液压扳手设计技术及改进措施

1前言

在机械化水平的不断提升下，大型施工作业的设备运转面临的环境越来越复杂，加大了施工作业的难度，这就需要采用合理的技术设备来进行作业。在施工中，当设备运转时，需要对设备进行安装或者拆卸，在安装或拆卸设备的过程中就要遇到对大量的螺纹连接物件进行装卸的工作，而对于大型化工设备，如高温高压的换热器、反应器上面的螺纹连接物件的扭矩比较大，采用人工扳手对该物件进行装卸时，会遇到工人工作强度大、劳动效率低。因此，液压扳手在化工等大中型的建设中被广泛运用。它能够完成对大扭矩的螺纹装卸工作，不仅减少了工人的工作力度，还有效地提高劳动效率，更提高了施工作业的安全性，保证了施工进度。

2液压扳手设计原理

液压扳手主要以液压作为动力，提供大扭矩输出，从而更好的对螺栓进行安装或者拆卸。液压扳手主要是由机械传动系统、电机和液压系统构成。其中，机械传动系统主要是指电机输出的动力通过液压元件转化成齿轮副的传动，从而形成电能和机械能的转换；液压系统包含高压油管、控制阀组、液压马达以及其他的辅助装置。其运行的原理主要表现在：首先通过高压油管中的高压油将液压扭矩的扳手内的液压马达驱动，然后在液压马达的推动下，完成机械齿轮副旋转以及柱塞副的往复运动，其扭矩从柱塞副输出到棘轮，带动驱动方驱旋转，最后实现对螺栓的拆卸或安装。经过对液压马达中的液压油压力和流向进行控制，从而转换液压马达的转动方向以及传输扭矩，最终完成扳手的正转和反转，在不同的安装和拆卸作业中根据需求进行转换。

3液压扳手的分类

液压扳手主要分为驱动式液压扳手和中空式液压扳手。两者本身具有不同的特点。在现阶段的大中型设备的作业中，根据需求不同，被广泛采用。

3.1驱动式液压扳手的特点

驱动式液压扳手主要是采用钛合金材料和强度较高的合金钢制成，整体形状呈机型，其机身具有较强的韧性；带有360度×180度的油管接头，对使用空间没有局限性，可以自由操作，但需注意高低压油的出油方向；锁扣为扳机式，当轻松按动后，就可以根据施工的需求将360度微调式反作用的力臂固定在支点上，进行作业；使用精密的棘轮，其精度高达正负30%，有效地提高施工作业的效率。

3.2中空式液压扳手的特点

中空式液压扳手主要是采用强度较高的轻金属，呈薄性设计，运行速度比较快，可用于大转角上；使用卡接式结构，可以进行插件的互换，不需要考虑特殊工具的辅助，带有360度乘以360度和180度乘以360度的旋转软管接头，适用于比较紧凑的场合，例如，螺栓与设备的壁面比较接近、螺栓过长以及螺母的间距较小等场合。

4液压扳手设计制造的技术以及其不足之处

在现阶段液压扳手设计制造中，超高压液压技术被广泛运用。该技术主要是建立在小流量的超高压的基础上，采用专业的液压介质，进行严格的密封，最终完成对液压扳手的设计制造。液压系统在一定强度的功率下进行作业时，压力增大，流量就会变小；当普通的液压油在超压的作用下流动性降低时，对液压系统的容积效率产生极大的影响，因此必须重视起体积的压缩量；在液压扳手中实行柱塞副的结构形式，能够在超高压力作用下，保证设备结构的密封性，增强构件的刚度，进而保证施工作业的效率和质量。但是，在液压扳手设计制造中采用超高压液压技术时有一定的局限性。这种技术必须在特定的条件下才能使用。要求采用专用的液压介质，一般长江中下游地区采用46#抗磨液压油较好，对于天气变冷或变热应适当提高或降低液压油黏度。再者，目前液压扳手都比较笨重，施工人员操作不方便，容易造成砸伤、挤压等安全事故，如何减轻整备质量又不影响正常工作是往后液压扳手设计制造面临的一大挑战。

