預(yù)拉緊工具和用于擰緊螺母的方法
【專利摘要】一種用于雙頭螺栓(5)的預(yù)拉緊工具(10)包括主體(1)，該主體能夠抵靠由所述雙頭螺栓(5)夾緊的部件的表面被支撐；夾持裝置(2)，該夾持裝置用于夾持雙頭螺栓(5)的自由端；以及至少一個(gè)液壓缸(3)，該液壓缸包括活塞(4)，該活塞連接至所述夾持裝置(2)以沿所述雙頭螺栓(5)的軸向方向在所述夾持裝置(2)上施加力。所述夾持裝置(2)包括磁性材料，并且所述預(yù)拉緊工具(10)包括用于測(cè)量所述磁性材料的運(yùn)動(dòng)的傳感器(6)。本發(fā)明還涉及一種通過利用所述預(yù)拉緊工具(10)來(lái)擰緊螺母(9)的方法。
【專利說明】預(yù)拉緊工具和用于擰緊螺母的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如在權(quán)利要求1的前序部分中所限定的用于雙頭螺栓的預(yù)拉緊工具。本發(fā)明還涉及一種通過利用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)拉緊工具用于擰緊雙頭螺栓組件的螺母的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]用于將兩個(gè)或更多個(gè)部件夾緊在一起的小雙頭螺栓常常通過向螺母施加擰緊扭矩而被擰緊，該螺母被圍繞該雙頭螺栓布置并且抵靠由雙頭螺栓夾緊的部件中的一個(gè)部件的表面。然而，由于螺母的螺紋與雙頭螺栓的螺紋之間的摩擦以及螺母與供該螺母抵靠旋轉(zhuǎn)的表面之間的摩擦，所以難以精確地控制傳遞到雙頭螺栓的軸向力。此外，扭轉(zhuǎn)的殘留應(yīng)力被引入到該雙頭螺栓中，因此需要使用特大尺寸的雙頭螺栓。由于這些問題，因此在擰緊大的雙頭螺栓時(shí)或者當(dāng)需要對(duì)拉緊力進(jìn)行精確控制時(shí)，常常對(duì)雙頭螺栓采用預(yù)拉緊?？梢允褂貌煌囊簤汗ぞ邔?duì)雙頭螺栓進(jìn)行預(yù)拉緊。
[0003]典型的液壓預(yù)拉緊工具包括主體，該主體被布置為抵靠由雙頭螺栓夾緊的部件中的一個(gè)。該工具還包括一些種類的夾持裝置，該夾持裝置能夠與雙頭螺栓的自由端接合。該工具還設(shè)有一個(gè)或多個(gè)液壓缸。當(dāng)液壓流體被引入這些液壓缸中時(shí)，夾持裝置在雙頭螺栓的軸向方向上移動(dòng)，并且該雙頭螺栓因此被拉緊。此后，通過僅僅采用一小的扭矩，就可以手動(dòng)地或者利用用于旋轉(zhuǎn)螺母的機(jī)動(dòng)裝置將螺母圍繞雙頭螺栓擰緊。當(dāng)從這些液壓缸釋放出壓力時(shí)，雙頭螺栓的拉緊與該雙頭螺栓的伸展成比例。為了能向雙頭螺栓施加正確的預(yù)拉緊，必需測(cè)量該雙頭螺栓的伸展。對(duì)于測(cè)量雙頭螺栓的伸展來(lái)說已公知有各種不同的設(shè)置。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)US2004261583A1就公開了一種用于擰緊螺栓的方法，在該方法中，螺栓的伸展被間接地通過測(cè)量螺母的旋轉(zhuǎn)角來(lái)加以確定。美國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)US2009013518A1則公開了另一種用于測(cè)量螺栓的伸展的方法。在該方法中，在螺栓的端部處布置有伸長(zhǎng)率傳感器?，F(xiàn)有技術(shù)的預(yù)拉緊工具的問題在于，要么雙頭螺栓的伸展被間接地加以測(cè)量，要么將測(cè)量傳感器遠(yuǎn)離實(shí)際拉動(dòng)點(diǎn)放置，這將導(dǎo)致不精確的測(cè)量結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于雙頭螺栓的改進(jìn)的預(yù)拉緊工具。所述預(yù)拉緊工具包括主體，該主體能夠抵靠由所述雙頭螺栓夾緊的部件的表面被支撐；夾持裝置，該夾持裝置用于夾持雙頭螺栓的自由端；以及至少一個(gè)液壓缸，該液壓缸包括活塞，該活塞連接至所述夾持裝置以沿所述雙頭螺栓的軸向方向在所述夾持裝置上施加力。根據(jù)本發(fā)明的預(yù)拉緊工具的特定性特征在權(quán)利要求1的特征部分中給出。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于通過利用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)拉緊工具來(lái)擰緊雙頭螺栓組件的螺母的方法。