大、中型多級水泵裝配專用千斤扳手

竇天偉

摘 要：大、中型多級泵裝配專用千斤扳手可以改善裝配工人的工作條件，節(jié)省勞動力和提升工作效率。該專用千斤扳手利用類似于棘輪機構(gòu)的工作原理，由轉(zhuǎn)桿、千斤體、千斤齒輪、千斤塊、扳把等零件組成。

關(guān)鍵詞：棘輪機構(gòu)；千斤齒輪；千斤塊；千斤扳手

中圖分類號：TH311 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.086

在實際生產(chǎn)中，某些大、中型多級水泵的拉緊螺栓螺母的螺紋尺寸最小都比M80的螺紋尺寸大。在企業(yè)自動化程度較低的情況下，在裝配該水泵時，通常需要4個工人通力協(xié)作才能順利完成，期間，為保證裝配質(zhì)量，需經(jīng)常松、緊拉緊螺栓螺母來進行調(diào)整。而在一臺大、中型的多級水泵上，這樣的大尺寸螺母至少有16個，完成單臺水泵的裝配需要近4 h，其中，松、緊拉緊螺栓螺母的工作顯得尤為煩瑣，是影響裝配進度的重要因素。

為改善這一狀況，我們設(shè)計出一套大、中型多級泵裝配專用千斤扳手。經(jīng)過實踐檢驗，使用該工具配合裝配一臺大型多級水泵上的所有拉緊螺栓螺母，只需一名工人配合一臺普通起重設(shè)備便可完成，并可使整個裝配過程耗時大大縮短，可以說達到了設(shè)計該工具的目的，具有很強的實用性。

1 工作原理

該專用千斤扳手由轉(zhuǎn)桿、千斤體、千斤齒輪、千斤塊、扳把等零件組成（如圖1所示）。這里的轉(zhuǎn)桿就如同驅(qū)動軸，給千斤齒輪以作用力，帶動其轉(zhuǎn)動；千斤齒輪就類似于一個棘齒輪（如圖2所示）；千斤塊（如圖3所示）相當于止回棘爪，起到防止棘齒輪逆轉(zhuǎn)的作用。

該專用千斤扳手工作時，當轉(zhuǎn)桿向逆時針方向轉(zhuǎn)動時，千斤齒輪會同向轉(zhuǎn)動。這時，千斤塊會被齒輪壓回千斤塊槽內(nèi)，扭簧同時被壓緊。當轉(zhuǎn)桿向順時針方向轉(zhuǎn)動時，千斤齒輪會逆向轉(zhuǎn)動。當千斤齒輪槽與千斤塊槽重合時，千斤塊便會被扭簧的反作用力彈回。這時，千斤塊便卡入千斤齒輪槽內(nèi)阻止齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動。當連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)桿時，千斤齒輪便做單向的間歇運動。

2 設(shè)計要點

千斤齒輪齒數(shù)Z的選取可參考棘輪停止器的標準，通常在6～30范圍內(nèi)。由于齒數(shù)越多，所受沖擊越小，所以在這里選取齒數(shù)為24齒，并裝設(shè)4個千斤塊，以減少沖擊。

設(shè)計齒形時，要保證千斤齒輪與千斤塊的嚙合性能可靠。通常，齒輪工作齒面與齒輪半徑的夾角φ為15°～20°，在這里選取了20°。

3 千斤齒輪齒強度的計算

3 工藝要求

該專用千斤扳手的主要零件，例如千斤齒輪、千斤塊、千斤體應(yīng)使用材料為45或40Cr的鍛件加工，扭簧可使用65Mn，扳把使用Q235即可，其它零件均可使用45號鋼加工。

為滿足千斤扳手的使用要求，提高其使用性能，主要部件應(yīng)進行熱處理。千斤齒輪齒形部位的淬火硬度為HRC40～45，千斤塊的淬火硬度為HRC45～50，轉(zhuǎn)桿的六方棱角部位表面的淬火硬度為HRC38～43.

4 使用過程

在實際使用過程中，可將千斤扳手的扳把尾處用鋼絲繩吊掛在起重設(shè)備的吊鉤上（例如行車等），由一名工人用套筒將轉(zhuǎn)桿與所需緊固的螺母相連接，并保證其工作面處于90°，然后水泵的自重使螺母向內(nèi)旋轉(zhuǎn)；當起重設(shè)備下降時，扳體內(nèi)的千斤齒輪被千斤塊卡停，而千斤扳體又利用自重使自身下降。這樣使起重設(shè)備一上一下做往復(fù)運動，便可使拉緊螺栓螺母不斷旋緊。如果需要松動螺母，可將轉(zhuǎn)桿與扳體拆分，使扳體翻轉(zhuǎn)180°后再將轉(zhuǎn)桿裝上，這樣扳手便可反向工作。

5 優(yōu)缺點分析

5.1 優(yōu)點

該千斤扳手結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，一般廠礦均可自制，在自動化程度較低的情況下實用性較大；轉(zhuǎn)桿與扳體拆裝方便，可隨時緊固和松動拉緊螺栓螺母；不僅適用于本公司生產(chǎn)的大型多級水泵，同時也可用于其它大型裝備；在拆裝大型裝備的螺母時，所用的人力較少，工作效率相對較高。

5.2 缺點

該千斤扳手僅適用于拆裝外形尺寸較大的螺母，對于尺寸較小的螺母而言，便捷程度并不高；只有與起重設(shè)備（例如行車等）配合使用時，才能較大程度地減少人力投入，否則由于該扳手自重很大，在減少人力方面的作用并不明顯；在工作時，需注意轉(zhuǎn)桿應(yīng)與螺母要保持90°，并且該扳手工作頻率也不宜過快，否則容易損壞。

總的來說，在拆裝大型多級水泵的拉緊螺栓螺母時，該千斤扳手與傳統(tǒng)的固定扳手相比，在減少人力、提高效率等方面優(yōu)勢明顯，可以說達到了最初的設(shè)計目的。目前，在裝配大、中型多級水泵時使用該工具松、緊拉緊螺栓螺母，能使整個裝配時長縮短至原來的一半，可以說極大地提高了裝配效率。

參考文獻

[1]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

〔編輯：王霞〕