專利名稱：軌道扣件螺栓高精度智能扳手的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路軌道鋪設與養(yǎng)護的裝置，特別是一種用于客運專線和高速鐵路軌道扣件螺栓旋緊、放松作業(yè)的軌道扣件螺栓高精度智能扳手。
背景技術：
軌道扣件螺栓的旋緊、放松作業(yè)是鐵路軌道鋪設、既有線路大修和養(yǎng)護維修作業(yè)中必不可少的工作，需要大量適用的專用機械代替繁重的人工 勞動，更重要的是使軌道的彈條扣件經(jīng)常性地保持準確的扣壓力，保持鋼軌左右兩側(cè)扣件的扣壓力均衡，最終保證鐵道線路的行車安全。目前在鐵路施工作業(yè)現(xiàn)場使用的軌道扣件螺栓扳手設備主要有以下幾種I.單頭機械式?jīng)_擊扳手。該結(jié)構扳手采用動力系統(tǒng)械沖擊方式實現(xiàn)螺栓扳手的扭矩輸出，用一套沖擊套筒分別對鋼軌左右兩側(cè)的扣件螺栓進行旋緊、放松作業(yè)。該結(jié)構扳手存在的主要不足是(I)難以準確控制套筒的旋緊扭矩，套筒工作扭矩的變化操作者無法得知；(2)沖擊套筒磨損后不能準確調(diào)整旋緊扭矩；(3)鋼軌左右兩側(cè)的扣件螺栓只能依次旋緊，螺栓扣件的扣壓力不均衡，造成鋼軌兩側(cè)受到偏載力；(4)螺栓套筒的沖擊力對螺母的損傷較嚴重；(5)鋼軌左右扣件依次作業(yè)時，需抬起后部機身跨越鋼軌，增加了操作者的勞動強度。2.雙頭機械式?jīng)_擊扳手(中心距不可調(diào))。該結(jié)構扳手也是采用動力系統(tǒng)械沖擊方式實現(xiàn)螺栓扳手的扭矩輸出。發(fā)動機的動力通過分動齒輪箱的兩個輸出軸分別驅(qū)動兩套沖擊式套筒，可同時對鋼軌兩側(cè)的扣件螺栓進行旋緊或放松作業(yè)。因此較之單頭機械式?jīng)_擊扳手，工作效率較高，操作者的勞動強度較小。但該結(jié)構扳手仍然存在明顯的不足(1)難以準確控制套筒的旋緊扭矩，套筒工作扭矩的變化操作者無法得知；(2)沖擊套筒磨損后不能準確調(diào)整旋緊扭矩；(3)由于左右沖擊套筒的中心距是固定的，只能適用于同一類型的軌道扣件作業(yè)。同時，為適應扣件螺栓中心距的偏差，只能采用“萬向節(jié)”傳動式螺栓套筒，降低了旋緊扭矩的準確性。3.單頭液壓式扭矩扳手。該結(jié)構采用液壓馬達作為驅(qū)動螺栓套筒的動力，螺栓套筒在液壓馬達的靜壓驅(qū)動下對扣件螺栓進行旋緊、放松作業(yè)；馬達的工作扭矩由壓力閥控制，馬達的壓力與扭矩的關系依靠換算來獲得，扭矩表顯示的扭矩值實際是馬達的工作壓力值。液壓式扭矩扳手較之機械沖擊式扳手是一個進步，工作扭矩的控制較為準確，也易于調(diào)整。但此液壓式扭矩扳手也存在一些明顯不足(I)工作扭矩穩(wěn)定性差，由于以馬達的工作壓力來換算扭矩值，而馬達的輸出扭矩除由工作壓力決定外，還受馬達機械效率的影響，當液壓系統(tǒng)的油溫升高后，馬達的機械效率會發(fā)生明顯變化，液壓回路壓力控制閥的開啟特性也會發(fā)生變化，導致在常溫下確定的工作壓力與扭矩的換算關系發(fā)生改變，這就是目前所有以液壓馬達的設定工作壓力作為螺栓套筒停止工作的螺栓扳手，都存在扭矩值穩(wěn)定性不好的主要原因；(2)由于是單頭扳手，鋼軌左右兩側(cè)的扣件螺栓不能同時旋緊，扣件的扣壓力不均衡，造成鋼軌兩側(cè)受到偏載力，影響鋼軌的精確定位；(3)鋼軌左右扣件依次作業(yè)時，需抬起后部機身跨越鋼軌，增加了操作者的勞動強度。4、雙頭液壓式扭矩扳手(中心距不可調(diào))。該結(jié)構扳手也是采用液壓馬達作為驅(qū)動螺栓套筒的動力，用一臺馬達通過分動齒輪箱的兩個輸出軸對鋼軌兩側(cè)的扣件螺栓進行旋緊或放松作業(yè)。除了與單頭液壓式扭矩扳手同樣存在“工作扭矩穩(wěn)定性差”的缺點外，還存在以下不足(1)由于輸出軸是固定中心距，只適用于同一型號的軌道扣件作業(yè)，為適應扣件螺栓中心距的偏差，只能采用“萬向節(jié)”式螺栓套筒，套筒經(jīng)常處于傾斜狀態(tài)工作，降低了旋緊扭矩的準確性；(2)由于用一臺馬達通過分動齒輪箱同時驅(qū)動兩個螺栓套筒工作，兩個螺栓套筒只能同步旋轉(zhuǎn)，因此鋼軌兩側(cè)的扣件螺栓無法同時達到適宜的旋緊狀態(tài)，俗稱“假雙頭”。