一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置及紧固方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102513976A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102513976A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110417619.9(22)申请日2011.12.14(71)申请人合肥通用机械研究院地址230031安徽省合肥市长江西路888号申请人合肥通用机械研究所压力容器检验站(72)发明人陈学东庄力健朱建新方向荣袁文彬吕运容艾志斌胡久韶(74)专利代理机构合肥天明专利事务所34115代理人金凯(51)Int.Cl.B25B29/02(2006.01)B25B21/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置及紧固方法(57)摘要本发明公开了一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置及紧固方法，螺栓拧紧装置包括与液压驱动机构连接、由与细齿棘轮一体的内套筒和机壳组成的液压棘轮驱动机构，与液压棘轮驱动机构的机壳一体的外套筒，用于和多棱角头螺栓的螺栓头固定的力矩传递套筒；内套筒套装于外套筒内的下部，力矩传递套筒套装于外套筒内的上部。本发明螺栓拧紧装置紧固操作中可自平衡拧紧过程中的反作用力矩，无需反作用力臂，同时拧紧过程中螺栓仅在被拧紧螺母与螺栓头之间区域承受额外的扭矩，避免参与紧固部分螺栓承受额外的扭转力矩从而导致外力矩撤除后螺栓可能的松动，且本发明实现多组螺栓－螺母同步紧固，避免拧紧过程中螺栓上力矩施加的先后顺序或位置的不同步而导致紧固偏离的问题。CN10253976ACN102513976A权利要求书1/1页1.一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置，其特征在于：包括与液压驱动机构连接、由与细齿棘轮一体的内套筒和机壳组成的液压棘轮驱动机构，与液压棘轮驱动机构的机壳一体的外套筒，用于和多棱角头螺栓的螺栓头固定的力矩传递套筒；所述的内套筒与液压棘轮驱动机构的细齿棘轮一体且套装于外套筒内的下部，所述的力矩传递套筒套装于外套筒内的上部。2.根据权利要求1所述的一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置，其特征在于：所述的外套筒和力矩传递套筒之间设置有花键套。3.根据权利要求1所述的一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置，其特征在于：所述的外套筒和力矩传递套筒之间设置有挡圈。4.采用权利要求1所述的扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置的紧固方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、首先将螺母手动或用工具以一定的预紧力拧至多棱角头螺栓上，然后将液压棘轮驱动机构的内套筒卡合于螺母上，将多棱角头螺栓的螺栓头卡合于拧紧装置的力矩传递套筒内；（2）、当液压驱动机构驱动内套筒拧紧螺母时，相对的液压式棘轮驱动机构的机壳受到反向作用力矩，该反向力矩被传递到与机壳一体的外套筒，由于外套筒、力矩传递套筒、多棱角头螺栓的螺栓头之间周向无相对转动，所以外套筒的反向作用力矩最终被传递到多棱角头螺栓上，使得拧紧作业中的多棱角头螺栓上产生与螺母大小相等、方向相反的力矩，当达到设定的预紧力时，多棱角头螺栓-螺母即被拧紧。5.根据权利要求4所述的采用扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置的紧固方法，其特征在于：所述的力矩传递套筒和多棱角头螺栓的螺栓头之间设置有轴向定位机构。6.根据权利要求4所述的采用扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置的紧固方法，其特征在于：所述的多个扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置的液压式棘轮驱动机构通过液压分配系统与液压驱动机构进行连接，液压驱动机构通过液压分配系统驱动多个扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置的液压式棘轮驱动机构来实现多个螺栓-螺母进行同步拧紧的操作。2CN102513976A说明书1/3页一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置及紧固方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及维修及加工组装领域，具体是一种扭矩自平衡液压螺栓拧紧装置及紧固方法。背景技术[0003]汽轮机和燃气轮机之类的大型透平机械，离心式压缩机机组，大型换热器等在安装及检修过程中，盛装带压介质、具有密封要求的设备通常涉及大量螺栓的紧固问题。对于涉及一组或多组螺栓－螺母的紧固问题，传统的紧固装置有：（1）带操作手柄的简单机械工具；（2）带反作用力臂及力矩指示的气动或液压工具。相应地，传统的紧固方法有：（1）直接手工拧紧；（2）利用外加力矩拧紧；（3）螺栓拉伸后采用（1）、（2）种方法拧紧。[0004]传统的紧固装置及紧固方法中，存在以下不足：（1）利用带操作手柄的简单机械工具进行紧固过程中，无法获知拧紧过程中所施加的力矩的大小；（2）无论是采用简单工具，或是带反作用力臂及力矩指示的工具进行紧固过程中，都需要在螺栓或螺母以外寻找合适的支点，以平衡紧固过程中的反向力矩；（3）由于紧固过程中对螺母及螺栓施加额外的力矩，导致拧紧过程中螺栓发生变形（扭转或弯曲），这种变形可能引起拧后螺栓松动；（4）由于采用手工拧紧