專利名稱：動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動、氣動扳手的打擊工作機構。
背景技術：
目前，技術上比較成熟的電動、氣動扳手的打擊結構多是主動塊和被動塊不在同一平面內，在旋轉過程中利用凸輪和彈簧將撞擊塊或銷直線推出打擊主軸上相應的工作部位，因此結構一般較復雜加工精度要求高，體積和重量大，能耗高。近幾年出現的扭矩在300N/M以下的電動扳手的打擊機構基本為撞擊式，主要通過撞擊塊偏轉角度撞擊凸輪軸轉動來鎖緊或拆卸螺栓，由于撞擊塊和凸輪工作角度等的設計存在缺陷，使撞擊時形成的撞擊夾角被分解成切線方向的旋轉力和徑向的沖擊力，會損壞撞擊塊、凸輪、軸承等部件，甚至造成電機損壞不能工作，這類電動扳手的輸出扭矩只能在300N/M以下，不能生產出600N/M以上的電動扳手，而且質量往往不穩(wěn)定。

發(fā)明內容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，該動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構體積小、重量輕，性能穩(wěn)定，并能做到在最小電功率條件下，追求最大的輸出力矩。
本發(fā)明為了解決其技術問題所采用的技術方案是一種動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，包括動輪、主軸、被動塊、第一主動塊、第二主動塊、拉簧、壓緊機構、限位銷，主軸伸出的一端固連套筒、另一端固定有被動塊并伸入動輪內；
動輪呈中空的圓柱體，第一、二主動塊和被動塊安裝在動輪中空的同一平面內，被動塊在動輪的中心，第一、二主動塊均布在動輪兩內側，被動塊呈部分凸出于主軸，第一、二主動塊分別偏心活動套設于第一、二銷軸，第一、二銷軸兩端固定于動輪兩側面，又設有至少一根拉簧，拉簧兩端分別固連于第一、二主動塊偏重的一端，又設有第一、二限位銷，第一、二限位銷兩端分別固定于動輪兩側面，第一、二限位銷分別抵觸第一、二主動塊偏輕端的外面一側，用于限制第一、二主動塊靜止時的位置；第一主動塊打擊面與動輪中心和第一主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間，第二主動塊打擊面與動輪中心和第二主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間；壓緊機構主要由壓緊彈簧、鋼珠組成，第一、二主動塊的左、右二側各設有一個供鋼珠置放的圓錐形凹坑，又動輪二側面分別設有與第一、二主動塊二側凹坑位置和數量相匹配的穿孔，壓緊彈簧分別活動置于穿孔中，壓緊彈簧一端抵觸鋼珠，壓緊彈簧另一端固定于穿孔中，壓緊彈簧所產生預緊力的大小用于控制第一、二主動塊重端向外飛出的時間、動能的積蓄并最終產生沖量大??；當動輪作順時針高速旋轉時，第一、二主動塊產生離心力分別以第一、二銷軸為中心其重端向外飛出輕端向內，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第一主動塊打擊被動塊引起主軸作順時針旋轉，第二主動塊起動輪的平衡作用；當動輪作逆時針高速旋轉時，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第二塊主動塊打擊被動塊的另一個側面引起主軸作逆時針旋轉，第一主動塊起動輪的平衡作用，動輪靜止時，由于拉簧拉力的存在，第一、二主動塊復位，第一、二主動塊偏輕端外側又分別抵觸到第一、二限位銷，如此動輪的正反旋轉形成雙向沖量式打擊。
設有二根拉簧，第一根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的一側，第二根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的另一側。
被動塊一體形成于主軸，主軸圓周長的1/6-1/8向外呈扇形凸出形成被動塊。
又設有與壓緊彈簧數量匹配的壓緊螺栓，壓緊螺栓一端恰可插入壓緊彈簧中，壓緊螺栓向穿孔外的另一端設有外螺紋并嚙合于穿孔一端的內螺紋中，這時穿孔作為壓緊螺栓孔，以此把壓緊彈簧另一端固定。
設有第一、二、三軸套，第二、三軸套分別套設于主軸安裝在被動塊的兩端，第二、三軸套固定于動輪內，第一軸套活動套設于主軸上，第一軸套一端固定于外殼上、另一端伸入第二軸套并與之動配合，第一、二、三軸套分別采用粉末冶金和調質材料制造，第一、二、三軸套的內徑有油槽，用于存放潤滑脂，利于主軸的滾動潤滑。
