受到扭矩输出方向的扭转力，降低了所述定反力臂套筒所受力矩和力系的复杂度，避免定反力臂套筒的侧向偏载，使紧固过程中作用力与反作用力皆作用于螺栓径向直线方向，解决现有扳手的可控精度差、螺栓受力不均等问题。

优选的，所述定反力臂垫圈的厚度与外轮廓直径之比大于等于1/5。所述定反力臂垫圈的厚度较同等外径的普通垫圈更厚，通过将所述定反力臂垫圈的厚度提高，利于被外套钳住锁紧，进一步提高了反力臂支点的稳定性。

优选的，所述动力输出装置为蜗轮蜗杆，所述蜗轮的圆心连接所述传动轴，所述蜗杆上设置有用于搅动蜗杆的手柄。依据蜗轮蜗杆的传动比，提高所述动力输出装置的输出扭矩，使所述定力扭矩套筒扳手较普通扳手更省力。

优选的，所述动力输出装置为齿轮组，所述齿轮组包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径；第一齿轮的圆心连接所述传动轴，所述第二齿轮上设置有用于搅动第二齿轮的手柄。依据齿轮组的传动比，提高所述动力输出装置的输出扭矩，使所述定力扭矩套筒扳手较普通扳手更省力。

优选的，所述内套的下侧开口形状为正六边形或其他正多边形。但不局限于此，所述内套的下侧开口形状还可以有多种其他的选择，例如内齿状或内渐开线花键结构等。

优选的，所述外套的下侧开口形状为内齿状或内渐开线花键结构。但不局限于此，所述外套的下侧开口形状还可以有多种其他的选择，例如正六边形或其他正多边形等。

进一步地，所述定力扭矩套筒扳手还包括壳体，所述壳体用于包覆动力输出装置。壳体的设置用于保护和承载蜗轮蜗杆或齿轮组。

优选的，所述动力输出装置为液压扳手，所述液压扳手的钳口与传动轴连接；或者所述动力输出装置为气动扳手，所述气动扳手的主轴与传动轴连接；或者所述动力输出装置为电动扳手，所述电动扳手的主轴与传动轴连接。

与现有技术相比，本发明所述定力扭矩套筒扳手具有以下有益效果：

1、使用期间所述定反力臂套筒仅受到扭矩输出方向的扭转力降低了所述定反力臂套筒所受力矩和力系的复杂度，避免定反力臂套筒的侧向偏载，使紧固过程中作用力与反作用力皆作用于螺栓径向直线方向，解决现有扳手的可控精度差、螺栓受力不均等问题。

2、依据蜗轮蜗杆或齿轮组的传动比，提高所述动力输出装置的输出扭矩，使所述定力扭矩套筒扳手较普通扳手更省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1所示为本发明所述定反力臂套筒的结构示意图。

图2所示为本发明所述动力输出装置的第一种结构示意图。

图3所示为本发明所述动力输出装置的第二种结构示意图。

图4所示为本发明所述定反力臂垫圈的主视图。

图5所示为本发明所述定反力臂垫圈的仰视图。

图中标号说明：

11-蜗轮；12-蜗杆；13-手柄；14-第一齿轮；15-第二齿轮；20-传动轴；31-外套；32-内套；42-定反力臂垫圈；43-径向单向齿。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

请参阅图1至图3，本实施例提供了一种定力扭矩套筒扳手。所述定力扭矩套筒扳手包括动力输出装置、传动轴20、定反力臂套筒和定反力臂垫圈42。

请参阅图4和图5，所述定反力臂垫圈42的外轮廓为正六边形或其他正多边形，且所述定反力臂垫圈42至少一面设置有径向单向齿43，所述径向单向齿43用于防止定反力臂垫圈与被紧固件表面相对旋转。在本实施例中，所述径向单向齿43围绕定反力臂垫圈42通孔首尾连接成一圈，径向单向齿的齿面为楔形齿，且每个径向单向齿43的厚度沿螺母拧紧旋转的方向逐渐减小。

请参阅图1，所述定反力臂套筒包括外套31和内套32。所述外套31的下侧开口形状与定反力臂垫圈42的外轮廓相匹，外套用于锁紧定反力臂垫圈42以产生定力距反力臂。作为举例，所述外套31的下侧开口设置为内齿状或内渐开线花键结构。所述内套32也为筒形结构，内套32同轴地设置于外套31的内部，内套32的下侧开口形状与六角型标准螺母或其他正多边形螺母的外轮廓相匹配，用于锁紧并驱动螺母旋转。作为举例，所述内套32的下侧开口形状为正六边形或其他正多边形。

