淺談狹小空間旋擰扳手的設計推廣和應用

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 概述

裝配制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個企業(yè)實力的重要標志，反映出企業(yè)在制造技術、工藝設計、加工制造等方面的綜合能力，而在裝配制造過程中，扳手由于其獨特的工具性能和較高的性價比已在裝配行業(yè)中大量應用，但在一些特殊要求的結構，普通的扳手顯得力不從心，在加工某特種零件時，常因其結構復雜，而無法實現(xiàn)緊固、限力等性能參數(shù)，例如在組裝某渦輪盤時，因渦輪盤結構空隙狹小，一般的扳手無法進入也無法接觸旋轉擰緊螺帽。在多年加工過程的實踐中，由車輛結構裝配的啟發(fā)，經(jīng)過研究和多次試驗設計了一種專用扳手，滿足了在狹小空間裝配要求。專用扳手的結構一側為手柄下面連接一個帶齒型的轉輪，另一側面為齒型內孔于螺帽相配合的內型轉輪，中間利用齒型帶帶動兩個轉輪轉動。由手柄通過齒輪和齒型帶將作用力傳到另一個齒輪，實現(xiàn)裝配要求，而扳手并不做旋轉運動節(jié)省了扳手在旋轉時所用的空間，解決類似渦輪盤空間狹小裝配難題。

2 技術領先領域

本文涉及機械裝配加工領域，對利用普通扳手無法實現(xiàn)的裝配結構進行研究，開發(fā)專用扳手實現(xiàn)狹窄空間的裝配要求。其中對一種狹小空間的專用扳手進行介紹，結合裝配渦輪盤結構特點，利用手柄通過齒輪和齒型帶將作用力傳到另一個齒輪，實現(xiàn)裝配要求，而扳手并不做旋轉運動節(jié)省了扳手在旋轉時所用的空間，實現(xiàn)裝配結構的技術要求。

3 實際工作狀況

所需擰緊裝配位置距渦輪盤中心盤口邊緣橫向距離為120mm，縱向距離為80mm，盤口直徑50 mm，且盤于盤之間距離不足30 mm。普通扳手平面作業(yè)可實現(xiàn)縱向距離為100 mm，利用普通扳手不能達到工作位置，普通扳手需旋轉力矩角度為30°，盤口直徑在50 mm內不允許超過20°，無法實現(xiàn)二次旋轉擰緊工作，同時零件空間為垂直圓孔，下部直徑240mm處36個螺帽且無旋轉空間，無法施力擰緊螺母。

4 設計構想

以制造出精確的合格產(chǎn)品或零件為理論基礎，合理設計和利用特種扳手的操作范圍、緊固螺帽的特點，合理設計加工出符合現(xiàn)場實用，來保證產(chǎn)品的質量、技術條件、使用性能。

為了實現(xiàn)所訴發(fā)明目的本發(fā)明采用如下設計構想：

4.1 由于螺帽處于盤口下80mm處，因此設計一個長100mm的手柄，上端安裝一個80mm的橫桿，下端為四方的圓柱型手柄，將工作力由上部的橫桿通過手柄下端的四方傳遞給下部的主動機構，以完成縱向距離80mm的力矩傳遞。

4.2 主動機構采用中心四方齒輪，用線切割機一次割出齒型與中間的方孔，方孔與手柄相配，上端面車加工出凸臺用于固定支撐架和用于安裝卡環(huán)的環(huán)槽，將齒輪固定在支撐架上，并將上下加裝兩個保護蓋板，以防止齒型帶在旋轉時脫落，實現(xiàn)將工作力由手柄通過齒輪傳遞給齒型帶，完成縱向力矩轉化為橫向力矩。

4.3 傳動機構采用異型齒型帶，定位準確，傳動時不丟轉、不損失傳動力的特點，同時可隨時改變傳動方向，因此根據(jù)齒輪的要求選取一款齒型帶，用來將傳動力傳遞于齒輪，以完成力矩由盤口處傳遞到距離120mm的螺帽處。

4.4 從動機構采用中心與螺帽形狀一樣的齒輪，用線切割機一次割出齒型與中間的方孔，方孔與螺帽相配，結構與主動機構相似，上端面車加工出凸臺用于固定支撐架和用于安裝卡環(huán)的環(huán)槽，將齒輪固定在支撐架上，上下加裝兩個保護蓋板，以防止齒型帶在旋轉時脫落，以將工作力由齒型帶通過齒輪傳遞給螺母，以完成力矩的擰緊或松開螺母的力矩傳遞。

4.5 支承機構采用兩個一端帶孔的固定板，各固定主動機構和從動機構，兩塊固定板另一端用螺釘固定，可隨時調整齒型帶的松緊，以達到最佳的傳遞力矩作用。

4.6 在手柄橫桿端加做一個標準方孔，可以與限力扳手一起使用從而達到限制螺帽力矩的目的。

5 結構示意圖及說明

專用扳手總圖結構圖（圖1）：

6 實際動作過程說明

結合專用扳手結構圖分析說明，當給手柄桿一個旋轉的擰緊力，擰緊力將由手柄桿傳到下端齒型輪，齒型輪將產(chǎn)生旋轉帶動齒型帶在扳手體上做旋轉運動，同時齒型帶也帶動前面的齒型輪作旋轉運動擰緊螺帽。當給手柄桿一個反方向的擰緊力，反方向擰緊力由手柄桿傳到下端齒型輪后，齒型輪將產(chǎn)生反方向旋轉帶動齒型帶在扳手體上做反方向旋轉運動，同時齒型帶也帶動前面的齒型輪作反方向旋轉運動擰松螺帽。這樣也就實現(xiàn)了扳手體不做任何運動就可以完成螺帽的松緊動作，達到了專用扳手的設計目的。

7 應用情況及前景

本文涉及機械裝配加工領域，對利用普通扳手無法實現(xiàn)的裝配結構進行研究，開發(fā)專用扳手實現(xiàn)狹窄空間的裝配要求。本發(fā)明的專用扳手已應用于航空產(chǎn)品制造過程中，對于其他機械制造行業(yè)具有可推廣意義，據(jù)調查市場上沒有類似產(chǎn)品。

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