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收稿日期：2003 - 11 - 10
作者简介：郑兰霞（1964 - ），女，山东聊城人，讲师，合肥工业大学硕士研究生。主要从事机械工程教学与研究。

液压扳手连杆机构设计参数分析

郑兰霞

( 黄河水利职业技术学院，

河南 开封

475001 )

摘

要：通过对摆动油缸式液压扳手机构位置参数的分析推导，得出其位置参数的计算公式和设计

条件。在给定的摇臂单程转角及紧固件拆装力矩等条件下，通过计算，得出所需液压缸的推力最小，

为科学设计扳手提供依据。

关键词：液压扳手; 执行机构; 摆动油缸; 位置参数; 方案分析
中图分类号：T~137

文献标识码：B

文章编号：1008 - 486X（2004）02 - 0039 - 02

Plan Analysis for the Swinging Cylinder in the Hydraulic Wrench

ZHENG Lan-xia

( YeIIow River Conservancy TechnicaI Institute, Kaifeng 475001, ~enan, China )

Abstract: For the swinging cyIinder type of hydrauIic wrench, through the anaIysis and caIcuIation

for the Iocating parameters of its executive mechanism, formuIa and design precondition of the Io-

cating parameters are presented, with which the minimum of pushing force of the oiI cyIinder can

be achieved under definite swinging angIe and given Ioosening & tightening torgue for the fasteners.

Key words : hydrauIic wrench; executive mechanism; swinging cyIinder; Iocating parameter; pIan

anaIysis

0

引

言

生产实际中，对于拆装力矩很大的紧固件（如 M110 及以

上的大直径螺母、螺栓），用传统的人力方法进行拆装时，操作

人员劳动强度高，作业效率低，并可能损伤毗邻的零部件，影

响甚至破坏原结构的受力平衡。例如：三门峡电厂 5 万 kW 水
轮 机 组 中 转 子 法 兰 盘 上 的 螺 钉 组 （M140）， 拆 松 力 矩 可 达

46kN・m。在水轮机的年度维修中，一直沿用人力手段进行螺

钉的拆装，作业周期长，劳动强度大，往往会造成螺栓报废，而

且各螺栓的拧紧力矩的统一难以得到保证。因此开发研制高

效、可靠、适用于大直径紧固件的拆装设备，有着积极的现实

意义。笔者试根据多年的教学和生产实践经验，对液压扳手的执

行机构进行设计分析。

1

液压扳手的工作原理及研制

液压扳手的工作原理：从恒功率变量液压泵站输出高压

油，推动液压油缸的活塞杆，液压油缸缸底一端铰接于机架

( 连接板 ) ，

活塞杆一端与摇臂铰接。摇臂的另一端是棘轮棘爪

机构，实现单向间歇转动。油缸活塞杆的往复运动导致摇臂并

带动紧固件转动，从而完成拆装作业, 如图 1 所示。

笔者结合实际应用，经过研究分析，确定利用液压驱动拆装

执行机构，

完成大直径螺钉的拧紧拆卸作业。液压传动由于结构紧

凑，

输出功率及输出扭矩大，

工作可靠，

并易于实现变量，

特别是超

高压液压系统的日益成熟，使其能够胜任大扭矩紧固件拆装设备

要求。

2

摆动油缸机构位置参数分析

机构运动位置如图 2 所示。液压油缸 0

1

A

1

活塞杆的推力

F

1

使摇臂（曲柄）0

2

A

1

转过角度 !

0

，从位置 1 到位置 2（虚线表

示），0

2

处的棘轮棘爪机构带动作业对象（螺钉或螺母）拆松或

拧紧。这实际上是摆动油缸机构。忽略机构中的摩擦阻力，则：

M = F

1

X l X sin ( !

1

- "

1

)

（1）

结合图 2，利用三角关系，

（1）式可表示为：

图 1 液压板手机构图

VoI. 16 No. 2

Apr. 2004

第 16 卷 第 2 期

2004 年 4 月

黄河水利职业技术学院学报

JournaI of YeIIow River Conservancy TechnicaI Institute