專利名稱：聯(lián)接件螺母的松緊裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擰緊和擰松聯(lián)接件上的螺母的裝置及其方法。
在使用螺紋聯(lián)接件的工業(yè)設(shè)備中，為了使其保持預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，一般用拉緊裝置對(duì)該聯(lián)接件施加牽引力，在這一牽引力過(guò)程中，要擰緊或擰松螺母使聯(lián)接件保持在適當(dāng)位置。
特別是如在核工業(yè)、化工工業(yè)或石油工業(yè)中使用的壓力容器，情況尤其如此。因?yàn)?，?dāng)用一種適當(dāng)?shù)难b置通過(guò)擰在每一聯(lián)接件上的拉緊螺母對(duì)所有這些聯(lián)接件施加牽引力時(shí)，夾緊和固定螺母必須在如柱螺栓構(gòu)成的聯(lián)接件上擰緊或擰松。
大量使用螺紋聯(lián)接件的汽車工業(yè)和航空工業(yè)，情況也是這樣。
通常這些聯(lián)接件是大量使用的，并且彼此之間比較靠近，因而，在每一種情況下，一方面須要擰緊或擰松每一聯(lián)接件上的拉緊螺母，而另一方面又須要擰緊或擰松每一聯(lián)接件上的固定螺母。
對(duì)于各種螺母依次擰緊和擰松的作業(yè)是耗費(fèi)工時(shí)長(zhǎng)且復(fù)雜的作業(yè)，因而，只能靠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
因此，本發(fā)明的目的是提出一種在聯(lián)接件上自動(dòng)擰緊和擰松沿垂直軸線相互對(duì)置的螺母的裝置及其方法，以簡(jiǎn)化操作程序而不會(huì)破壞設(shè)備及其環(huán)境的安全性。
本發(fā)明的主題是一種擰緊和擰松聯(lián)接件上螺母的裝置，其特征在于它包括一個(gè)繞平行于聯(lián)接件軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)架;旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)螺母擰緊或擰松用的支承裝置;以及用于沿平行于聯(lián)接件軸線的一個(gè)軸線移動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的支承裝置的裝置。當(dāng)螺母擰緊或擰松螺母時(shí)，該裝置以相同于螺母的移動(dòng)速度，移動(dòng)上述支承裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，當(dāng)使用控制裝置進(jìn)行操作時(shí)，機(jī)架在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置與將被擰緊或擰松的螺母相切地嚙合的第一位置和該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置從該螺母脫開(kāi)的第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一主題是一種擰緊和擰松聯(lián)接件上的螺母的方法。其特征如下。
將一個(gè)圓周上設(shè)有帶齒頂環(huán)的螺母擰在聯(lián)接件的螺紋端上。
將一個(gè)圓周上設(shè)有帶齒次環(huán)的延長(zhǎng)器對(duì)著該螺母裝在聯(lián)接件的上述螺紋端上。
把一個(gè)自動(dòng)擰緊裝置設(shè)置在該延長(zhǎng)器的帶齒頂環(huán)的同一平面上。
將該擰緊裝置安裝在與該帶齒頂環(huán)相切的位置。
該延長(zhǎng)器由該擰緊裝置旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，而同時(shí)該延長(zhǎng)器以相同的速度不間斷地伴隨其運(yùn)動(dòng)直至所需位置。
該擰緊裝置與延長(zhǎng)器帶齒頂環(huán)脫開(kāi)。
用該延長(zhǎng)器將螺紋聯(lián)接件拉緊。
然后，把上述擰緊裝置定位在上述螺母的帶齒頂環(huán)的同一平面上，由該擰緊裝置實(shí)現(xiàn)該螺母的充分?jǐn)Q緊。
放松對(duì)該螺母的拉緊。
最后，由同一裝置完成該延長(zhǎng)器的擰松。
下面通過(guò)對(duì)實(shí)施例和附圖的說(shuō)明，將有助于更好地理解本發(fā)明。


圖1是聯(lián)接件拉緊環(huán)圈的俯視圖，本發(fā)明的擰緊和擰松裝置在該環(huán)上移動(dòng)。
圖2是本發(fā)明的該裝置整體的正視圖。
圖3是本發(fā)明的裝置的透視圖。
圖4是沿圖2的4-4線的剖視圖。
圖1所表示的是同時(shí)拉緊由多根軸線垂直的大型柱螺栓所構(gòu)成的聯(lián)接件2的環(huán)1。
例如，要用這些聯(lián)接件把法蘭盤3固定在壓力容器的固定法蘭盤4上(圖2)。上述聯(lián)接件2在法蘭盤的圓周上呈均勻分布。
固定的法蘭盤4通過(guò)未示出的聯(lián)接件的中間部分(如由連桿構(gòu)成的)來(lái)支承法蘭盤3。法蘭盤3本身也由未示出的聯(lián)接裝置(如由連桿組成的)來(lái)支承一組間隔件5和環(huán)圈1。
環(huán)圈1在其圓周上有滾動(dòng)軌道6。該軌道支承由參考符號(hào)10所示的整個(gè)擰緊和擰松的裝置。