其它，例如中國專利CN201128065Y，公開了一種高速鐵路液壓螺栓扳手，其采用分開設置的動力系統(tǒng)和工作系統(tǒng)，兩者通過聯(lián)接結(jié)構聯(lián)接成一體，兩系統(tǒng)的液壓管路連通，其中工作系統(tǒng)設有由液壓馬達、傳感器和螺栓套筒構成扳手作業(yè)機構，以單片機控制系統(tǒng)和 液壓集成塊控制由汽油機、發(fā)電機驅(qū)動的變量控制閥、變量泵實現(xiàn)對液壓動力的控制；設置于液壓馬達與螺栓套筒之間的傳感器檢測扭矩的變化，進而通過單片機控制變量泵變量，即在小扭矩時系統(tǒng)變?yōu)榇笈帕?，提高工作頭轉(zhuǎn)速，在大扭矩時變?yōu)樾∨帕?，提高系統(tǒng)壓力實現(xiàn)大扭矩，同時，在擰緊工況下利用液壓流體的特性，將兩馬達并聯(lián)，使鋼軌兩側(cè)扣件螺栓同時被擰緊，實現(xiàn)了鋼軌兩側(cè)均衡加載；用于調(diào)節(jié)兩套扳手作業(yè)機構中心距的調(diào)節(jié)裝置則采用由低速電動機、鏈輪傳動副、正反向絲桿和與正反向絲桿配合的螺母組成的復雜機構驅(qū)動扳手作業(yè)機構的左右移動。該技術方案具有下列不足動力系統(tǒng)和工作系統(tǒng)分開設置，其雖然分散了重量易于上下軌，但更增加了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制難度，系統(tǒng)結(jié)構更加復雜，操作困難；傳感器通過單片機控制系統(tǒng)向變量控制閥發(fā)出控制信號，提高控制變量缸推動變量泵的控制手柄實現(xiàn)變量變量泵改變排量實現(xiàn)扭矩的變化，不但控制原理相對復雜，且由于間接控制而導致扭矩控制精度不足，更嚴重的是液壓系統(tǒng)油溫的變化對馬達輸出扭矩的影響很大，對輸出扭矩的控制很難達到理想狀態(tài)；當螺栓過緊，處于“鎖死”狀態(tài)時，扭矩控制系統(tǒng)無法檢測調(diào)整螺栓的扭矩，可能導致螺栓鎖定在過緊的狀態(tài)下；不能針對兩側(cè)的螺栓分別進行扭矩的調(diào)整；用于調(diào)節(jié)兩套扳手作業(yè)機構中心距的調(diào)節(jié)機構過于復雜，降低了調(diào)整的精度和可靠性。綜上所述，現(xiàn)有的各型扣件螺栓扳手主要存在以下幾個共同的問題(I)螺栓套筒的工作扭矩精度不高(只能達到7-10%)或不穩(wěn)定；(2)左右兩側(cè)的螺栓套筒不能同時旋緊作業(yè)；(3)雙頭扳手的套筒中心距是固定的，不能適應不同類型扣件的需要；(4)螺栓套筒的工作扭矩值或者沒有指示，或者指示不準確，不便于操作者監(jiān)控或檢查；(5)有的機型結(jié)構過于復雜，操作不便。為此，本申請的實用新型人針對上述傳統(tǒng)技術的缺陷，通過本申請?zhí)岢鲇行У慕?br> 決方案。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于，提供一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手，以滿足客運專線和高鐵無砟軌道線路對扣件螺栓作業(yè)的要求，所要達成的技術效果為( I)旋緊螺栓的扭矩精度穩(wěn)定在土 5%以內(nèi)；(2)鋼軌兩側(cè)的扣件螺栓同時旋緊；(3)扣件螺栓扳手適應不同類型、不同中心距扣件的需要；(4)旋緊扭矩能在80-350Nm的大范圍內(nèi)準確設置，并能清晰顯示扭矩值；(5)簡化結(jié)構，提高系統(tǒng)的可靠性。為達到上述目的，本實用新型所提供的螺栓扳手通過以下技術方案來來實現(xiàn) 一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手，具有車架、動力系統(tǒng)和工作系統(tǒng)組成，車架通過導輪架設在軌道面上，動力系統(tǒng)設置在車架上，動力系統(tǒng)連接有油泵及控制閥組件向液壓馬達輸送驅(qū)動動力；車架上還設置有工作系統(tǒng)，其包括兩組垂直設置的工作裝置，各組工作裝置包括同軸連接的螺栓套筒和驅(qū)動螺栓套筒旋轉(zhuǎn)的液壓馬達。