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摘 要:文章介绍了液压扳手系统的设计思路与选择原则,并对其技术原理进行了分析,且反复考虑到低成本设计理念。
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关键词:
液压扳手;防干涉设计;
液压扭矩扳手,简单说就是利用液压动力来实现扭矩输出,在理论上这很容易讲通,但是,在科学技术迅速发展的今天,自动化程度越来越高,在人们的日常生活中,迅速省力,可靠便捷已成为人们对日常工具的一种新追求,人们希望得到各种更为经济实用的劳动工具,本文着重介绍了作者在进行液压扳手设计过程中的设计思路和设计技巧。37008
液压扳手由液压动力源、液压推力缸、驱动机构、棘轮机构等构成。其原理框图如图1所示,下面就相关部分做一介绍。
1.液压源
液压源是向液压传动与控制系统提供动力的重要部件,是液压系统成套产品的重要组成部分,它设计的优劣直接与执行机构的性能息息相关,根据液压扳手不同的使用场所,可把液压源设计成电动或手动两种。
1.1 电动液压源
在需要经常频繁拆装,不断更换部件的使用场所,如大型机修车间、修车行、拆装公司等,可设计一套电动液压源。为减少体积与重量,可选择高压小流量液压泵和阀组件,使系统满足低速大扭矩功能。在液压泵输出口配设调压阀。以便根据不同的扭矩值设定压力值。在调压阀与推力液压缸之间设计有二位四通电磁阀,通过电磁阀换向,实现推力液压缸活塞杆连续地伸出与收回,活塞杆带动棘轮机构动作,从而实现对大扭矩紧固件或锈蚀连接件的拆卸与再安装。论文网
1.2 手动液压源
在有些使用场所,液压扳手的使用不是很频繁。如企事业单位里各车间作为一种常备工具,以应付偶尔出现的拆卸与安装,各种机动车辆,工程车辆甚至私家车,当行至途中突发故障又无法取得文修援助时,这时,若能有一种无需电源的手动液压源就显得尤为重要。
对手摇泵的设计,技术比较成熟,本文就不多述,只需根据系统需要,设计一定的压力和流量输出,具体到细节设计上,只需考虑人工作用力大小、手柄长度、活塞直径和行程。
2 液压推力缸
液压推力缸作为主推动部件,设计中主要考虑的问题首先是液压推动力的大小,并选取合适的工作行程,再就是考虑液压缸的强度与密封以及有效的连接方式。液压推动力大小的确定,主要取决于所需设计的液压扳手的力矩输出值与液压推力缸作用点离棘轮中心的距离,计算公式为:Ｍ=π4ｄ2•ｐ•Ｒ(Ｎ•ｍ) (1)
式中
Ｍ———输出力矩,Ｎｍ
ｄ———液压推力缸直径,ｍ
ｐ———液压源输出压力,Ｐａ
Ｒ———力臂值。即液压推力缸作用点到棘轮中心的距离,ｍ
由于受工作空间的限制,液压扳手的外型应尽量小,而Ｒ值决定了扳手宽度的大小,ｄ值的大小决定了液压扳手厚度,这就要求这两个值都不能太大,由公式(1)看出,要想得到较大的力矩输出值Ｍ,应尽量提高液压源的压力ｐ。这应在液压源的设计中予以考虑,对手摇泵来说,其输出压力ｐ与力臂长度和人工作用力成正比,与手摇泵活塞直径成反比,要想得到高压输出,需对这3个参数进行权衡设计,既保证足够的压力输出,又不能要求太大的人工作用力,输出流量也要合适。
液压推力缸的有效工作行程取决于推力缸力矩半径,棘轮齿数等因素,其计算公式为:Ｓ=2ｎＲＳｉｎ360°/2Ｚ+Ｓ1(ｍ) (2)
式中 Ｓ———液压推力缸行程,ｍ
ｎ———液压推力缸每一工作行程拟拨动棘轮齿数