所述传动轴20的一端可通过四方形驱动轴连接所述内套32的上端，传动轴20的轴线与内套32的轴线重合。传动轴20的另一端连接所述动力输出装置。

使用时，动力输出装置带动传动轴20绕自身轴线旋转。传动轴20驱动内套32旋转。内套32旋转期间，内套32的下侧开口钳住螺母带动螺母旋转；外套31的上侧开口锁死定反力臂垫圈42，定反力臂垫圈42由于径向单向齿43的作用，定反力臂垫圈42与被紧固件表面不发生相对旋转，外套31与定反力臂垫圈42成为反力臂支点。此时作用力与反作用力同轴旋转，所述定反力臂套筒仅受到扭矩输出方向的扭转力，降低了所述定反力臂套筒所受力矩和力系的复杂度，避免扭矩板手定反力臂套筒的侧向偏载，使紧固过程中作用力与反作用力皆作用于螺栓径向直线方向，解决现有扳手的可控精度差、螺栓受力不均等问题。

考虑到垫圈的厚度一般较薄，为了确保外套能锁紧垫圈，在本实施例中，所述定反力臂垫圈42的厚度与外轮廓直径之比大于等于1/5。所述定反力臂垫圈42的厚度较同等外径的普通垫圈更厚，通过将所述定反力臂垫圈42的厚度提高，利于被外套31钳住锁紧，进一步提高了反力臂支点的稳定性。

在本实施例的基础上，请参阅图2。作为第一种可实施方式的举例，所述动力输出装置选用蜗轮11和蜗杆12，所述蜗轮的圆心连接所述传动轴20，所述蜗杆12上设置有用于搅动蜗杆12的手柄13。使用时通过搅动所述手柄13，用于安装螺母。依据蜗轮11和蜗杆12的传动比，可提高所述动力输出装置的输出扭矩，使所述定力扭矩套筒扳手较普通扳手更省力。

在本实施例的基础上，请参阅图3。作为第二种可实施方式的举例，所述动力输出装置选用齿轮组，所述齿轮组包括相啮合的第一齿轮14和第二齿轮15，第一齿轮14的直径大于第二齿轮15的直径；第一齿轮14的圆心连接所述传动轴20，所述第二齿轮15上设置有用于搅动第二齿轮15的手柄13。使用时通过搅动所述手柄13，用于安装螺母。依据齿轮组的传动比，可提高所述动力输出装置的输出扭矩，使所述定力扭矩套筒扳手较普通扳手更省力。

在上述第一和第二可实施方式的基础上，本实施例所述定力扭矩套筒扳手还包括壳体，所述壳体用于保护和承载蜗轮11和蜗杆12或齿轮组。

在本实施例的基础上，所述动力输出装置除了可以选用蜗轮11和蜗杆12或者齿轮组以外，还可以选用有源(气、电源)的动力输出装置。例如液压扳手、气动扳手、电动扳手等。选用液压扳手时，所述液压扳手的钳口与传动轴20连接；选用气动扳手时，所述气动扳手的主轴与传动轴20连接；选用电动扳手时，所述电动扳手的主轴与传动轴20连接。

此外，在本实施例的基础上，所述动力输出装置仍然可以选用扭矩扳手。选用扭矩扳手时，所述扭矩扳手的输出轴与传动轴20连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种定力扭矩套筒扳手，其特征在于，包括动力输出装置、传动轴、定反力臂套筒和定反力臂垫圈；

所述定反力臂垫圈的外轮廓为正六边形或其他正多边形，且所述定反力臂垫圈至少一面设置有径向单向齿，所述径向单向齿用于防止定反力臂垫圈与被紧固件表面相对旋转；

所述定反力臂套筒包括外套和内套；所述外套为筒形结构，外套的下侧开口形状与定反力臂垫圈的外轮廓相匹配，外套用于锁紧定反力臂垫圈以产生定力距反力臂；所述内套为筒形结构，内套同轴地设置于外套的内部，内套与外套间隙配合，内套的下侧开口形状与六角型标准螺母或其他正多边形螺母的外轮廓相匹配，内套用于锁紧并驱动螺母旋转；所述外套不随内套旋转而旋转；

所述传动轴的一端连接所述内套的上侧，传动轴的轴线与内套的轴线重合；所述传动轴的另一端连接所述动力输出装置，动力输出装置带动传动轴绕自身轴线旋转。

2.根据权利要求1所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述定反力臂垫圈的厚度与外轮廓直径之比大于等于1/5。

3.根据权利要求1所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述动力输出装置为蜗轮蜗杆，所述蜗轮的圆心连接所述传动轴，所述蜗杆上设置有用于搅动蜗杆的手柄。

4.根据权利要求1所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述动力输出装置为齿轮组，所述齿轮组包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径；第一齿轮的圆心连接所述传动轴，所述第二齿轮上设置有用于搅动第二齿轮的手柄。

5.根据权利要求3或4所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述内套的下侧开口形状为正六边形或其他正多边形。

6.根据权利要求3或4所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述外套的下侧开口形状为内齿状或内渐开线花键结构。

7.根据权利要求3或4所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述定力扭矩套筒扳手还包括壳体，所述壳体用于包覆动力输出装置。

8.根据权利要求1所述定力扭矩套筒扳手，其特征在于，所述动力输出装置为液压扳手，所述液压扳手的钳口与传动轴连接；或者所述动力输出装置为气动扳手，所述气动扳手的主轴与传动轴连接；或者所述动力输出装置为电动扳手，所述电动扳手的主轴与传动轴连接。