一种扭矩调节方法

摘要

本发明公开了一种扭矩调节方法，包括油箱、动力油缸、柱塞动力泵、力矩转换机构、换向阀、溢流阀和手动驱动部件，换向阀设有第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口，换向阀的第一端口、第二端口、第三端口分别对应连接有第一油管、第二油管、第三油管，第四端口与油箱内连通，第一油管和第二油管的另一端相互连接在一起后与动力油缸的无杆腔连接，动力油缸的有杆腔与第一油管的另一端连接，柱塞动力泵用于将油箱内的液压油泵送至动力油缸内，溢流阀用于防止液压油的压力过大，手动驱动部件固定在油箱的上端，力矩转换机构固定在油箱的下端；如此设置，能够大大降低维护人员的劳动强度，提高工作效率。

权利要求

1.一种扭矩调节方法，其特征在于，包括油箱（1）、动力油缸（2）、柱塞动力泵（3）、力矩转换机构、换向阀（5）、溢流阀（6）和手动驱动部件，所述动力油缸（2）、柱塞动力泵（3）、换向阀（5）以及溢流阀（6）均设于油箱（1）内，所述动力油缸（2）的活塞杆穿过油箱（1）的下端后与力矩转换机构传动连接，所述柱塞动力泵（3）的活塞杆穿过油箱（1）的上端后与手动驱动部件连接，所述换向阀（5）设有第一端口（51）、第二端口（52）、第三端口（53）、第四端口（54）和第五端口（55），所述换向阀（5）的第一端口（51）、第二端口（52）、第三端口（53）分别对应连接有第一油管（8）、第二油管（9）、第三油管（10），所述第四端口（54）与油箱（1）内连通，所述第一油管（8）和第二油管（9）的另一端相互连接在一起后与动力油缸（2）的无杆腔连接，所述换向阀（5）的阀芯用于切换第一端口（51）与第二端口（52）的工作状态，所述动力油缸（2）的有杆腔与第一油管（8）的另一端连接，所述柱塞动力泵（3）的无杆腔连接有进油管（20）和出油管（30），所述进油管（20）和出油管（30）内均设有单向阀（40），两个所述单向阀（40）的方向相反，所述进油管（20）的另一端与油箱（1）内连通，所述溢流阀（6）设有进油口（61）、第一出油口（62）和第二出油口（63），所述出油管（30）的另一端与溢流阀（6）的进油口（61）连接，所述换向阀（5）的第五端口（55）与溢流阀（6）的第一出油口（62）连接，所述溢流阀（6）的进油口（61）与第一出油口（62）连通，在所述溢流阀（6）的进油口（61）与第二出油口（63）之间设置溢流阀芯（64），所述溢流阀（6）的第二出油口（63）与油箱（1）内连通，所述手动驱动部件固定在油箱（1）的上端，并用于带动柱塞动力泵（3）的活塞杆做往复运动，所述力矩转换机构固定在油箱（1）的下端，并用于将动力油缸（2）的活塞杆的直线推力或直线拉力转换成旋转力矩；

通过手动驱动部件带动柱塞动力泵的活塞杆伸出，柱塞动力泵的无杆腔内压力减小，油箱内的液压油通过进油管顶开单向阀后进入柱塞动力泵的无杆腔内，然后手动驱动部件带动柱塞动力泵的活塞杆收回，柱塞动力泵的无杆腔内压力增大，使柱塞动力臂的无杆腔内的液压油形成高压油，高压油进入出油管内，并顶开单向阀，高压油通过出油管后进入溢流阀内，而溢流阀的进油口与第一出油口是连通的，以及溢流阀的第一出油口与换向阀的第五端口连通，因此，高压油通过第一出油口、第五端口后进入换向阀，同时启动换向阀，通过换向阀的阀芯使第一端口处于关闭状态、第二端口处于打开状态，此时，高压油通过第二油管、第三油管分别进入动力油缸的无杆腔、有杆腔，由于高压油作用在有杆腔呃逆的有效面积小于无杆腔，因此，高压油会推动动力油缸的活塞杆伸出，而动力油缸的有杆腔内的高压油受到挤压通过第三油管排出，然后经过换向阀进入第二油管内，然后再进入动力油缸的无杆腔内，致使动力油缸的无杆腔的高压油流量增大，动力油缸的活塞杆的伸出速度也更快，从而在不增加柱塞动力泵的无杆腔容积的前提下，提高了动力油缸的活塞杆伸出速率，进而提高了工作效率，动力油缸的活塞杆伸出时，通过力矩转换机构将动力油缸的活塞杆的直线推力或直线拉力转换成旋转力矩，从而可以对铁道螺栓或管道连接法兰进行紧固。

