雙頭螺栓拆卸工具簡介
由于雙頭螺栓沒有六方頭的特殊結構,無法使用通用的扳手進行高效率的拆卻作業,造成了雙頭螺檢拆卻效率過低。另外,在拆卻過程中,不當的操作還容易時零部件和雙頭螺栓本身造成損壞。本文設計了一種雙頭螺栓拆卻工具,不僅可以快速完成雙頭螺栓的拆卻作業,還可以有效地避免零部件和雙頭螺栓受到損壞
1、雙頭螺栓拆卸工具的工作原理
以往的雙頭螺栓拆卸的作用面通常在螺紋上,本文介紹的拆卸工具利用了雙頭螺栓螺紋下面的螺栓光桿部分。如圖1所示,拆卸工具的工具體上加工有3個均布的 圓弧鎖緊面,在拆卸工具內布置有3個均布的滾柱。當需要拆卸雙頭螺栓時,將拆卸工具放置到雙頭螺栓上,此時,拆卸工具中的滾柱與雙頭螺栓光桿部分處于自由狀態,并沒有鎖緊。進行拆卸作業時,將工具體按照圖1所示的剖面圖順時針方向旋轉,由于拆卸工具可以使滾柱保持架與雙頭螺栓位置保持相對固定,而工具體順時針方向旋轉,形成滾柱與工具體圓弧鎖緊面和雙頭螺栓光桿部分同時接觸。隨著工具體的繼續旋轉,在摩擦力的作用下,滾柱與工具體圓弧鎖緊面和雙頭螺栓光桿部分之間形成穩定的自鎖,最終使拆卸工具和雙頭螺栓形成一體。此時可以通過旋轉拆卸工具把雙頭螺栓拆卸下來。拆卸下雙頭螺栓后,將拆卸工具按照逆時針方向旋轉,解除滾柱與工具體圓弧鎖緊面和雙頭螺栓光桿部分之間的自鎖,完成拆卸作業。
2、雙頭螺栓拆卸工具的結構
如圖2所示,在拆卸工具的工具體內,布置有滾柱、滾柱保持架、止推軸承和彈簧擋圈。滾柱的作用是保證工具體與雙頭螺栓之間可以形成自鎖。通常滾柱數量為3個,通過3個均布的滾柱可以保證在自鎖狀態下自鎖件受力的均勻和穩定。滾柱保持架的作用是保證3個滾柱在工具體內的均勻分布狀態,確保鎖緊狀態下的受力穩定。止推軸承的作用DOI:10.14032/j.issn.1007-6034.2008.05.002
雙頭螺栓拆卻工具設計是確保當工具體旋轉時,滾柱保持架可以與雙頭螺栓之間保持位置的相對固定。當拆卸工具安放在雙頭螺栓上時,滾柱保持架與雙頭螺栓頂面接觸,摩擦力較大,而滾柱保持架上的止推軸承與工具體接觸,摩擦力較小,由于摩擦力的不同,可以確保工具體旋轉時滾柱保持架可以與雙頭螺栓之間保持位置的相對固定。彈簧擋圈的作用是確保滾柱保持架及滾柱可以保持在工具體內,不至于從工具體內掉落出來。
3、雙頭螺栓拆卸工具設計的基本原則
尺寸相差較大的雙頭螺栓需要不同尺寸的拆卸工具來拆卸,遵循一些拆卸工具設計的基本原則,可以確保拆卸工具的結構合理、工作有效。滾柱的直徑和長度在工具的尺寸和重量允許的情況下,盡量選擇較大尺寸,以便增大滾柱與工具體圓弧自鎖面和螺栓光桿之間的接觸面積,改善自鎖時的各自鎖件之間的受力狀態。滾柱需要進行淬火處理,增加滾柱的硬度。因為三角形的結構穩定性最好,滾柱的數量通常為3個,對于尺寸較大的雙頭螺栓,可以選用3個以上的滾柱,但要充分考慮受力的均勻和穩定。工具體上的圓弧鎖緊面需要進行必要的表面處理,增加表面硬度。滲碳是一種圓弧鎖緊面表面處理的有效手段,通過滲碳處理的工具體,可以保證圓弧鎖緊面的硬度,還可以確保工具體的強度。圓弧鎖緊面位置及尺寸的設計是非常重要的環節,不合理的設計會導致拆卸工具與雙頭螺栓之間無法形成自鎖,或者造成自鎖過度,無法把拆卸工具和雙頭螺栓分離。圓弧鎖緊面設計中最重要的是自鎖時的自鎖角度要選擇合適。設計圓弧鎖緊面時,首先根據自鎖零件的材質及熱處理工藝確定合適的自鎖角度,然后根據自鎖角度進行工具體的設計。圓弧鎖緊面的設計可以遵循下述的原則進行:在已知雙頭螺栓光桿部分直徑的情況下,合理選擇滾柱的直徑,然后分別以雙頭螺栓光桿部分直徑和滾柱直徑做2個外切圓,如圖3所示。連接雙頭螺栓圓的圓心與滾柱圓的圓心,形成線段A。以滾柱圓的圓心為端點,做射線B,使射線B與線段A之間形成的夾角等于已經選擇好的自鎖角度。過雙頭螺栓圓的圓心做垂直于線段A的軸線F,射線B與軸線F交于點C。以點C為圓心,做圓弧D與滾柱圓內切,圓弧D就是構成拆卸工具圓弧自鎖面的圓弧。該設計原則在實際運用中得到了有效驗證。
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