為此目的，擰緊和擰松裝置10包括一個(gè)滑車11。該滑車在滾動(dòng)軌道6上移動(dòng)，并且它具有幾個(gè)帶水平軸的滾輪12和幾個(gè)帶垂直軸的滾輪13。
該裝置10還安裝著一個(gè)機(jī)架14，以便通過(guò)偏置的垂直樞軸15在滑車上轉(zhuǎn)動(dòng)。為此目的，該機(jī)架具有一個(gè)垂直壁14a，在其上下兩端裝有一對(duì)水平側(cè)板14b和14c。樞軸15穿過(guò)水平側(cè)板14b和14c，并且其下端插在滑車11的上表面上。例如，機(jī)架14的轉(zhuǎn)動(dòng)由動(dòng)力缸16操縱。將動(dòng)力缸的一端活動(dòng)連接于機(jī)架14的垂直墻壁14a上，而將其另一端活動(dòng)連接到滑車11上?；顒?dòng)聯(lián)接采用已知的裝置，如帶球窩接頭的活動(dòng)聯(lián)接裝置(圖中未示出)，這樣便能承受來(lái)自各個(gè)方向上的振動(dòng)。
另外，該裝置包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在機(jī)架14的側(cè)板14b和14c之間的花鍵軸17。該花鍵軸由使用已知方法固定到機(jī)架14上的電動(dòng)機(jī)18直接或間接地驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
從圖2、圖3和圖4可以看出，花鍵軸17驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)。主傳動(dòng)齒輪19通過(guò)支承導(dǎo)向環(huán)21可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在支板20上并且它也裝在花鍵軸17上。這一主傳動(dòng)齒輪19與中間齒輪22嚙合。該中間齒輪本身由螺釘或其它手段(未示出)固定到如青銅制成并由支板20支承的軸套23上。把軸向具有螺紋孔的軸套23安裝在機(jī)架14上下水平板14b和14c之間的螺桿24上，并可自由地繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。套23的下端穿過(guò)支板29，并加工有螺紋，以便安裝埋頭螺母25，這樣可使中間齒輪22和套23成為一個(gè)整體，相對(duì)于可垂直移動(dòng)的支板20而轉(zhuǎn)動(dòng)。這一點(diǎn)在以后說(shuō)明中可以看出。
中間齒輪22與通過(guò)其軸26a可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在支板20上的從動(dòng)齒輪26相嚙合(見(jiàn)圖4)，軸26a設(shè)置在支承和導(dǎo)向環(huán)27內(nèi)，并沿厚度方向把軸26a固定在支板20上。
擰在聯(lián)接件螺紋端上的有一個(gè)把法蘭盤3夾緊和固定在固定法蘭盤4上的螺母30，還有一個(gè)延長(zhǎng)器32。螺母30和延長(zhǎng)器32分別設(shè)有帶齒頂環(huán)31和33。每一個(gè)帶齒頂環(huán)上有Z21個(gè)齒。
延長(zhǎng)器的另一端與設(shè)置在環(huán)圈1上的動(dòng)力油缸40的柱塞34相互配合，以便在擰緊或擰松螺母30的操作之前保證聯(lián)接件2拉緊。
彈簧41裝在延長(zhǎng)器32上。這個(gè)彈簧的一端靠在環(huán)圈1所構(gòu)成的固定支承面上，而另一端支承在滾珠推力軸承42上。該滾珠推力軸承則靠在延長(zhǎng)器32的法蘭上。這一彈簧是載荷調(diào)整裝置。在擰緊或擰松的操作過(guò)程中，它使延長(zhǎng)器32相對(duì)于螺栓保持在一個(gè)有利的位置上，因而，避免了卡住的危險(xiǎn)和其它損壞的現(xiàn)象。
每一聯(lián)接件2都以這一方式裝配。
從動(dòng)齒輪26有Z2個(gè)齒，中間齒輪22有Z3個(gè)齒。Z3少于頂環(huán)31的Z1齒。套23的螺紋孔具有螺紋。該螺紋的螺旋線與聯(lián)接件2的螺距為P1的螺紋的方向相同，并且具有螺距P3＝P1×Z3/Z1。
最后，螺桿24具有螺距PA。
上述裝置的操作過(guò)程如下聯(lián)接件2擰在固定法蘭盤4上并把法蘭盤3放置在上述法蘭盤4上之后，螺母30被擰在每一聯(lián)接件2的螺紋端部。例如，借助于電動(dòng)或氣動(dòng)扳手(未示出)來(lái)完成這種擰緊工作。將該扳手的力矩調(diào)整到相當(dāng)?shù)偷闹?，螺?0與法蘭盤3一接觸，該擰緊工作便立即停止。
一但完成了所有的聯(lián)接件2的這一操作后，把延長(zhǎng)器32裝到上述每一聯(lián)接件的螺紋端部。爾后，由法蘭盤3借助間隔件5所支承的環(huán)圈1被放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。延長(zhǎng)器32的自由端具有一定間隙地穿過(guò)在每一柱塞34中所提供的孔35。彈簧41執(zhí)行載荷調(diào)整裝置的功能。
其次，使用自動(dòng)擰緊裝置10將每一延長(zhǎng)器完全擰緊。
為此，將裝置10在滾動(dòng)軌道上移動(dòng)到將要擰緊的第一個(gè)延長(zhǎng)器32附近的位置上。