該方法的特定性特征在其它獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分中給出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，所述夾持裝置包括磁性材料，并且所述預(yù)拉緊工具包括用于測(cè)量所述磁性材料的軸向運(yùn)動(dòng)的傳感器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的預(yù)拉緊工具的構(gòu)造是十分簡(jiǎn)單的。因?yàn)樗鰝鞲衅骺杀环胖糜谒龉ぞ叩南虏浚阅軌驅(qū)崿F(xiàn)精確的測(cè)量結(jié)果。因?yàn)樗龃判圆牧媳环胖糜谒鰥A持裝置中，所以當(dāng)所述工具被安裝時(shí)，所述磁性材料將相對(duì)于所述傳感器被自動(dòng)正確地設(shè)定。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述磁性材料為一片磁性帶，所述磁性帶被附接在所述夾持裝置的外表面上。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述磁性材料為磁性套筒，該磁性套筒被布置在所述夾持裝置的外周上。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述夾持裝置為設(shè)有內(nèi)螺紋的套筒。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述傳感器在所述預(yù)拉緊工具的主體中被布置在與所述夾持裝置相同的高度處。
[0010]在用于擰緊雙頭螺栓組件的螺母的方法中，將所述螺母圍繞雙頭螺栓的自由端布置，將所述預(yù)拉緊工具抵靠由所述雙頭螺栓夾緊的部件的表面支撐，將所述預(yù)拉緊工具的所述夾持裝置與所述雙頭螺栓的自由端接合，將所述液壓缸中的壓力提高到用于消除所述雙頭螺栓組件的部件之間的游隙的初始水平，在消除了所述游隙之后啟動(dòng)由所述傳感器進(jìn)行的測(cè)量，在啟動(dòng)了所述測(cè)量之后，將所述液壓缸中的壓力提高到被認(rèn)為是所述雙頭螺栓的適當(dāng)伸展所需的水平，測(cè)量所述雙頭螺栓的伸展以確定該伸展是否在能接受的范圍內(nèi)，并且如果所述雙頭螺栓的伸展在能接受的范圍內(nèi)，則擰緊所述螺母。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在移除所述預(yù)拉緊工具之前，通過以下過程來(lái)檢查所述螺母的擰緊，即:將所述液壓缸中的壓力調(diào)整至所述初始水平；測(cè)量所述雙頭螺栓的伸展；以及將所測(cè)量的值與擰緊所述螺母之前所測(cè)量的值進(jìn)行對(duì)比。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的預(yù)拉緊工具。

【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0014]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的預(yù)拉緊工具10。預(yù)拉緊工具10可被用于預(yù)拉緊雙頭螺栓5，所述雙頭螺栓用于將例如機(jī)器部件之類的不同部件夾緊在一起。預(yù)拉緊工具10尤其可被用于以下應(yīng)用中，其中，使用大的雙頭螺栓和/或需要對(duì)這些雙頭螺栓進(jìn)行精確拉緊。用于預(yù)拉緊工具的一個(gè)具體用途是大型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋，所述大型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)例如是輪船的主發(fā)動(dòng)機(jī)或備用發(fā)動(dòng)機(jī)或者是被用在用于生產(chǎn)電力的發(fā)電廠的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸蓋都通常被利用四個(gè)雙頭螺栓緊固至發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體，并且以防止在氣缸套與氣缸蓋之間發(fā)生滲漏，重要的是，雙頭螺栓被正確地拉緊。