優(yōu)選的是，螺栓套筒和液壓馬達之間串接有用于將扭矩狀態(tài)傳遞給扭矩測控器的扭矩傳感器，；扭矩測控器再與控制閥組件相連接。優(yōu)選的是，扭矩傳感器和扭矩測控器與一扭矩監(jiān)控表相連接，用以監(jiān)視即時扭矩。優(yōu)選的是，設有左右兩套可同時工作，旋緊到設定扭矩值自動停止，并使得兩側(cè)的扣件螺栓可同時放松的獨立工作的螺栓旋緊機構。優(yōu)選的是，兩組工作裝置分別設置在兩支臂的一端，兩支臂的另一端被一中心固定銷可轉(zhuǎn)動地固定在一起。優(yōu)選的是，所述扣件兩支臂為孔板結(jié)構。優(yōu)選的是，扣件兩支臂支撐在一帶孔橫梁上，所述橫梁和支臂通過固定銷將支臂和橫梁可調(diào)節(jié)地相互固定連接，用以對兩螺栓套筒的間距進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選的是，所述扭矩監(jiān)控表具有即時扭矩值顯示裝置。優(yōu)選的是，所述扭矩監(jiān)測表為指針式或數(shù)字式。優(yōu)選的是，所述油泵直接被汽油發(fā)動機驅(qū)動地相連接。優(yōu)選的是，所述液壓馬達為擺線式液壓馬達。優(yōu)選的是，所述油泵及控制閥組件中的油泵為雙聯(lián)齒輪泵。本實用新型的工作原理及有益效果如下本實用新型一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手的操作方法，其依據(jù)高精度的扭矩傳感器對螺栓套筒旋緊螺栓的扭矩的檢測結(jié)果來控制液壓馬達的動作，實現(xiàn)扣件螺栓旋緊扭矩的高精度控制。兩組工作裝置單獨工作，相互無直接影響，左右兩套獨立工作的裝置分別對軌道螺栓旋緊，可以實現(xiàn)左右螺栓套筒同時工作，旋緊到設定扭矩值自動停止，也可將兩側(cè)的扣件螺栓同時放松；本實用新型另一主要發(fā)明點在于，扭矩測控系統(tǒng)準確地檢測已旋緊的扣件螺栓的緊固扭矩，超過設定值±5%時將螺栓反向旋松卸載，進而再旋緊至設定值，實現(xiàn)自動糾正扣件螺栓扭矩的功能。并且，本實用新型左右兩組工作裝置間距只需通過帶孔支臂固定即可，既簡便又可靠。本實用新型根據(jù)扭矩測控器對螺栓套筒的旋緊扭矩的測量結(jié)果來改變液壓馬達的供油量。當螺栓套筒的旋緊扭矩小于設定值時，螺栓套筒的旋轉(zhuǎn)速度升高，螺栓套筒的旋緊扭矩大于設定值時，螺栓套筒的旋轉(zhuǎn)速度降低，充分利用發(fā)動機功率，做到輕載高速和低速重載的自動調(diào)整。本實用新型設有左右兩組單獨工作的工作裝置，其分別具有獨立的液壓驅(qū)動系統(tǒng)，根據(jù)預設的扭矩值對軌道螺栓進行操作，可以實現(xiàn)左右螺栓套筒同時工作，旋緊到設定扭矩值自動停止；也可將兩側(cè)的扣件螺栓同時放松。本實用新型的左右兩套螺栓旋緊機構的中心距可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)并可靠固定，結(jié)構簡單可靠。本實用新型的扭矩測控系統(tǒng)可以準確檢測已旋緊的扣件螺栓的緊固扭矩，超過設定值±5%時會自動將螺栓反向旋松卸載，進而再旋緊至設定值；未達到設定值時會自動旋緊至設定值，實現(xiàn)自動糾正扣件螺栓扭矩的功能。 本實用新型的左右兩套扭矩測控機構檢測的扭矩值，分別由左右兩個扭矩表顯
/Jn ο以下，通過具體實施方式
結(jié)合附圖詳細地進一步描述本實用新型的技術特征。