最初，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架14處在遠(yuǎn)離的位置。通過(guò)啟動(dòng)電機(jī)18使齒輪系19、22、26面對(duì)延長(zhǎng)器帶齒頂環(huán)定位。該電機(jī)使花鍵軸17轉(zhuǎn)動(dòng)，從而，驅(qū)動(dòng)齒輪系19、22、26。與套23連成一體的中間齒輪22驅(qū)動(dòng)上述套轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，該套在螺桿24上的轉(zhuǎn)動(dòng)使支板20和齒輪系19、22、26產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)。當(dāng)這一齒輪系正對(duì)準(zhǔn)帶齒頂環(huán)33時(shí)電機(jī)18停止。動(dòng)力缸16推動(dòng)圍繞垂直軸15轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)架14，直到齒輪26與延長(zhǎng)器32的帶齒頂環(huán)33嚙合。為便于齒輪嚙合，在發(fā)生對(duì)接的同時(shí)重新起動(dòng)電機(jī)18。這一電機(jī)使花鍵軸17和齒輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣把運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)齒輪22和26。花鍵軸17承擔(dān)支板20的垂直導(dǎo)向的作用。
延長(zhǎng)器32開(kāi)始被擰緊而且它以每轉(zhuǎn)一個(gè)螺距的速度垂直運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槁?lián)接件2和螺旋桿24上螺紋的螺距與同系齒輪19、22、26的齒數(shù)成正比，所以，套23以與聯(lián)接件2上的延長(zhǎng)器32相同的速度在螺旋桿24上移動(dòng)。
一但完成了延長(zhǎng)器32的擰緊，電機(jī)18停止工作，而機(jī)架14由動(dòng)力缸16推動(dòng)時(shí)，繞軸15轉(zhuǎn)動(dòng)并移開(kāi)。
其次，通過(guò)在滾動(dòng)軌道6上移動(dòng)裝置10對(duì)每一延長(zhǎng)器重復(fù)該操作過(guò)程。
當(dāng)所有的延長(zhǎng)器都被擰緊時(shí)，墊圈36被插入到每一延長(zhǎng)器的自由端并擰上螺母37。
通過(guò)凸凹圓錐表面的配合實(shí)現(xiàn)墊圈36和螺母37間的接觸。這樣可適應(yīng)制造公差和在操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的安裝誤差。
其次，通過(guò)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)(未示出)同時(shí)對(duì)所有的動(dòng)力油缸40提供驅(qū)動(dòng)液體，以便借助墊圈36和螺母37對(duì)所有的聯(lián)接件2施加牽引和拉緊。
當(dāng)所有的聯(lián)接件2保持拉緊狀態(tài)時(shí)，把該擰緊裝置面對(duì)上述螺母30的每一帶齒頂環(huán)31，通過(guò)執(zhí)行與旋緊延長(zhǎng)器32相同的操作過(guò)程將夾緊螺母30的擰緊。
在擰緊或擰松的操作過(guò)程中，齒輪26和螺母或延長(zhǎng)器的帶齒頂環(huán)接觸時(shí)所產(chǎn)生的切向力易于使機(jī)架14圍繞軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止這一點(diǎn)，動(dòng)力缸16把該機(jī)架14固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 以相反的順序進(jìn)行操作，便可以同樣方式將延長(zhǎng)器32和夾緊螺母30擰松。
因此，按本發(fā)明的裝置能夠同時(shí)隨著螺母的移動(dòng)自動(dòng)地對(duì)一系列沿共同的垂直軸線所安裝的螺母完成擰緊或擰松的操作。這樣，在整個(gè)操作過(guò)程中，主動(dòng)齒和從動(dòng)齒之間可獲得固定的接觸表面。
另外，這樣在整個(gè)操作過(guò)程中還能提供不變的驅(qū)動(dòng)力矩，因而避免產(chǎn)生了不需要的力，而這些力能夠使接觸表面產(chǎn)生熱和聯(lián)接件不受約束的部分產(chǎn)生彎曲。
按本發(fā)明的裝置，特別適用于壓力容器和承壓外殼、檢查孔、檢修人孔、渦輪機(jī)和液壓閥等;以及諸如核設(shè)備、石油設(shè)備或化工設(shè)備、汽車工業(yè)、航空工業(yè)等用的固定密封。一般，該裝置可在許多采用螺紋聯(lián)接件的工業(yè)設(shè)備范圍內(nèi)使用。
權(quán)利要求
1.擰緊和擰松聯(lián)接件(2)上的螺母(30-32)的裝置，其特征在于，它包括一個(gè)圍繞平行于聯(lián)接件(2)的軸15轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)架(14)和旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)螺母(30-32)旋緊或松開(kāi)的支承裝置(17、19、22、26)以及當(dāng)螺母正被擰緊或擰松時(shí)，以相同于螺母的移動(dòng)速度沿平行于聯(lián)接件(2)軸線的一個(gè)軸線移動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的裝置的裝置(20、24)。