[0015]在圖1中僅僅示出了雙頭螺栓5的一小部分。該雙頭螺栓5的第一端已借助該雙頭螺栓5的第一端處的螺紋附接到例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的第一部件。預(yù)拉緊工具10包括主體，該主體抵靠第二部件的表面被支撐，所述第二部件例如為氣缸蓋，并且該第二部件借助雙頭螺栓5被夾緊到第一部件。在附圖中的實(shí)施方式中，預(yù)拉緊工具10的主體為圓筒形軸環(huán)1，該軸環(huán)的端面Ia抵靠在第二部件(未示出)的表面安置。然而，預(yù)拉緊工具10的主體也可以具有其它一些形狀，并且該主體并非必需要直接抵靠第二部件被支撐，而是預(yù)拉緊工具10可以包括支撐元件，該支撐元件用于將該工具10抵靠由雙頭螺栓5夾緊的部件的表面布置。預(yù)拉緊工具10還包括用于夾持住雙頭螺栓5的自由端的夾持裝置。在附圖中所示的實(shí)施方式中，夾持裝置為設(shè)有內(nèi)螺紋的套筒2。套筒2的螺紋可與雙頭螺栓5的自由端處的螺紋相嚙合。該預(yù)拉緊工具10還設(shè)有液壓缸3。液壓缸3包括連接到套筒
2的活塞4。當(dāng)液壓流體被引入液壓缸3中時(shí)，該液壓缸3的活塞4移動(dòng)，并且該活塞沿雙頭螺栓5的軸向方向在套筒2上施加力。該力背離待被夾緊的部件指向以便拉伸雙頭螺栓
5。預(yù)拉緊工具10還可以包括一個(gè)以上的液壓缸3，并且這些液壓缸3可以以不同于附圖的實(shí)施方式中的方式布置。預(yù)拉緊工具10的軸環(huán)I包括用于提供至螺母9的通道的孔8，該螺母被布置在雙頭螺栓5的端部。穿過該孔8，螺母9既可以手動(dòng)旋轉(zhuǎn)又可以通過使用擰緊工具來(lái)旋轉(zhuǎn)。
[0016]為了測(cè)量雙頭螺栓5的伸展，預(yù)拉緊工具10的套筒2包括磁性材料并且預(yù)拉緊工具10設(shè)有用于測(cè)量該磁性材料的運(yùn)動(dòng)的傳感器6。在附圖的實(shí)施方式中，磁性材料為一片磁性帶7，該磁性帶被附接在套筒2的外表面上。磁性材料也可以位于圍繞夾持套筒2的外周布置的磁性套筒中。還可行的是，該夾持套筒2自身被磁化。傳感器6被附接到預(yù)拉緊工具10的軸環(huán)I并被布置在與磁性帶7相同的高度處。傳感器6能夠在套筒2的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)監(jiān)控夾持裝置的位置。因?yàn)榇判詭?圍繞套筒2的整個(gè)外周布置，所以即使在套筒2旋轉(zhuǎn)時(shí)，套筒2的位置也能夠被測(cè)量。預(yù)拉緊工具10還設(shè)有控制單元(未示出)，該控制單元可以被用于控制液壓缸3的壓力。該控制單元也可以顯示雙頭螺栓5的伸展，并且其可以包括針于不同雙頭螺栓組件不同的擰緊和測(cè)量程序。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的預(yù)拉緊工具10的結(jié)構(gòu)是十分簡(jiǎn)單的。因?yàn)閭鞲衅?被置于該工具10的下部，所以能實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量結(jié)果。因?yàn)榇判詭?圍繞用于夾持雙頭螺栓5的端部的套筒2布置，所以當(dāng)安裝預(yù)拉緊工具10時(shí)，該磁性帶相對(duì)于傳感器6被自動(dòng)正確地設(shè)定。
[0018]雙頭螺栓5以下述方式被拉緊。這些待被夾緊在一起的部件共以彼此抵靠的方式布置。當(dāng)然，例如如果板的疊堆材彼此附接，則這些部件的數(shù)量可以多于兩個(gè)。接下來(lái)，將雙頭螺栓5的一端借助該雙頭螺栓5的第一端處的螺紋而附接至第一部件。另選地，雙頭螺栓5可在第一端處設(shè)有螺栓頭部，或者可以圍繞雙頭螺栓5的第一端布置螺母。此后，將螺母9布置在該雙頭螺栓5的第二端處。螺母9僅通過使用小的扭矩來(lái)旋轉(zhuǎn)，使得該螺母9抵靠第二部件的表面安置。此后，將預(yù)拉緊工具10布置在該雙頭螺栓5的第二端的周圍。軸環(huán)I的端表面Ia被布置成抵靠該第二部件的表面，并且套筒2圍繞雙頭螺栓5的第二端旋轉(zhuǎn)，使得套筒2的螺紋的足夠部分與雙頭螺栓5的螺紋相嚙合。當(dāng)套筒2已被附接至雙頭螺栓5時(shí)，液壓流體被引入液壓缸3中以移動(dòng)活塞4。首先，液壓缸3中的壓力被提高到用于消除雙頭螺栓組件的部件之間的游隙的初始水平。該初始?jí)毫梢岳鐬殡p頭螺栓5達(dá)到期望的伸展所需的壓力的百分之二十至三十。在消除了游隙之后，啟動(dòng)由傳感器進(jìn)行的測(cè)量并且液壓缸3中的壓力被提高到被認(rèn)為是雙頭螺栓5達(dá)到適當(dāng)伸展所需要的水平?；钊?拉動(dòng)套筒2并且拉伸雙頭螺栓5。傳感器6通過檢測(cè)磁性帶7的運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量套筒2的位置。雙頭螺栓5的伸展被加以測(cè)量，并且要確定該伸展是否在可接受的范圍內(nèi)。液壓缸3中的液壓壓力得以保持直到螺母9已被旋轉(zhuǎn)至正確位置。通過使用小的預(yù)定扭矩來(lái)旋轉(zhuǎn)螺母9。當(dāng)螺母9已被旋轉(zhuǎn)為抵靠第二部件的表面時(shí)，壓力從液壓缸3被釋放。
