(沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司,遼寧 沈陽 110043)
裝配制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個企業(yè)實力的重要標志,反映出企業(yè)在制造技術、工藝設計、加工制造等方面的綜合能力,而在裝配制造過程中,扳手由于其獨特的工具性能和較高的性價比已在裝配行業(yè)中大量應用,但在一些特殊要求的結構,普通的扳手顯得力不從心,在加工某特種零件時,常因其結構復雜,而無法實現(xiàn)緊固、限力等性能參數(shù),例如在組裝某渦輪盤時,因渦輪盤結構空隙狹小,一般的扳手無法進入也無法接觸旋轉擰緊螺帽。在多年加工過程的實踐中,由車輛結構裝配的啟發(fā),經(jīng)過研究和多次試驗設計了一種專用扳手,滿足了在狹小空間裝配要求。專用扳手的結構一側為手柄下面連接一個帶齒型的轉輪,另一側面為齒型內孔于螺帽相配合的內型轉輪,中間利用齒型帶帶動兩個轉輪轉動。由手柄通過齒輪和齒型帶將作用力傳到另一個齒輪,實現(xiàn)裝配要求,而扳手并不做旋轉運動節(jié)省了扳手在旋轉時所用的空間,解決類似渦輪盤空間狹小裝配難題。
本文涉及機械裝配加工領域,對利用普通扳手無法實現(xiàn)的裝配結構進行研究,開發(fā)專用扳手實現(xiàn)狹窄空間的裝配要求。其中對一種狹小空間的專用扳手進行介紹,結合裝配渦輪盤結構特點,利用手柄通過齒輪和齒型帶將作用力傳到另一個齒輪,實現(xiàn)裝配要求,而扳手并不做旋轉運動節(jié)省了扳手在旋轉時所用的空間,實現(xiàn)裝配結構的技術要求。
所需擰緊裝配位置距渦輪盤中心盤口邊緣橫向距離為120mm,縱向距離為80mm,盤口直徑50 mm,且盤于盤之間距離不足30 mm。普通扳手平面作業(yè)可實現(xiàn)縱向距離為100 mm,利用普通扳手不能達到工作位置,普通扳手需旋轉力矩角度為30°,盤口直徑在50 mm內不允許超過20°,無法實現(xiàn)二次旋轉擰緊工作,同時零件空間為垂直圓孔,下部直徑240mm處36個螺帽且無旋轉空間,無法施力擰緊螺母。
以制造出精確的合格產(chǎn)品或零件為理論基礎,合理設計和利用特種扳手的操作范圍、緊固螺帽的特點,合理設計加工出符合現(xiàn)場實用,來保證產(chǎn)品的質量、技術條件、使用性能。
為了實現(xiàn)所訴發(fā)明目的本發(fā)明采用如下設計構想:
4.1 由于螺帽處于盤口下80mm處,因此設計一個長100mm的手柄,上端安裝一個80mm的橫桿,下端為四方的圓柱型手柄,將工作力由上部的橫桿通過手柄下端的四方傳遞給下部的主動機構,以完成縱向距離80mm的力矩傳遞。
4.2 主動機構采用中心四方齒輪,用線切割機一次割出齒型與中間的方孔,方孔與手柄相配,上端面車加工出凸臺用于固定支撐架和用于安裝卡環(huán)的環(huán)槽,將齒輪固定在支撐架上,并將上下加裝兩個保護蓋板,以防止齒型帶在旋轉時脫落,實現(xiàn)將工作力由手柄通過齒輪傳遞給齒型帶,完成縱向力矩轉化為橫向力矩。
4.3 傳動機構采用異型齒型帶,定位準確,傳動時不丟轉、不損失傳動力的特點,同時可隨時改變傳動方向,因此根據(jù)齒輪的要求選取一款齒型帶,用來將傳動力傳遞于齒輪,以完成力矩由盤口處傳遞到距離120mm的螺帽處。
4.4 從動機構采用中心與螺帽形狀一樣的齒輪,用線切割機一次割出齒型與中間的方孔,方孔與螺帽相配,結構與主動機構相似,上端面車加工出凸臺用于固定支撐架和用于安裝卡環(huán)的環(huán)槽,將齒輪固定在支撐架上,上下加裝兩個保護蓋板,以防止齒型帶在旋轉時脫落,以將工作力由齒型帶通過齒輪傳遞給螺母,以完成力矩的擰緊或松開螺母的力矩傳遞。
4.5 支承機構采用兩個一端帶孔的固定板,各固定主動機構和從動機構,兩塊固定板另一端用螺釘固定,可隨時調整齒型帶的松緊,以達到最佳的傳遞力矩作用。
4.6 在手柄橫桿端加做一個標準方孔,可以與限力扳手一起使用從而達到限制螺帽力矩的目的。
專用扳手總圖結構圖(圖1):
結合專用扳手結構圖分析說明,當給手柄桿一個旋轉的擰緊力,擰緊力將由手柄桿傳到下端齒型輪,齒型輪將產(chǎn)生旋轉帶動齒型帶在扳手體上做旋轉運動,同時齒型帶也帶動前面的齒型輪作旋轉運動擰緊螺帽。當給手柄桿一個反方向的擰緊力,反方向擰緊力由手柄桿傳到下端齒型輪后,齒型輪將產(chǎn)生反方向旋轉帶動齒型帶在扳手體上做反方向旋轉運動,同時齒型帶也帶動前面的齒型輪作反方向旋轉運動擰松螺帽。這樣也就實現(xiàn)了扳手體不做任何運動就可以完成螺帽的松緊動作,達到了專用扳手的設計目的。
本文涉及機械裝配加工領域,對利用普通扳手無法實現(xiàn)的裝配結構進行研究,開發(fā)專用扳手實現(xiàn)狹窄空間的裝配要求。本發(fā)明的專用扳手已應用于航空產(chǎn)品制造過程中,對于其他機械制造行業(yè)具有可推廣意義,據(jù)調查市場上沒有類似產(chǎn)品。
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