说明书

一种扭矩调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种调液压扳手的扭矩调节方法。

背景技术

[0002] 目前，铁路维护人员、管道维护人员在长途野外巡线作业时，往往需要对铁路轨道螺栓、管道连接法兰进行拆卸紧固作业。由于这里螺栓一般拧紧力矩较大，野外作业又没有
电源等能源保障，只能通过扳手和加力杆进行人工拧紧，劳动强度大，进而导致工作效率低
下。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种调液压扳手的扭矩调节方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

[0005] 一种调液压扳手的扭矩调节方法，包括油箱、动力油缸、柱塞动力泵、力矩转换机构、换向阀、溢流阀和手动驱动部件，所述动力油缸、柱塞动力泵、换向阀以及溢流阀均设于
油箱内，所述动力油缸的活塞杆穿过油箱的下端后与力矩转换机构传动连接，所述柱塞动
力泵的活塞杆穿过油箱的上端后与手动驱动部件连接，所述换向阀设有第一端口、第二端
口、第三端口、第四端口和第五端口，所述换向阀的第一端口、第二端口、第三端口分别对应
连接有第一油管、第二油管、第三油管，所述第四端口与油箱内连通，所述第一油管和第二
油管的另一端相互连接在一起后与动力油缸的无杆腔连接，所述换向阀的阀芯用于切换第
一端口与第二端口的工作状态，所述动力油缸的有杆腔与第一油管的另一端连接，所述柱
塞动力泵的无杆腔连接有进油管和出油管，所述进油管和出油管内均设有单向阀，两个所
述单向阀的方向相反，所述进油管的另一端与油箱内连通，所述溢流阀设有进油口、第一出
油口和第二出油口，所述出油管的另一端与溢流阀的进油口连接，所述换向阀的第五端口
与溢流阀的第一出油口连接，所述溢流阀的进油口与第一出油口连通，在所述溢流阀的进
油口与第二出油口之间设置溢流阀芯，所述溢流阀的第二出油口与油箱内连通，所述手动
驱动部件固定在油箱的上端，并用于带动柱塞动力泵的活塞杆做往复运动，所述力矩转换
机构固定在油箱的下端，并用于将动力油缸的活塞杆的直线推力或直线拉力转换成旋转力
矩。

[0006] 其中，所述力矩转换机构包括保持管座、转动连接组件、螺旋转换头和扭力头，所述保持管座的一端对应动力油缸固定在油箱的下端，所述转动连接组件、螺旋转换头均设
于保持管座内，所述转动连接组件的一端与动力油缸的活塞杆铰接，所述转动连接组件的
另一端与螺旋转换头铰接，所述螺旋转换头的另一端从保持管座的另一端伸出，所述扭力
头固定在螺旋转换头的另一端上，所述螺旋转换头上设有三条平行的螺纹槽，每条所述螺
纹槽上均活动嵌设有钢球，所述钢球位于螺旋转换头的另一端，所述钢球还活动嵌设在保
持管座内。

[0007] 其中，所述转动连接组件包括轴承座、转换轴承和连接轴，所述转换轴承设于轴承座内，所述连接轴的一端与转换轴承的内圈配合，所述轴承座与动力油缸的活塞杆铰接，所
述连接轴的另一端与螺旋转换头铰接。

