内燃螺栓扳手扭矩数字化显示设计
仪器仪表／检测／监控现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１８年第１０期
内燃螺栓扳手扭矩数字化显示设计*
刘焕金，王杰，黄纪刚，刘威
（四川大学制造科学与工程学院，成都６１００６５）
摘要：目前使用的内燃双头轨枕螺栓扳手（简称内燃螺栓扳手）不能实时显示拧紧扭矩，难以满足对轨枕螺栓紧固作业精度和效率的要求。对现有的内燃螺栓扳手进行数字化改进，增加扭矩测量及显示功能。在添加的扭矩测量装置中，使用电阻应变式压力传感器测量压缩弹簧的压力；对安全离合器模型进行简化并分析，确定了弹簧压力与拧紧扭矩之间的线性关系；用改进后的设备分组进行实验，使用ＳＰＳＳ软件进行数据分析，建立起弹簧压力与拧紧扭矩之间的线性回归方程；将理论分析和实验分析得到的结果进行对比，验证了理论分析结果的正确性，也验证了该方案的可行性。对现有内燃螺栓扳手进行数字化改进成本较低，改进后的设备大大提高了路务工人的作业效率和精度。
关键词：螺栓扳手；数字化显示；弹簧压力；拧紧扭矩；线性关系
中图分类号：ＴＨ１２２；ＴＢ９３１ 文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－３１３３（２０１８）１０－０１０７－０６
ＤＯＩ：１０．１６７３１／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１－３１３３．２０１８．１０．０１７
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｌｔｗｒｅｎｃｈ；ｄｉｇｉｔａｌｄｉｓｐｌａｙ；ｓｐｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇｔｏｒｑｕｅ；ｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
０ 引言
２０１６年底，中国铁路运营里程已经达到１２．４万千米，特别是高铁建设取得了突出的成绩，高铁的运营里程已经达到２万多千米，运营里程占到全世界高铁总量的６５％左右［１］。随着我国铁路运营总里程的增加，特别是高铁运营里程的增加，铁路工务部门的检修作业工作量随之增大，同时对检修作业提出了更高的要求［２］。在轨道的检修中，经常需要使用螺栓扳手拧紧已经松动的轨枕螺栓［３］。
现工务部门最常用的一种轨枕螺栓扳手为内燃螺栓扳手，虽然其生产厂家及型号众多，但其核心结构及功能都是相同或相似的。在使用内燃螺栓扳手扭紧轨枕两侧的螺栓时，不能实时观察拧紧扭矩，路务工人在检修时往往先根据经验来调节内燃螺栓扳手上的调节螺母，之后通过扭紧一组螺栓后使用数显扭矩扳手手动测量扭矩，从而判断拧紧扭矩是否合适。这种内燃螺栓扳手（其整体结构如图１所示）在
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*校企合作项目（００３０２０５５０１７５４）万方数据