本發(fā)明專利的有益效果是本例的工作過程是當動輪作順時針高速旋轉時，第一、二主動塊產生離心力分別以第一、二銷軸為中心其重端向外飛出輕端向內，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第一主動塊打擊被動塊引起主軸作順時針旋轉，第二主動塊起動輪的平衡作用；當動輪作逆時針高速旋轉時，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第二塊主動塊打擊被動塊的另一個側面引起主軸作逆時針旋轉，第一主動塊起動輪的平衡作用，動輪靜止時(包括主動靜止和被動靜止)，由于拉簧拉力的存在，第一、二主動塊復位，動力不輸出(動輪被動靜止時可及時保護電機)，第一、二主動塊偏輕端外側又分別抵觸到第一、二限位銷，如此動輪的正反旋轉形成雙向沖量式打擊；從中可看出，本發(fā)明是采用動輪雙向沖量驅動結構，原始動力只要能滿足動輪的旋轉即可，同時動輪在運轉中自身起到平衡作用，而其直徑的大小又決定力矩的大小從而可以使該工作機構結構緊湊，使整機重量達到同等輸出轉矩的電動、氣動扳手的1/2，因此能達到節(jié)能增效的目的；又使用時，可以利用12V、24V直流低壓電作為動力，制造出高效節(jié)能扭矩在800-1200N/M、便于攜帶的電動扳手，適用于大型載重車、大客車的使用；適當調整主、被動塊和相應電機、動輪等部件，可達到不同的輸出扭矩。因此本例體積小、重量輕，性能穩(wěn)定，并能做到在最小電功率條件下，追求最大的輸出力矩。


下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的裝配爆炸圖；圖2是本發(fā)明的裝配縱剖面構造圖；圖3是本發(fā)明的動輪內腔裝配橫向剖面構造圖；圖4是本發(fā)明的工作原理圖；圖5是本發(fā)明所述的壓緊機構構造圖；圖6是本發(fā)明所述的圓錐形凹坑示意圖；圖7是本發(fā)明所述的壓緊螺栓構造圖；圖8是本發(fā)明所述的動輪壓緊螺栓孔的構造圖；圖9是本發(fā)明所述的第一、二、三軸套和主軸、動輪的裝配關系圖。
圖中1.第一軸套；2.主軸；3.第二軸套；4.第三軸套；51.第一主動塊；52.第二主動塊；6.拉簧；7.動輪；8.銷；9.鋼珠；10.壓緊彈簧；11.壓緊螺栓；121.第一限位銷；122.第二限位銷；131.第一銷軸；132.第二銷軸；14.軸承；15.離合器；16.電機；17.雙向復位開關；18.外殼；21.被動塊；22.油槽；23.凹坑；24.穿孔。
具體實施例方式
實施例一種動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，包括動輪7、主軸2、被動塊21、第一主動塊51、第二主動塊52、拉簧6、壓緊機構，主軸伸出的一端固連套筒、另一端固定有被動塊并伸入動輪內；動輪呈中空的圓柱體，第一、二主動塊和被動塊安裝在動輪中空的同一平面內，被動塊在動輪的中心，第一、二主動塊均布在動輪兩內側，被動塊呈部分凸出于主軸，第一、二主動塊分別偏心活動套設于第一、二銷軸131、132，第一、二銷軸兩端固定于動輪兩側面，又設有至少一根拉簧6，拉簧6兩端分別固連于第一、二主動塊偏重的一端，又設有第一、二限位銷121、122，第一、二限位銷兩端分別固定于動輪兩側面，第一、二限位銷分別抵觸第一、二主動塊偏輕端的外面一側，用于限制第一、二主動塊靜止時的位置；第一主動塊打擊面與動輪中心和第一主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間，第二主動塊打擊面與動輪中心和第二主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間；壓緊機構主要由壓緊彈簧10、鋼珠9組成，第一、二主動塊的左、右二側各設有一個供鋼珠置放的圓錐形凹坑23，又動輪二側面分別設有與第一、二主動塊二側凹坑位置和數量相匹配的穿孔，壓緊彈簧分別活動置于穿孔中，壓緊彈簧一端抵觸鋼珠，壓緊彈簧另一端固定于穿孔24中，壓緊彈簧所產生預緊力的大小用于控制第一、二主動塊重端向外飛出的時間、動能的積蓄并最終產生沖量大小；當動輪作順時針高速旋轉時，第一、二主動塊產生離心力分別以