4.1液压扳手设计制造技术的改进措施

现阶段，由于社会工业化进程的加快，机械制造规模扩大，传统的液压扳手设计制造技术已经不能满足机械制造业的需求。因此，必须对液压扳手的设计制造技术进行优化。保留原有技术的优秀成分，在不断的发展中进行研究创新，得到更适合液压扳手设计制造的技术，从而充分的发挥液压扳手的使用性能，提高其精度和效率。

4.2优化设计制造方案

传统的的液压泵多数采用滑阀结构，平面滑阀结构容易产生回油时的憋油状况，需要人为回油。平面滑阀结构还容易造成磨损，当液压油污染时就容易损坏泵的换向机构。优化后的液压泵多数采用先导阀结构，电磁先导阀结构是采用小流量液压油控制大流量液压油，具有自动卸压功能，不会产生回油时的憋油状况，使用寿命长。在控制方面，传统的的液压泵多数采用电磁阀控制换向，电压高、电流大，不安全。优化后的液压泵采用电磁先导阀结构，电压低、电流小，操作安全。传统的的液压扳手多数采用固定油管结构、无反作用挚子，使用不方便，旋转精度差。目前优化设计的扳手具有360度甚至于180X360度旋转接头，使用方便；具有反作用挚子，驱动轴工作时回转精度高。

4.3选择科学的制造材料

液压扳手通常都是在大型的施工作业中被广泛使用，面临的工作环境复杂，在选取制造液压扳手的材料时应注意使用材质的强度和密度，既能够承受住巨大的压力，又保证液压扳手整备质量最小。目前液压扳手主要选择铝钛合金作为本体，超高强度合金作为反作用力臂。既减轻了整备质量又提高了关键部位的强度，使得液压扳手在整体上设计更加合理。

4.4实行变频节能技术

随着现代化建设速度的加快，对能源的消耗也越来越高，造成了能源日益紧张。如何实现节约型建设成为机械业发展的目标。若能在液压扳手的设计制造中实行变频节能，将会是一大突破。通过在该设备上安装变频器，合理地调整其电机使用电能的频率，这样既可以减少资源的消耗，还能为企业带来更多的经济效益和社会效益，是一项可以尝试的新型技术。例如，在高压负载的情况下电机工作功率维持较高水平，低压无负载时经过变频最大可能的降低能耗。随着经验的不断积累，完善该项技术，使其更好地运用与液压扳手的设计制造上。

5液压扳手操作技巧

液压扳手本身是一个十分好的检修工具，但若无法正确、高效地使用液压扳手会给检修造成麻烦，甚至造成人员伤亡。因此，如何正确使用液压扳手就显得相当重要。总体来说，在使用过程中应尽量依照操作程序操作，但尤其要注意以下几点：（1）高低压出油口要分清，若一接通电源扳头自动旋转，说明高低压方向反了，若继续使用将无法装卸螺栓；（2）不正确的连接会导致故障及危险。连接前应保持快速接头清洁，使用后旋上防尘帽，快速接头互连时，必须保证啮合后间隙之间距离＜1mm，只有这样才能确保接头内单向阀打开，使油路畅通。否则，连接后，接头内钢珠没有相顶，接头内单向阀无法打开，致使油路不通后，接头内将充满压力，会出现扳手无法运转、从扳手旋转体上的自动泄油口出油等现象。（3）不得使用破旧的套筒，防止套筒瞬间破裂后飞溅的碎片伤到操作人员和设备。

6结语

综上所述，在液压扳手作为现阶段大中型作业广泛采用的技术设备，但是由于该设备本身存在一定的缺陷，其中包括传输精度较低、安全稳定性无法100%保证、整备质量大等，从而导致工作效率降低。因此，须不断对液压扳手设计制造技术进行革新。根据液压扳手设计理论以及实际使用过程遇到的设计缺陷，制定出合理的设计制造改进方案，并有效的贯穿落实，最终提高该设备的使用性能和效率，使其更好地服务于化工装置大型设备的检修与改造，推动工业化水平的提升。

作者：江超 单位：南京扬子检修安装有限公司