2.按權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，當(dāng)由控制裝置(16)推動(dòng)時(shí)，機(jī)架14在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的裝置(17、19、22、26)與待擰緊或擰松的螺母相切地嚙合的第一位置和上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置從上述螺母脫開(kāi)的第二位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.按權(quán)利要求1和2的裝置，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由齒輪系(19、22、26)構(gòu)成，該齒輪系由平行于機(jī)架14的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的花鍵軸(17)傳動(dòng)。
4.按權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，移動(dòng)齒輪系(19、22、26)的裝置包括一個(gè)支承上述齒輪系的支板(20)，并且該支板(20)可在平行于機(jī)架(14)和花鍵軸(17)的旋轉(zhuǎn)軸線的螺桿(24)上移動(dòng)。
5.按權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，該齒輪系包括一個(gè)由電機(jī)(18)驅(qū)動(dòng)并與花鍵軸(17)一同轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)齒輪(19)、一個(gè)與套(23)一同轉(zhuǎn)動(dòng)的中間齒輪(22)，套(23)與螺桿(24)相互配合并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在支板(20)上，和一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在上述支板(20)上的從動(dòng)齒輪(26)。
6.按權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，該套(23)包括與螺桿(24)相互配合的螺紋部分并且其螺旋線和螺距與聯(lián)接件(2)的螺旋線和螺距相同。
7.按權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，聯(lián)接件(2)和螺桿(24)的螺紋的螺距與該齒輪系的齒輪(19、22、26)的齒數(shù)成正比。
8.擰緊和擰松聯(lián)接件上的螺母的方法，其特征在于在圓周上有帶齒頂環(huán)(31)的螺母(30)被擰在聯(lián)接件(2)的螺紋端部上，在圓周上有帶齒頂環(huán)(33)的延長(zhǎng)器(32)對(duì)著螺母(30)裝在聯(lián)接件(2)的上述螺紋端部上，自動(dòng)旋緊裝置(10)被設(shè)置在延長(zhǎng)器(32)的帶齒頂環(huán)(33)的同一水平上，擰緊裝置(10)相切地與該帶齒頂環(huán)(33)嚙合，延長(zhǎng)器(32)由擰緊裝置(10)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，該擰緊裝置以相同的速度不間斷地伴隨其移動(dòng)至所需的位置，擰緊裝置(10)與延長(zhǎng)器(30)上的帶齒頂環(huán)(33)脫開(kāi)，螺紋聯(lián)接件(2)由延長(zhǎng)器(32)拉緊，然后，把上述裝置定位在上述螺母(30)的帶齒頂環(huán)(33)的同一水平上，由該擰緊裝置(10)實(shí)現(xiàn)該螺母的充分?jǐn)Q緊，放松螺母(30)的張緊，最后，由同一裝置(10)完成延長(zhǎng)器(32)的擰松。
9.按權(quán)利要求8的方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1至7所述的擰緊或擰松的裝置(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及擰緊或擰松聯(lián)接件(2)上的螺母(30-32)，其特征是，它包括一個(gè)圍繞平行于聯(lián)接件(2)的軸(15)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)架(14)和旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)螺母(30-32)擰緊或擰松的支承裝置(17、19、22、26)以及當(dāng)螺母正被擰緊或擰松時(shí)，以相同于移動(dòng)螺母的速度沿平行于聯(lián)接件(2)的一個(gè)軸線移動(dòng)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的裝置(20、24)。本發(fā)明的另一主題是擰緊或擰松聯(lián)接件上螺母的方法。
文檔編號(hào)B24C1/00GK1038235SQ89102149
公開(kāi)日1989年12月27日 申請(qǐng)日期1989年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月2日
發(fā)明者福里佐特·阿拉恩 申請(qǐng)人:法瑪通公司