圖I是本實用新型軌道扣件螺栓高精度智能扳手整體配置示意圖；圖2是圖I中工作系統(tǒng)的A向示意圖。附圖標記說明扭矩傳感器1，螺栓套筒2，液壓馬達3，中心固定銷4，支臂41，橫梁42，支臂固定銷43，扭矩測控器5，扭矩監(jiān)控表6，油泵及控制閥組件7，控制模組8，動力系統(tǒng)9，車架10，導輪11，軌道面12。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型軌道扣件螺栓高精度智能扳手，具有車架10，通過導輪11架設在軌道面12上；動力系統(tǒng)9以汽油發(fā)動機作為原動機來驅(qū)動油泵系統(tǒng)，安置在車架10上，該油泵直接通過汽油發(fā)動機驅(qū)動。油泵及控制閥組件7向液壓馬達3輸送油壓動力，使液壓系統(tǒng)的壓力與流量適應液壓馬達3的工作參數(shù)，該液壓馬達3為擺線式液壓馬達，以及，上述油泵及控制閥組件7中的油泵為雙聯(lián)齒輪泵；車架10上還設置有工作系統(tǒng)，其包括兩組垂直設置的工作裝置，各裝置包括同軸連接的螺栓套筒2和驅(qū)動螺栓套筒2旋轉(zhuǎn)的液壓馬達3，螺栓套筒2和液壓馬達3之間串接有扭矩傳感器I ;扭矩傳感器I連接有扭矩測控器5，扭矩傳感器I將扭矩狀態(tài)傳遞給扭矩測控器5 ;扭矩測控器5再與液壓馬達3和油泵及控制閥組件7相連接，對液壓馬達3的扭矩輸出狀態(tài)進行控制；扭矩監(jiān)測表6與扭矩傳感器I和扭矩測控器5相連接，用以監(jiān)測實際輸出扭矩。扭矩監(jiān)測表6顯示有即時扭矩值，既可以采用指針式儀表進行顯示，也可以采用數(shù)字式儀表顯示，并非本實用新型的保護要點，無需贅述。兩組工作裝置均單獨工作，單獨測控，分別顯示，相互間無直接影響，這也是本實用新型的主要發(fā)明點之
O參見圖2，所示為圖I中工作系統(tǒng)的A向示意。為了清楚展示本實用新型的另一主要發(fā)明點，該圖僅描繪了與支臂41直接連接的機械結(jié)構。兩組螺栓套筒2設置在支臂41的遠端，兩支臂41為孔板結(jié)構，支臂41共同被一中心固定銷4可轉(zhuǎn)動地固定，使兩組螺栓套筒2分別可沿以固定銷4為圓心的一圓弧段移動，同時，兩支臂41被支撐在一橫梁42上，橫梁42則與車架10相固定；兩個支臂固定銷43將兩個支臂41可調(diào)節(jié)地和橫梁42固定在一起，亦即兩個支臂41在一定分合角度范圍內(nèi)移動，據(jù)此對兩螺栓套筒2的間距互分別進行調(diào)節(jié)。由于支臂41僅起到支撐的作用，給支臂41的結(jié)構帶來設計上的便利。根據(jù)上述裝置，本實用新型一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手的操作方法，其依據(jù)高精度的扭矩傳感器I對螺栓套筒2旋緊螺栓的扭矩的檢測結(jié)果來控制液壓馬達3的動作，實現(xiàn)扣件螺栓旋緊扭矩的高精度控制，兩組工作裝置單獨工作，相互無直接影響，左右兩套獨立工作的裝置分別對螺栓旋緊，可以實現(xiàn)左右螺栓套筒同時工作，旋緊到設定扭矩值自動停止，也可將兩側(cè)的扣件螺栓同時放松；本實用新型另一重要發(fā)明點在于，扭矩測控系統(tǒng)5準確地檢測已旋緊的扣件螺栓的緊固扭矩，超過設定值±5%時將螺栓反向旋松卸載，進而再旋緊至設定值，實現(xiàn)自動糾正扣件螺栓扭矩的功能，達到本實用新型所謂的“智能”效果。當螺栓套筒2的旋緊扭矩小于特定值時，增加液壓油泵的供油量，螺栓套筒2的旋轉(zhuǎn)速度提高；當螺栓套筒2的旋緊扭矩大于特定值時，旋轉(zhuǎn)速度降低。扭矩測控系統(tǒng)可以在80-350Nm范圍內(nèi)由分檔開關選定所需要的扭矩設定值。本實用新型左右兩組工作裝置間距只需通過支臂固定銷43固定即可，既簡便又可靠?！?br> 權利要求1.一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手，具有車架(10)、動力系統(tǒng)(9)和工作系統(tǒng)組成，車架(10)通過導輪(11)架設在軌道面(12)上，動力系統(tǒng)(9)設置在車架(10)上，其特征在于動力系統(tǒng)(9)連接有油泵及控制閥組件(7)向液壓馬達(3)輸送驅(qū)動動力；車架(10)上還設置有工作系統(tǒng)，其包括兩組垂直設置的工作裝置，各組工作裝置包括同軸連接的螺栓套筒(2)和驅(qū)動螺栓套筒(2)旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(3)。
