[其他]拧紧和松开螺纹连接的方法和装置

说明书

本发明涉及拧紧和松开螺纹连接的一种方法和一种装置。这种装置可用于机器设备及类似的机械结构中，在这些机构中螺纹连接经常需要传递很大的力;同样，本发明的装置也可用于例如精密机械领域，在这种机构中复杂的螺纹连接经常要求很高的均匀性，而且在加载时也要十分精细。

许多拧紧和松开螺纹连接的装置已经公知，这些装置因所用驱动类型不同、传递力和运动的种类及方式不同、以及手工操作或其它方面不同而各不相同。这些装置按其工作原理大体上可分成以下三种：动力式螺钉（螺栓）、冲击式螺钉（螺栓）和那种借振荡以减少滑动表面或螺纹表面之间摩擦阻力的螺钉（螺栓）。动力式螺钉（螺栓）的工作方式很象手工拧螺旋过程，它通过杆杠把作用力传递到螺母扳手或类似的工具上，所不同的只是它用机械力代替人力，而这种机械力可以由电动的、气动的或液压的驱动装置产生。DE-OS2529818和DD-WP62789给出了采用这种工作原理的一些结构，而它们之间的主要区别在于，把作用力传递到需要转动的螺钉（螺栓）上时所用的构件有所不同。前一份专利文献中用的是夹紧带，而后一份专利文献中用的却是棘爪和制动环的组合。

冲击式螺钉（螺栓）的拧螺旋过程是这样实现的，即把一个冲击式转动构件的快速冲击施加于要拧动的螺母及其类似物之上。这样做可以把这个构件的脉冲能量转变为螺母的颤动。所谓高频冲击或螺钉（螺栓）（它由交流电驱动）就是用高达约500赫兹的冲击频率进行工作的。

上面曾提到过的各种驱动方式都可以用于冲击式螺钉（螺栓），但人们经常使用的还是电力驱动，它首先通过连接两头的液压或气动机构再产生旋转的冲击运动。DE-OS3231902公开了与此有关的一个实施例。

由于这种冲击式螺钉（螺栓）的驱动方式产生令人不快的振动和噪音，所以长时间用这种方式进行手工作业会带来严重身心负担。与动力式螺钉（螺栓）相比，这种设备质量较大（相对产生的最大转矩而言），因此，这种设备若作为手工设备使用，则只能用在转动力矩较小的工作范围内。

此外，也不可能给出一个确定的转矩极限值，因为表面状况、摩擦材料的种类以及由于振动而导致摩擦系数下降等因素恰恰会在终端负载范围内，对产生转动所必需的力矩施加一个很大的影响。为满足冲击运动的需要，设备必须具有较大的结构，与此同时，对许多另部件的磨损强度提出了较高的要求。

在很多实际应用场合都希望所有的螺纹连接能具有确定的且均匀的夹紧力，而自动设备则对每个装置在转矩断开的一致性方面提出了很高的要求，用例如滑动连接方式是不能达到这种要求的。

DE-OS2835382描述了一种开关板，它可用来把冲击式螺钉（螺栓）（它由电动机驱动且转数可控制）的转矩断开，从这个开关板上可以看出，在它的负载电阻上分接了一个与电动机负载成正比的电压，在冲击螺钉（螺栓）的过程中电流在积分器中叠加起来，其终值可用来作为所接受冲击能量的度量，而与此能量成正比的电压可在一个比较器内与给定值进行比较，如果超过给定值，电动机的供电就会中断。

这种开关板虽然可用来断开具有最大超转矩（这个超转矩与供给最后一次冲击的能量相当）的拧螺旋过程，但这样做却并不会补偿或消除那些由摩擦力（这个摩擦力与表面状况、材料性质以及拉力大小有关）引起的消极因素。因此，只有通过经常性的校对，才有可能获得较高的准确度，这需要掌握所有的有关因素以及它们的变化情况，例如仅当在螺母的支撑面发生变化就足以引起其它情况的变化。

DE-OS2354346描述了第三种方法，这是一种在频率范围4-60千赫之间的振动。按这种方法，在拧紧螺旋时可将振动能量施加于所用的工具、螺钉（螺栓）或者某一个需要连接的结构构件之上，而这种振动的频率是预先选择好的。

虽然用这种方法可使摩擦阻力以及由这种摩擦阻力所导致的转动力矩非常明显地降低，但它却具有以下缺点：即转矩作为一个非直接测量值不能用来对螺栓拉应力进行度量。由此也可看到，关于拉应力的论述以及关于大多数拧螺旋过程有可能达到其目标值的论述，不可能从这篇公开说明书中找到。也许这里所牵涉到的这些问题本身，正好就是该装置和方法未能很好推广使用的主要原因之所在。

本发明的目的是创造一种拧紧或松开螺纹连接的方法，它适用于多种螺纹连接，即使螺纹连接的螺旋力在数量级上差别很大，用这种方法也能达到同样高的精确度，特别是它能在均匀地同时拧紧多个螺纹连接的过程中实现准确的控制。此外，本发明还创造了一种完成上述方法的装置，它可以做成多位装置，使用这种装置时手工操作轻松安全，并能使流水作业的成本降低。