[发明专利]万能扭矩套筒

说明书

本发明万能扭矩套筒，由套筒、夹块和弹簧组成。同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能。夹块顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头。当扭矩达到设计值时，夹块自动张开；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小；还可以手动调节万能扭矩套筒扭矩大小。产生扭矩大，不易变形；螺母轴线和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。

技术领域

本发明涉及套筒，更具体地说，涉及可以自动调整大小适应多种规格螺母或非标零件转动并能控制扭矩大小的万能扭矩套筒。

背景技术

套筒是常用施工工具。由于螺母规格众多，通常需要配备多种型号的套筒，在不同螺母之间施工需要不断更换套筒，施工效率低。现有的万能套筒大多采用在传统套筒内部布置多根钢针的技术方案；由于钢针细小，扭矩较大时钢针变形损坏，无法提供足够的紧固扭矩，无法用于大螺母紧固，同时紧固螺母中心和套筒中心通常不重合，转动时偏心震动严重。现有的套筒扭矩控制通常采用传感器的技术方案，价格昂贵，维护难度大，难以大规模应用。万能扭矩套筒可以有效解决已有万能套筒和扭矩套筒的不足，同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能。万能扭矩套筒由套筒、夹块和弹簧组成，形成了弹簧滑动机构，可以根据螺母大小自动张开并夹紧，同时通过控制弹簧的弹力大小控制扭矩。万能扭矩套筒的主要受力零件没有细小零件，可以承受更大载荷，紧固时螺母中心和万能扭矩套筒轴线共线，可以避免转动时震动。万能扭矩套筒采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单，有利于大规模应用。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明万能扭矩套筒有以下优点：同时具备万能套筒和扭矩套筒的功能；产生扭矩大，零件不易变形；螺母中心和万能扭矩套筒轴线重合，避免转动时震动；采用力平衡原理控制扭矩，成本低，维护简单。

本发明万能扭矩套筒，包括：套筒、夹块和弹簧，所述套筒端头有槽口，槽口侧壁有套筒斜向滑槽；所述夹块上有夹块斜向滑槽，夹块与套筒通过套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽进行连接，夹块可以在槽口内斜向滑动；所述弹簧一端顶紧套筒底部，另一端顶紧夹块尾部；夹块顶到螺母时可以自动张开，并自动夹紧螺母；万能扭矩套筒可以用于多种规格螺母或异形零件进行连续紧固作业，不需要频繁更换套筒头；当扭矩达到设计值时，夹块可以自动张开，螺母紧固结束；万能扭矩套筒可以根据螺母的大小自动调节扭矩的大小，螺母越大夹块张开越大，弹簧的弹力越大，扭矩也越大；可以手动调节万能扭矩套筒扭矩大小。

在套筒斜向滑槽轴线平行方向上有三个力，螺母对夹块在套筒斜向滑槽轴线平行方向的螺母平行分力、弹簧对夹块在套筒斜向滑槽轴线平行方向的弹簧平行分力、夹块与套筒之间的摩擦力；螺母平行分力大于弹簧平行分力和摩擦力之和时，夹块沿套筒斜向滑槽滑动，夹块张开，紧固完成，紧固扭矩达到设计值。

当夹块转动螺母时，螺母在转动圆的切向对夹块产生切向反作用力，螺母在转动圆的径向对夹块产生张开反作用力；切向反作用力引起夹块侧壁与槽口侧壁互相挤压；张开反作用力对套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽产生张开作用的力矩和张开作用的径向力；张开作用的力矩引起套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽两侧互相挤压；张开作用的径向力可以分解成在套筒斜向滑槽轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即张开作用的螺母平行分力和张开作用的螺母垂直分力；张开作用的螺母垂直分力使得套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽之间摩擦力增强；弹簧对夹块产生弹力，弹力可以分解成在套筒斜向滑槽轴线平行方向和垂直方向的两个分力，即弹力作用的弹簧平行分力和弹力作用的弹簧垂直分力；弹力作用的弹簧垂直分力使得套筒斜向滑槽和夹块斜向滑槽之间摩擦力增强。

通过改变弹簧长度来改变弹力大小，进而调节扭矩大小；采用增加垫片或增加长度调整机构调整弹簧长度。

通过改变夹块斜向滑槽和套筒斜向滑槽的轴线角度，调节扭矩的大小；当夹块斜向滑槽轴线和套筒斜向滑槽轴线分别与套筒轴线的交角小于45度时，可以使用较小的弹力调节扭矩。