大、中型多级水泵装配专用千斤扳手

窦天伟

摘 要：大、中型多级泵装配专用千斤扳手可以改善装配工人的工作条件，节省劳动力和提升工作效率。该专用千斤扳手利用类似于棘轮机构的工作原理，由转杆、千斤体、千斤齿轮、千斤块、扳把等零件组成。

关键词：棘轮机构；千斤齿轮；千斤块；千斤扳手

中图分类号：TH311 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.086

在实际生产中，某些大、中型多级水泵的拉紧螺栓螺母的螺纹尺寸最小都比M80的螺纹尺寸大。在企业自动化程度较低的情况下，在装配该水泵时，通常需要4个工人通力协作才能顺利完成，期间，为保证装配质量，需经常松、紧拉紧螺栓螺母来进行调整。而在一台大、中型的多级水泵上，这样的大尺寸螺母至少有16个，完成单台水泵的装配需要近4 h，其中，松、紧拉紧螺栓螺母的工作显得尤为烦琐，是影响装配进度的重要因素。

为改善这一状况，我们设计出一套大、中型多级泵装配专用千斤扳手。经过实践检验，使用该工具配合装配一台大型多级水泵上的所有拉紧螺栓螺母，只需一名工人配合一台普通起重设备便可完成，并可使整个装配过程耗时大大缩短，可以说达到了设计该工具的目的，具有很强的实用性。

1 工作原理

该专用千斤扳手由转杆、千斤体、千斤齿轮、千斤块、扳把等零件组成（如图1所示）。这里的转杆就如同驱动轴，给千斤齿轮以作用力，带动其转动；千斤齿轮就类似于一个棘齿轮（如图2所示）；千斤块（如图3所示）相当于止回棘爪，起到防止棘齿轮逆转的作用。

该专用千斤扳手工作时，当转杆向逆时针方向转动时，千斤齿轮会同向转动。这时，千斤块会被齿轮压回千斤块槽内，扭簧同时被压紧。当转杆向顺时针方向转动时，千斤齿轮会逆向转动。当千斤齿轮槽与千斤块槽重合时，千斤块便会被扭簧的反作用力弹回。这时，千斤块便卡入千斤齿轮槽内阻止齿轮继续转动。当连续转动转杆时，千斤齿轮便做单向的间歇运动。

2 设计要点

千斤齿轮齿数Z的选取可参考棘轮停止器的标准，通常在6～30范围内。由于齿数越多，所受冲击越小，所以在这里选取齿数为24齿，并装设4个千斤块，以减少冲击。

设计齿形时，要保证千斤齿轮与千斤块的啮合性能可靠。通常，齿轮工作齿面与齿轮半径的夹角φ为15°～20°，在这里选取了20°。

3 千斤齿轮齿强度的计算

3 工艺要求

该专用千斤扳手的主要零件，例如千斤齿轮、千斤块、千斤体应使用材料为45或40Cr的锻件加工，扭簧可使用65Mn，扳把使用Q235即可，其它零件均可使用45号钢加工。

为满足千斤扳手的使用要求，提高其使用性能，主要部件应进行热处理。千斤齿轮齿形部位的淬火硬度为HRC40～45，千斤块的淬火硬度为HRC45～50，转杆的六方棱角部位表面的淬火硬度为HRC38～43.

4 使用过程

在实际使用过程中，可将千斤扳手的扳把尾处用钢丝绳吊挂在起重设备的吊钩上（例如行车等），由一名工人用套筒将转杆与所需紧固的螺母相连接，并保证其工作面处于90°，然后水泵的自重使螺母向内旋转；当起重设备下降时，扳体内的千斤齿轮被千斤块卡停，而千斤扳体又利用自重使自身下降。这样使起重设备一上一下做往复运动，便可使拉紧螺栓螺母不断旋紧。如果需要松动螺母，可将转杆与扳体拆分，使扳体翻转180°后再将转杆装上，这样扳手便可反向工作。

5 优缺点分析

5.1 优点

该千斤扳手结构简单，易于加工，一般厂矿均可自制，在自动化程度较低的情况下实用性较大；转杆与扳体拆装方便，可随时紧固和松动拉紧螺栓螺母；不仅适用于本公司生产的大型多级水泵，同时也可用于其它大型装备；在拆装大型装备的螺母时，所用的人力较少，工作效率相对较高。

5.2 缺点

该千斤扳手仅适用于拆装外形尺寸较大的螺母，对于尺寸较小的螺母而言，便捷程度并不高；只有与起重设备（例如行车等）配合使用时，才能较大程度地减少人力投入，否则由于该扳手自重很大，在减少人力方面的作用并不明显；在工作时，需注意转杆应与螺母要保持90°，并且该扳手工作频率也不宜过快，否则容易损坏。

总的来说，在拆装大型多级水泵的拉紧螺栓螺母时，该千斤扳手与传统的固定扳手相比，在减少人力、提高效率等方面优势明显，可以说达到了最初的设计目的。目前，在装配大、中型多级水泵时使用该工具松、紧拉紧螺栓螺母，能使整个装配时长缩短至原来的一半，可以说极大地提高了装配效率。

参考文献

[1]徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

〔编辑：王霞〕