[0008] 其中，所述手动驱动部件包括把手座、油泵杠杆、铰接座和弹簧，所述把手座固定在油箱上，所述把手座设有供油泵杠杆摆动的活动孔，所述铰接座位于把手座与柱塞动力
泵的活塞杆之间、固定在油箱上，所述油泵杠杆的一端穿过活动孔后与柱塞动力泵的活塞
杆铰接，所述油泵杠杆还通过铰接块与铰接座铰接，所述弹簧的两端分别连接在油泵杠杆
的另一端和把手座上。

[0009] 其中，所述溢流阀还设有压力调节钮，所述压力调节钮用于调节溢流阀芯的耐受压力。

[0010] 本发明的有益效果为：如此设置，能够让维护人员通过手动驱动部件作用在柱塞动力泵上，使柱塞动力泵为动力油缸泵送液压油，然后动力油缸在换向阀的作用下实现伸
出和收回动作的切换，同时通过力矩转换机构将动力油缸的直线推力或直线拉力转换成旋
转力矩，进而可以输出更大的扭矩，从而实现铁道螺栓或管道连接法兰的紧固和拆卸，大大
降低维护人员的劳动强度，提高工作效率，且体积小、重量轻，便于携带，手动操作，不受外
部条件限制。

附图说明

[0011] 图1是本发明实施例提供的液压扳手的结构示意图；

[0012] 图2是本发明实施例提供的液压扳手另一视角的结构示意图；

[0013] 图3是本发明实施例提供的液压扳手在使用过程中螺旋转换头伸出时的状态图；

[0014] 图4是本发明实施例提供的液压扳手在使用过程中螺旋转换头收回时的状态图；

[0015] 图5是本发明实施例提供的力矩转换机构的结构示意图；

[0016] 图6是本发明实施例提供的螺旋转换头与钢球配合的结构示意图；

[0017] 图7是本发明实施例提供的转动连接组件的结构示意图；

[0018] 图8是本发明实施例提供的换向阀的结构示意图；

[0019] 图9是本发明实施例提供的溢流阀的结构示意图；

[0020] 附图标记说明：1-油箱；2-动力油缸；3-柱塞动力泵；41-保持管座；42-转动连接组件；421-轴承座；422-转换轴承；423-连接轴；43-螺旋转换头；431-螺纹槽；44-扭力头；45-
钢球；5-换向阀；51-第一端口；52-第二端口；53-第三端口；54-第四端口；55-第五端口；6-
溢流阀；61-进油口；62-第一出油口；63-第二出油口；64-溢流阀芯；65-压力调节钮；71-把
手座；72-油泵杠杆；73-铰接座；74-弹簧；75-铰接块；8-第一油管；9-第二油管；10-第三油
管；20-进油管；30-出油管；40-单向阀。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

[0022] 如图1至图9所示，本实施例所述的一种调液压扳手的扭矩调节方法，包括油箱1、动力油缸2、柱塞动力泵3、力矩转换机构、换向阀5、溢流阀6和手动驱动部件，所述动力油缸
2、柱塞动力泵3、换向阀5以及溢流阀6均设于油箱1内，所述动力油缸2的活塞杆穿过油箱1
的下端后与力矩转换机构传动连接，所述柱塞动力泵3的活塞杆穿过油箱1的上端后与手动
驱动部件连接，所述换向阀5设有第一端口51、第二端口52、第三端口53、第四端口54和第五
端口55，所述换向阀5的第一端口51、第二端口52、第三端口53分别对应连接有第一油管8、
第二油管9、第三油管10，所述第四端口54与油箱1内连通，所述第一油管8和第二油管9的另
一端相互连接在一起后与动力油缸2的无杆腔连接，所述换向阀5的阀芯用于切换第一端口
51与第二端口52的工作状态，所述动力油缸2的有杆腔与第一油管8的另一端连接，所述柱
塞动力泵3的无杆腔连接有进油管20和出油管30，所述进油管20和出油管30内均设有单向
阀40，两个所述单向阀40的方向相反，所述进油管20的另一端与油箱1内连通，所述溢流阀6
设有进油口61、第一出油口62和第二出油口63，所述出油管30的另一端与溢流阀6的进油口
61连接，所述换向阀5的第五端口55与溢流阀6的第一出油口62连接，所述溢流阀6的进油口
61与第一出油口62连通，在所述溢流阀6的进油口61与第二出油口63之间设置溢流阀芯64，
所述溢流阀6的第二出油口63与油箱1内连通，所述手动驱动部件固定在油箱1的上端，并用
于带动柱塞动力泵3的活塞杆做往复运动，所述力矩转换机构固定在油箱1的下端，并用于
将动力油缸2的活塞杆的直线推力转换成旋转力矩。

