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可控扭矩電動扳手的應用優勢和設計方式分析

摘要:可控扭矩電動扳手在鋼結構工程中的應用程度比較高,其和傳統的扳手相比具有著十分方便操作的功能,可控扭矩電動扳手能夠進行螺栓裝配工作,本文主要是對可控扭矩電動扳手的相關概念以及其優勢進行闡述,從而對其具體的設計方式進行了分析。


在進行螺栓裝配的時候,為了保障螺栓連接存在的可靠性,其就需要合理的對螺栓連接預緊力進行控制,其主要的控制就是在扳手擰緊力方面。因此,可控扭矩電子扳手的出現,就對傳統性風動扳手所存在的旋轉速度高、沖擊力度大以及扭矩不穩等問題進行解決,其能夠很好對螺栓擰緊力矩進行控制。


一、可控扭矩電動扳手的相關概念


和傳統性扳手相比,可控扭矩電動扳手(如圖1)使用步進電機與行星齒輪機構,能夠對動力傳遞以及扭矩動態檢測的問題進行解決,其裝置十分可靠。根據扭矩傳感器靜態標定結果顯示,傳感器輸十分穩定,在一定范圍中靈敏度相對高,其線性誤差與彈性滯后很小。這些都讓其成為了鋼結構相關工程中不能夠缺少的電動工具之一。


電動扳手具體是由微機控制系統、步進電機以及扳手頭等部分組成,在步電機進行轉動時,其就會帶動高速級星齒輪機構的中心輪進行轉動。這種機構的其他中心輪和殼體固定相連,扭矩是由系桿傳送至低速行星齒輪機構的中心輪上。在明確低速級行星齒輪機構齒圈和系桿的扭矩關聯之后,就可以使用監測傳感器的扭矩值對扳手頭的扭矩進行測量。


二、可控扭矩電動扳手的設計


因為電動扳手是進行手工操作的工具,所以在設計的時候需要考慮對扳手的體積以及重量進行減少。因此,要選擇體積相對小,且扭矩與轉速容易控制的步進電機作為動力裝置。而在減速裝置上則要使用結構比較緊湊以及傳動相對大的行星齒輪機構,為了提升工作效率以及減少擰緊時間,在進行螺栓旋緊的時候使用微機控制步進電機進行兩檔工作的轉速。當螺栓旋緊的初期,螺母在螺栓上進行旋轉時只用對螺旋的摩擦阻力矩進行控制,其需要的擰緊力矩相對小,可以快速的間擰緊。而在螺栓旋緊的過程中,螺母和被連接件在貼合之后增強了其貼合力矩,所以需要增加扳手擰緊力矩,以此實現低速擰緊的目的。這樣就使用了行星齒輪結構具有的特點,把傳感器彈性體一端經過輪齒和低速級齒圈相契合,而另一端則是使用銷子和殼體固定連接,進而把旋轉軸扭矩測量變成定軸扭矩測量。

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