[0019]在擰緊螺母9之后，預(yù)拉緊工具10可被用于檢查螺母9是否已被正確地?cái)Q緊。這通過將液壓缸3中的壓力再次提高到初始水平并且將傳感器6的測(cè)量結(jié)果與擰緊螺母9之前所測(cè)量的值進(jìn)行對(duì)比。另選地，將壓力直接從全壓力降低至初始?jí)毫ΑＨ绻鶞y(cè)量的伸展值之間的偏差足夠小時(shí)，則可以判定為螺母9已被正確地?cái)Q緊。此后，預(yù)拉緊工具10可被移除。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施方式，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于雙頭螺栓(5)的預(yù)拉緊工具(10)，所述預(yù)拉緊工具(10)包括:主體(I)，該主體(I)能夠抵靠由所述雙頭螺栓(5)夾緊的部件的表面被支撐；夾持裝置(2)，該夾持裝置用于夾持所述雙頭螺栓(5)的自由端；以及至少一個(gè)液壓缸(3)，該液壓缸包括活塞(4)，該活塞連接至所述夾持裝置(2)以沿所述雙頭螺栓(5)的軸向方向在所述夾持裝置(2)上施加力，其特征在于，所述夾持裝置(2)包括磁性材料，并且所述預(yù)拉緊工具(10)包括用于測(cè)量所述磁性材料的軸向運(yùn)動(dòng)的傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)拉緊工具(10)，其特征在于，所述磁性材料為一片磁性帶(7)，該磁性帶被附接在所述夾持裝置(2)的外表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)拉緊工具(10)，其特征在于，所述磁性材料為磁性套筒，該磁性套筒被布置在所述夾持裝置(2)的外周上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的預(yù)拉緊工具(10)，其特征在于，所述夾持裝置⑵為設(shè)有內(nèi)螺紋的套筒(2)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的預(yù)拉緊工具(10)，其特征在于，所述傳感器(6)在所述預(yù)拉緊工具(10)的所述主體(I)中被布置在與所述夾持裝置(2)相同的高度處。
6.一種用于通過利用根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的預(yù)拉緊工具(10)來(lái)擰緊雙頭螺栓組件的螺母(9)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: -將所述螺母(9)圍繞雙頭螺栓(5)的自由端布置； -將所述預(yù)拉緊工具(10)抵靠由所述雙頭螺栓(5)夾緊的部件的表面支撐； -將所述預(yù)拉緊工具(10)的所述夾持裝置(2)與所述雙頭螺栓(5)的所述自由端接合； -將所述液壓缸(3)中的壓力提高到用于消除所述雙頭螺栓組件的部件之間的游隙的初始水平； -在消除了所述游隙之后啟動(dòng)由所述傳感器(6)進(jìn)行的測(cè)量； -在啟動(dòng)了所述測(cè)量之后，將所述液壓缸(3)中的壓力提高到被認(rèn)為是所述雙頭螺栓(5)的適當(dāng)伸展所需的水平； -測(cè)量所述雙頭螺栓(5)的伸展以確定該伸展是否在能接受的范圍內(nèi)；并且 -如果所述雙頭螺栓(5)的所述伸展在能接受的范圍內(nèi)，則擰緊所述螺母(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在移除所述預(yù)拉緊工具(10)之前，通過以下過程來(lái)檢查所述螺母(9)的擰緊，即:將所述液壓缸(3)中的壓力調(diào)整至所述初始水平；測(cè)量所述雙頭螺栓(5)的伸展；以及將所測(cè)量的值與擰緊所述螺母(9)之前所測(cè)量的值進(jìn)行對(duì)比。
【文檔編號(hào)】B25B29/02GK104053525SQ201380005978
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月9日
【發(fā)明者】J·馬恩帕, T·胡赫塔 申請(qǐng)人:瓦錫蘭芬蘭有限公司