[0023] 使用时，通过手动驱动部件带动柱塞动力泵3的活塞杆伸出，柱塞动力泵3的无杆腔内压力减小，油箱1内的液压油通过进油管20顶开单向阀40后进入柱塞动力泵3的无杆腔
内，然后手动驱动部件带动柱塞动力泵3的活塞杆收回，柱塞动力泵3的无杆腔内压力增大，
使柱塞动力臂的无杆腔内的液压油形成高压油，高压油进入出油管30内，并顶开单向阀40，
高压油通过出油管30后进入溢流阀6内，而溢流阀6的进油口61与第一出油口62是连通的，
以及溢流阀6的第一出油口62与换向阀5的第五端口55连通，因此，高压油通过第一出油口
62、第五端口55后进入换向阀5，同时启动换向阀5，通过换向阀5的阀芯使第一端口51处于
关闭状态、第二端口52处于打开状态，此时，高压油通过第二油管9、第三油管10分别进入动
力油缸2的无杆腔、有杆腔，由于高压油作用在有杆腔呃逆的有效面积小于无杆腔，因此，高
压油会推动动力油缸2的活塞杆伸出，而动力油缸2的有杆腔内的高压油受到挤压通过第三
油管10排出，然后经过换向阀5进入第二油管9内，然后再进入动力油缸2的无杆腔内，致使
动力油缸2的无杆腔的高压油流量增大，动力油缸2的活塞杆的伸出速度也更快，从而在不
增加柱塞动力泵3的无杆腔容积的前提下，提高了动力油缸2的活塞杆伸出速率，进而提高
了工作效率，动力油缸2的活塞杆伸出时，通过力矩转换机构将动力油缸2的活塞杆的直线
推力或直线拉力转换成旋转力矩，从而可以对铁道螺栓或管道连接法兰进行紧固；

[0024] 而当需要拆卸铁道螺栓或管道连接法兰时，调整换向阀5的阀芯，使第一端口51处于打开状态、第二端口52处于关闭状态，然后通过手动驱动部件带动柱塞动力泵3的活塞杆
往复伸出和收回，此时高压油通过出油管30进入溢流阀6，进入第三油管10内，然后进入动
力油缸2的有杆腔内，使动力油缸2的有杆腔内的油量不断增加，从而推动动力油缸2的活塞
杆收回，同时动力油缸2的无杆腔内的液压油经过第一油管8进入换向阀5内，然后经过换向
阀5的第四端口54流回油箱1内，此时在动力油缸2的活塞杆收回时，力矩转换机构将动力油
缸2的直线拉力转换成旋转力矩，作用在铁道螺栓或管道连接法兰上，实现对铁道螺栓或管
道连接法兰的拆卸；

[0025] 当出油管30内的高压油压力过大时，高压油会顶开溢流阀芯64，使溢流阀6的进油口61与第二出油口63连通，从而使部分高压油流回油箱1内，从而可以有效防止液压油压力
过大，结构更合理。