第一、二銷軸為中心其重端向外飛出輕端向內，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第一主動塊打擊被動塊引起主軸作順時針旋轉，第二主動塊起動輪的平衡作用；當動輪作逆時針高速旋轉時，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第二塊主動塊打擊被動塊的另一個側面引起主軸作逆時針旋轉，第一主動塊起動輪的平衡作用，動輪靜止時，由于拉簧拉力的存在，第一、二主動塊復位，第一、二主動塊偏輕端外側又分別抵觸到第一、二限位銷，如此動輪的正反旋轉形成雙向沖量式打擊。
設有二根拉簧，第一根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的一側，第二根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的另一側。
被動塊一體形成于主軸，主軸圓周長的1/6-1/8向外呈扇形凸出形成被動塊。
又設有與壓緊彈簧數量匹配的壓緊螺栓11，壓緊螺栓一端恰可插入壓緊彈簧中，壓緊螺栓向穿孔外的另一端設有外螺紋并嚙合于穿孔一端的內螺紋中，這時穿孔作為壓緊螺栓孔，以此把壓緊彈簧另一端固定。
設有第一、二、三軸套1、3、4，第二、三軸套分別套設于主軸安裝在被動塊的兩端，第二、三軸套固定于動輪內，第一軸套活動套設于主軸上，第一軸套一端固定于外殼上、另一端伸入第二軸套并與之動配合，第一、二、三軸套分別采用粉末冶金和調質材料制造，第一、二、三軸套的內徑有油槽，用于存放潤滑脂，利于主軸的滾動潤滑。
本發(fā)明的工作原理是參見圖1、圖3，在動輪7內腔中，第一、二主動塊51、52和被動塊在同一平面內，被動塊在動輪的中心，第一、二主動塊均布在兩側，動輪在達到或超過額定的速度時，第一、二主動塊在離心力的作用下，瞬時克服壓緊機構的預緊力，分別以第一、二銷軸中心為軸線重端向外輕端向內進行旋轉，向內的一端利用動輪和第一、二主動塊本身的質量、角速度、慣性矩所積蓄的動能從而產生出的沖量在0.05-0.08秒之內打擊被動塊，推動主軸跟隨動輪旋轉，輸出轉矩帶動套筒旋緊和旋松螺栓，工作時的位置如圖4的虛線所示。主軸在傳遞扭矩旋緊和旋松螺栓過程中遇到反作用力的同時會迫使動輪減速，當轉速低于額定的速度時，第一、二主動塊在拉簧的作用下迅速復位，第一、二主動塊的外端遇到第一、二限位銷的阻擋停留在圖3的位置。
參見圖4，顯示的是動輪順時針旋轉時的工作情況，當動輪作順時針高速旋轉時，第一、二主動塊的重端向外飛出輕端向內，第一主動塊打擊被動塊引起主軸作順時針旋轉，第二主動塊起動輪的平衡作用；當動輪作逆時針高速旋轉時，第二主動塊打擊被動塊的另一個側面引起主軸作逆時針旋轉，如此動輪的正反旋轉形成雙向沖量式的打擊。
為保證動輪旋轉時第一、二主動塊離心力的實現，第一、二主動塊的回轉孔(指供第一、二銷軸活動穿設的孔)軸線與其本身的重心存在偏心距。為保證在打擊的瞬間0.05-0.08秒之內達到如圖4所示的理想的撞擊面，第一、二主動塊打擊面分別與動輪中心和第一、二主動塊內側連線所形成的角度，設計成不自鎖的角度如圖4所示在15°-30°之間，如主動塊在0.05-0.08秒的時間之內未到達理想位置時，可避免在打擊的瞬間，主動塊與主軸的不正確撞擊。
四組由壓緊彈簧、壓緊螺栓、鋼珠所組成的壓緊機構產生的預緊力的大小是控制第一、二主動塊重端向外飛出時間、動能的積蓄并最終產生沖量大小的部件；每兩組壓緊機構控制一主動塊，由二鋼珠頂在一主動塊左右二側面的圓錐凹坑(如圖5示)內；壓緊螺栓孔向外的一半是內細牙螺紋，向動輪內腔的另一半是略小于螺紋內徑的圓柱孔(如圖8所示)；壓緊螺栓的一半是小于壓緊彈簧內徑的圓柱形，另一半是外細牙螺紋(如圖7所示)。
參圖9中，為保證工作機構在受到大沖量打擊的情況下能正常旋轉和工作，因此不采用滾動軸承和滾針軸承的方案，主軸的旋轉支撐采用優(yōu)質碳素結構鋼經調質和粉末冶金制造的第一、二、三軸套。第一、二、三軸套的內徑有油槽，用于存放潤滑脂，利于主軸減小滾動摩擦。
權利要求