2.根據(jù)權利要求I所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于螺栓套筒(2)和液壓馬達(3 )之間串接有用于將扭矩狀態(tài)傳遞給扭矩測控器(5 )的扭矩傳感器(I)，扭矩測控器(5)再與控制閥組件(7)相連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于扭矩傳感器(I)和扭矩測控器(5)與一扭矩監(jiān)控表(6)相連接，用以監(jiān)視即時扭矩。
4.根據(jù)權利要求3所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于設有左右兩套可同時工作，旋緊到設定扭矩值自動停止，并使得兩側(cè)的扣件螺栓可同時放松的獨立工作的螺栓旋緊機構。
5.根據(jù)權利要求4所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于兩組工作裝置分別設置在兩支臂(41)的一端，兩支臂(41)的另一端被一中心固定銷(4)可轉(zhuǎn)動地固定在一起。
6.如權利要求5的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述扣件兩支臂(41)為孔板結(jié)構。
7.如權利要求6所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于扣件兩支臂(41)支撐在一帶孔橫梁(42)上，所述橫梁(42)和支臂(41)通過固定銷(43)將支臂(41)和橫梁(42)可調(diào)節(jié)地相互固定連接，用以對兩螺栓套筒的間距進行調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權利要求3所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述扭矩監(jiān)控表(6)具有即時扭矩值顯示裝置。
9.根據(jù)權利要求3所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述扭矩監(jiān)測表(6)為指針式或數(shù)字式。
10.根據(jù)權利要求I所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述油泵直接被汽油發(fā)動機驅(qū)動地相連接。
11.根據(jù)權利要求I所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述液壓馬達(3)為擺線式液壓馬達。
12.根據(jù)權利要求I所述的軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其特征在于所述油泵及控制閥組件(7)中的油泵為雙聯(lián)齒輪泵。
專利摘要一種軌道扣件螺栓高精度智能扳手，其動力系統(tǒng)安置在車架上，并通過油泵及控制閥組件向液壓馬達輸送驅(qū)動動力；車架上還設置有工作系統(tǒng)，其包括兩組垂直設置的工作裝置，各組工作裝置包括同軸連接的螺栓套筒和驅(qū)動螺栓套筒旋轉(zhuǎn)的液壓馬達；螺栓套筒和液壓馬達之間串接有扭矩傳感器，扭矩傳感器連接于扭矩測控器，扭矩傳感器將扭矩狀態(tài)傳遞給扭矩測控器，進而對液壓馬達的扭矩輸出狀態(tài)進行控制；旋緊操作時，扭矩傳感器檢測到的即時扭矩值與設定扭矩值相同時液壓馬達停止旋轉(zhuǎn)，而扭矩傳感器檢測到螺栓的扭矩超過設定值時，工作裝置將螺栓反向旋松卸載，進而再旋緊至設定值。結(jié)構簡單可靠，兩組工作裝置可以單獨工作也可同時工作，相互無直接影響。
文檔編號B23P19/06GK202507047SQ20112050210
公開日2012年10月31日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權日2011年12月6日
發(fā)明者張建忠, 陸亦群 申請人:陸亦群