[0026] 如此设置，能够让维护人员通过手动驱动部件作用在柱塞动力泵3上，使柱塞动力泵3为动力油缸2泵送液压油，然后动力油缸2在换向阀5的作用下实现伸出和收回动作的切
换，同时通过力矩转换机构将动力油缸2的直线推力或直线拉力转换成旋转力矩，进而可以
输出更大的扭矩，从而实现铁道螺栓或管道连接法兰的紧固和拆卸，大大降低维护人员的
劳动强度，提高工作效率，且体积小、重量轻，便于携带，手动操作，不受外部条件限制。

[0027] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1至图7所示，所述力矩转换机构包括保持管座41、转动连接组件42、螺旋转换头43和扭力头44，所述保持管座41的一端对应动力油
缸2固定在油箱1的下端，所述转动连接组件42、螺旋转换头43均设于保持管座41内，所述转
动连接组件42的一端与动力油缸2的活塞杆铰接，所述转动连接组件42的另一端与螺旋转
换头43铰接，所述螺旋转换头43的另一端从保持管座41的另一端伸出，所述扭力头44固定
在螺旋转换头43的另一端上，所述螺旋转换头43上设有三条平行的螺纹槽431，每条所述螺
纹槽431上均活动嵌设有钢球45，所述钢球45位于螺旋转换头43的另一端，所述钢球45还活
动嵌设在保持管座41内；如此设置，当动力油缸2的活塞杆伸出或收回时，动力油缸2的活塞
杆通过转动连接组件42带动螺旋转换头43伸出或收回，而由于三个钢球45的限制作用以及
三个钢球45分别与各自的螺纹槽431配合，使螺旋转换头43螺旋转动并从保持管座41内伸
出或收回，而转动连接组件42保障了螺旋转换头43能够螺旋转动的可能性，从而实现将动
力油缸2的直线推力或直线拉力转换成旋转力矩，螺旋转换头43带动扭力头44转动，将扭力
头44套设在铁道螺栓或管道连接法兰上，即可实现对铁道螺栓或管道连接法兰进行紧固和
拆卸。本实施例中，所述扭力头44可拆卸安装在螺旋转换头43上，使扭力头44可更换，以便
适应多种规格的铁道螺栓或管道连接法兰。

[0028] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图3至图7所示，所述转动连接组件42包括轴承座421、转换轴承422和连接轴423，所述转换轴承422设于轴承座421内，所述连接轴423
的一端与转换轴承422的内圈配合，所述轴承座421与动力油缸2的活塞杆铰接，所述连接轴
423的另一端与螺旋转换头43铰接；如此设置，即可使螺旋转换头43在三个钢球45与螺纹槽
431配合下进行螺旋式伸出和收回。

[0029] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图1和图2所示，所述手动驱动部件包括把手座71、油泵杠杆72、铰接座73和弹簧74，所述把手座71固定在油箱1上，所述把手座71设有
供油泵杠杆72摆动的活动孔，所述铰接座73位于把手座71与柱塞动力泵3的活塞杆之间、固
定在油箱1上，所述油泵杠杆72的一端穿过活动孔后与柱塞动力泵3的活塞杆铰接，所述油
泵杠杆72还通过铰接块75与铰接座73铰接，所述弹簧74的两端分别连接在油泵杠杆72的另
一端和把手座71上；使用时，通过不断按压和提拉油泵杠杆72，使柱塞动力泵3的活塞杆实
现往复运动，进而将油箱1内的液压油泵送至动力油缸2内，而在使柱塞动力泵3的活塞杆收
回时，设置弹簧74还能助于维护人员上拉油泵杠杆72，更省力，进一步减小劳动强度。

[0030] 基于上述实施例的基础上，进一步地，如图9所示，所述溢流阀6还设有压力调节钮65，所述压力调节钮65用于调节溢流阀芯64的耐受压力；通过压力调节钮65能够调整溢流
阀芯64的耐受压力，从而实现输出扭力值的调节，以便适应不同场景的螺栓和管道连接法
兰的旋拧。

[0031] 以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。