1.一種動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，其特征是包括動輪、主軸、被動塊、第一主動塊、第二主動塊、拉簧、壓緊機構、限位銷，主軸伸出的一端固連套筒、另一端固定有被動塊并伸入動輪內；動輪呈中空的圓柱體，第一、二主動塊和被動塊安裝在動輪中空的同一平面內，被動塊在動輪的中心，第一、二主動塊均布在動輪兩內側，被動塊呈部分凸出于主軸，第一、二主動塊分別偏心活動套設于第一、二銷軸，第一、二銷軸兩端固定于動輪兩側面，又設有至少一根拉簧，拉簧兩端分別固連于第一、二主動塊偏重的一端，又設有第一、二限位銷，第一、二限位銷兩端分別固定于動輪兩側面，第一、二限位銷分別抵觸第一、二主動塊偏輕端的外面一側，用于限制第一、二主動塊靜止時的位置；第一主動塊打擊面與動輪中心和第一主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間，第二主動塊打擊面與動輪中心和第二主動塊內側連線所形成的角度在15°-30°之間；壓緊機構主要由壓緊彈簧、鋼珠組成，第一、二主動塊的左、右二側各設有一個供鋼珠置放的圓錐形凹坑，又動輪二側面分別設有與第一、二主動塊二側凹坑位置和數量相匹配的穿孔，壓緊彈簧分別活動置于穿孔中，壓緊彈簧一端抵觸鋼珠，壓緊彈簧另一端固定于穿孔中，壓緊彈簧所產生預緊力的大小用于控制第一、二主動塊重端向外飛出的時間、動能的積蓄并最終產生沖量大??；當動輪作順時針高速旋轉時，第一、二主動塊產生離心力分別以第一、二銷軸為中心其重端向外飛出輕端向內，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第一主動塊打擊被動塊引起主軸作順時針旋轉，第二主動塊起動輪的平衡作用；當動輪作逆時針高速旋轉時，同時拉簧呈伸展拉緊狀態(tài)，第二塊主動塊打擊被動塊的另一個側面引起主軸作逆時針旋轉，第一主動塊起動輪的平衡作用，動輪靜止時，由于拉簧拉力的存在，第一、二主動塊復位，第一、二主動塊偏輕端外側又分別抵觸到第一、二限位銷，如此動輪的正反旋轉形成雙向沖量式打擊。
2.根據權利要求1所述的動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，其特征是設有二根拉簧，第一根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的一側，第二根拉簧通過銷固設于第一、二主動塊偏重端的另一側。
3.根據權利要求1所述的動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，其特征是被動塊一體形成于主軸，主軸圓周長的1/6-1/8向外呈扇形凸出形成被動塊。
4.根據權利要求1所述的動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，其特征是又設有與壓緊彈簧數量匹配的壓緊螺栓，壓緊螺栓一端恰可插入壓緊彈簧中，壓緊螺栓向穿孔外的另一端設有外螺紋并嚙合于穿孔一端的內螺紋中，這時穿孔作為壓緊螺栓孔，以此把壓緊彈簧另一端固定。
5.根據權利要求1所述的動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構，其特征是設有第一、二、三軸套，第二、三軸套分別套設于主軸安裝在被動塊的兩端，第二、三軸套固定于動輪內，第一軸套活動套設于主軸上，第一軸套一端固定于外殼上、另一端伸入第二軸套并與之動配合，第一、二、三軸套分別采用粉末冶金和調質材料制造，第一、二、三軸套的內徑有油槽，用于存放潤滑脂，利于主軸的滾動潤滑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動輪雙向沖量式電動、氣動扳手工作機構。在中空的動輪內腔同一平面內安裝第一、二主動塊和被動塊，被動塊在動輪的中心，第一、二主動塊均布在兩側，動輪高速旋轉，第一、二主動塊在離心力的作用下，克服壓緊機構的預緊力，以第一、二銷軸為圓心重端向外輕端向內，向內的一端利用動輪和主動塊本身的質量、角速度、慣性矩所積蓄的動能經3－5秒的能量積蓄所產生的沖量在瞬間釋放出來打擊被動塊，推動主軸繞動輪中心旋轉，輸出轉矩帶動套筒旋緊和旋松螺栓。由雙向復位開關控制電機的正反轉形成雙向沖量式打擊。四組壓緊機構產生的預緊力通過調整主動塊飛出的時間來達到控制輸出扭矩的大小。
文檔編號B25B23/00GK1899769SQ20051004113
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權日2005年7月19日
發(fā)明者吳詠光, 伍競國, 胡金虎, 夏斯萍 申請人:熊志平