手动压提式套筒扳手

李晓青

摘要：改设计主要采用了麻花杆驱动结合离合装置的方式，在手动提起时，离合装置脱开，传动机构松开复位；当手动下压时，离合装置啮合，传动机构传递扭矩带动套筒扳手工作。该机构主要包括可换式套筒接杆、弹簧式离合机构、止退滚动轴承组、高强度麻花杆以及提压手柄。适用于较大规模、较长螺纹的螺栓装拆工作，可显著调高效率。

关键词：压提式套筒扳手；离合装置；棘齿；镀铬麻花杆；

引言

传统的套筒扳手样式较多，通常分为手动与电动两类：电动套筒扳手的成本较高，消耗较大，不适于外出作业。手动式扳手通常只具备简单的手柄、接杆、弯头及多种规格的套筒头，通过手臂的大角度转动及重复的套入→转动→脱开的方式来进行螺纹结构的松紧工作，在螺纹较长或装配规模较大的情况下耗时较长，且在常规装配预紧力要求不高的情况下，不能充分发挥出手工驱动的力量及速度，制约了装卸效率。

1 设计思路

针对上述需求，特此设计一种可快捷高效松紧螺纹紧固件的手动压提式套筒扳手。主要包括：

手柄1、镀铬麻花杆2、连接件3、限位盖4、推力球轴承5、滚针轴承6、致动件7、弹簧8、套筒接杆9。

如图，手柄1上设置有镀铬麻花杆2，镀铬麻花杆2采用了镀铬麻花杆；中空筒状的连接件3，套设在手柄1内，手柄1可沿连接件3外周作升降滑动；致动件7，设置在连接件3内并可在一定的行程范围内作升降运动，镀铬麻花杆2纵向贯穿致动件7，当镀铬麻花杆2跟随手柄1作升降运动时，镀铬麻花杆2的螺旋形作用面带动致动件7旋转；套筒接杆9底部设置有套筒头，套筒接杆9上部与连接件3下部连接，套筒接杆9可相对连接件3在圆周方向上转动；致动件7底端设置有主动啮合部件，套筒接杆9顶端设置有从动啮合部件，主动啮合部件与从动啮合部件构成离合机构，随着致动件7在连接件3内的升降运动和转动，使得致动件7可以单向带动套筒接杆9旋转。

使用时，先将套筒头套接上螺栓或者螺钉等螺纹紧固件，使用者握持手柄1向下压，就能驱动套筒接杆9快速旋转，从而实现了螺纹紧固件的快速松紧工作，更为省时、省力，提高了工作效率。

2 方案要点

2.1设计中，特别将套筒接杆本体设计为柱状，其圆周外壁上部设置环状凹槽，连接件圆周内壁底部设置环状凸肋，凸肋卡接在凹槽内，使得套筒接杆可相对连接件在圆周方向上转动，即连接件对套筒接杆起到了轴向限位的作用。需要说明的是，套筒接杆设置有中心通孔以供镀铬麻花杆穿过；为保证套筒接杆的旋转效果，凸肋、凹槽表面均应光滑，且之间应留有配合间隙。为保证在手柄向上提起时，套筒接杆不会随手柄的提升而向上移动，套筒接杆应该具有足够的自重。

2.2特别将手柄设计为中空筒状结构，其上端螺纹连接有端盖，镀铬麻花杆置于手柄内并与端盖中心螺纹连接。手柄内壁底部向内延伸形成环状凸起，凸起的内径小于连接件的外径。端盖与手柄、端盖与镀铬麻花杆之间分别为螺纹连接更加方便拆装。

2.3将套筒接杆上设置正六边形柱状接头，接头与套筒接杆同轴并位于套筒头上方。接头的直径大于凸起的内径，接头上表面至连接件下端的距离即为手柄的行程距离。套筒头为底端设置有凹六角形孔或者凹十二角孔的圆筒。在预紧力要求较高时，接头可配备传统六方扳手对螺纹紧固件进行松紧，达到更好的拆装效果。套筒头是常规的工件，跟随套筒接杆的旋转同步地对螺纹紧固件进行装卸工作。设置套筒头与套筒接杆之间为可拆卸连接关系，便于使用者根据实际情况需要更换不同规格的套筒头。

2.4将致动件设置为有中心通孔的圆柱体，其上端面设置有与镀铬麻花杆横截面形状匹配的长条形槽口，镀铬麻花杆穿过致动件并将镀铬麻花杆的轴线运动转换为致动件的旋转运动。致动件圆周外壁上设置有凸台。当镀铬麻花杆穿过槽口时，其螺旋形表面对槽口的边沿产生力的作用，在向上或者向下移动时就会带动致动件旋转。其中，还包括滚针轴承套接在致动件上且其下端与凸台接触，滚针轴承随致动件一起作升降运动，起到了调整同轴度及降低动能损耗的作用，避免镀铬麻花杆升降速度较快時，造成致动件旋转过快而产生晃动及偏斜。

2.5将主动啮合部件沿致动件底面圆周方向分布设置，向下伸出主动棘齿；将从动啮合部件沿套筒接杆顶面圆周方向分布设置，向上伸出从动棘齿。使主动棘齿与从动棘齿构成可离合的啮合结构。设置在致动件底面上朝下的主动棘齿的形状、大小与从动棘齿相同，设置方向相反，形成匹配，为了使从动棘齿与主动棘齿仅在致动件随手柄向下运动时形成单向啮合，将棘齿顶面设计成斜坡状，从而驱动具有方向性。可调整设置棘齿机构的齿形方向，从而使下压时转动方向为顺时针或逆时针。

2.6 设置推力球轴承在限位盖与致动件之间并与致动件同轴，推力球轴承可随致动件一起作升降运动。推力球轴承对镀铬麻花杆起到了调整同轴度及降低动能损耗的作用，避免镀铬麻花杆升降速度较快时产生晃动及偏斜，保证镀铬麻花杆能够平稳地驱动致动件。

2.7设置弹簧套接在主动啮合部件与从动啮合部件上，弹簧与主动啮合部件、从动啮合部件共同构成离合机构，当致动件下移时主动啮合部件与从动啮合部件逐步啮合，此时弹簧处于压缩状态；当致动件上升时主动啮合部件与从动啮合部件分开，此时弹簧逐步恢复自然状态。弹簧下端与套筒接杆上边沿接触，当致动件的下移时弹簧上端与凸台接触，从而保证主动啮合部件与从动啮合部件能够及时分开，避免致动件上升时逆向转动对套筒接杆的旋转造成影响，从而影响到对螺纹紧固件的松紧工作。

3 产品效果

本设计产品的有益效果：现有技术中的套筒扳手多为简单直杆结构或电机驱动结构，在使用时存在低效、耗时或者成本较高、使用限制较多的问题。而该手动压提式套筒扳手，改变了使用者松紧螺纹紧固件的方式，使用者握持手柄向下压，就能驱动套筒接杆快速旋转，从而实现了螺纹紧固件的松紧工作，在针对较大规模、较长螺纹的装拆工作时，更为省时、省力，提高了工作效率。另外，本设计产品成本较低、维护简单、便于携带、适用范围广泛，可作为设备制作、现场安装、野外作业、家庭日用、维护维修的常规便携式工具配置，适于在市场中推广。endprint