CN219853098U - 一种超薄型双作用液压拉伸器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于大型设备设施建造或安装过程中螺栓坚固技术领域，公开了一种超薄型双作用液压拉伸器，包括油缸、活塞、拉伸套，拉伸套安放于活塞内，拉伸套上端设置端帽，活塞内腔上部为拉伸套端帽容腔，拉伸套端帽的高度小于拉伸套端帽容腔的深度，拉伸套端帽上端设有扳手连接孔，油缸的顶部低于处于复位状态的活塞的顶部或者与之齐平；油缸下端为拉伸器底座，拉伸器底座的直径小于缸体下部和上部的直径。本实用新型的双作用液压拉伸器可以适用于使用空间相对狭小的应用场景。

Description

一种超薄型双作用液压拉伸器

技术领域

本实用新型属于大型设备设施建造或安装过程中螺栓坚固技术领域，涉及用于螺栓预紧的液压拉伸器，尤其涉及双作用液压拉伸器。

背景技术

液压拉伸器是一种专用螺栓预紧工具，螺栓预紧力可以简单的理解为螺栓对被连接件构成的沿螺栓轴向的夹紧力，螺栓预紧力由螺杆被在弹性范围内拉长而产生。在使用螺栓对零件进行紧固连接时，预紧力过小，紧固连接强度不足。预紧力过大，螺栓可能被拧断，或者导致连接件被压碎、咬粘、扭曲、变形或断裂，或者螺纹牙受剪切力过大而损坏。预紧力大小，是影响螺栓紧固连接可靠性的一个重要因素。

目前控制螺栓预紧力的方式主要有两种：一种是通过扭矩板手控制对螺母施加的扭矩，以及达到控制预紧力的目的；另一种是通过液压拉伸器在螺栓拧紧前对螺杆施加目标预紧力大小的拉力的方式达到控制预紧力的目的。与扭矩板手相比，液压拉伸器主要应用于基于安全因素对螺栓坚固要求更高的风电、桥梁等大型设备、设施的建造与安装工程中。

在一些需要使用液压拉伸器的场景中，会存在液压拉伸器使用空间狭小的情况，这种情况会导致液压拉伸器操作不便或者甚至无法使用。例如，在风电机组中，通常使用锁紧盘连接风电主轴与齿轮箱低带轴，但是在有些风电机组中（如公开号为CN111075661A的专利申请的附图1所示的风电机组），主轴轴承距离锁紧盘很近，导致现有液压拉伸器，尤其双作用液压拉伸器，因为拉伸器厚度问题，无法放入主轴轴承和锁紧盘之间使用，或者虽然可以放入，但因为剩余操作空间有限而导致不能操作或操作不便。

针对上述这种情况，如何改进液压拉伸器尤其双作用液压拉伸器结构，以降低拉伸器的厚度，进而适用于使用空间相对狭小的情况，是现有技术中有待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述如何改进液压拉伸器结构以降低拉伸器的厚度的技术问题。提出一种厚度相对更低的双作用液压拉伸器。

为实现上述目的，本实用新型提出一种超薄型双作用液压拉伸器，包括油缸、活塞、拉伸套，所述油缸为上下贯通的中空结构，油缸中部设油腔，活塞滑动装配在油缸内，活塞由上部导向段、中部受力段、下部导向段组成，中部受力段在油腔内滑动；其特征在于，活塞的上部导向段的直径大于下部导向段，中部受力段的直径大于上部导向段，活塞为上下贯通的中空结构，拉伸套安放于活塞内，所述拉伸套主体部分为柱状体，上端设置端帽，下端设置用于与预紧螺杆上端连接的螺纹孔，活塞内腔上部为用于容纳拉伸套端帽的拉伸套端帽容腔，中下部为拉伸套主体部分安装孔；拉伸套端帽的高度小于拉伸套端帽容腔的深度，拉伸套端帽上端设有扳手连接孔，油缸的顶部低于处于复位状态的活塞的顶部或者与之齐平。缸体前侧壁上分别对应油腔顶部和底部设置复位进出油口和拉伸进出油口。

在上述技术方案中，本实用新型通过油缸顶部低于复位状态下活塞上端或者至少与之齐平的结构设置，将活塞上端需要的运动空间与扳手操作空间重叠起来，将油缸的厚度压缩到最低，再通过在活塞上部设置深度大于拉伸套端帽高度的拉伸套端帽容腔以及在拉伸套端帽上端设扳手连接孔，将拉伸套的扳手连接部、拉伸套端帽、活塞的上部导向段三者在横向方向上重叠起来，进而有效压缩拉伸器的厚度，使液压拉伸器整体上更轻薄。以使拉伸器适用于使用空间狭小的应用场景。

另外，巧妙地利用拉伸器复位压力小的特点，在不增加活塞中部受力段直径的前提下，实现上部导向段直径大于下部导向段的结构设置，为活塞上部设置拉伸套端帽容腔创造了条件（拉伸套端帽直径大于拉伸套主体部分），进而达到在有效压缩拉伸器厚度的同时，不增加拉伸器宽度的技术效果，以保证拉伸器可以适用于横向空间同样有限的应用场景。

进一步地，所述油缸包括缸体和设置于缸体上端的缸盖，缸盖中心设活塞上装配孔，活塞上装配孔内壁与活塞的上部导向段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体上部设油腔，油腔内壁与活塞的中部受力段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体下部设活塞下装配孔，活塞下装配孔内壁与活塞的下部导向段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体下端为拉伸器底座，拉伸器底座中心设螺杆通孔。

进一步地，所述缸盖设置在缸体上端内侧L型台阶槽内，缸盖与缸体之间通过螺纹连接，并通过密封圈密封，缸盖的顶部与缸体的顶部齐平。这种结构一方面可以保证缸盖的设置不额外增加拉伸器的厚度，另一方面在缸体上端形成一个台阶槽，形成与油腔底部形状和朝向均相同的L形转角结构，为设置相同结构的进出油口提供条件。

进一步地，活塞的中部受力段的侧壁下端设一密封圈安装槽，密封圈安装槽装配密封圈，密封圈安装槽下沿与油腔内壁之间设有间隙。当油腔内压力增加时，油压对密封形成压力增加，使密封圈更进一步向密封圈安装槽上沿及油腔内壁压紧。进而在到油压越大，密封效果越好的技术效果。

进一步地，所述活塞的下端设有收口结构，所述收口结构的内侧形成防脱斜面，所述拉伸套下端对防脱斜面的位置上方设有一个直径收缩形成的限位斜面。可以防止拉伸套断裂时，拉伸器与拉伸螺杆脱开。

进一步地，为了适用于风电锁紧盘周圈螺栓相对密集的应用场景，作为改进，拉伸器底座的直径小于缸体下部和上部的直径。

上述将缸体下端起支撑作用的底座部分的直径设置得比缸体中上部直径更小，使拉伸器下端形成避让锁紧盘坚固螺栓的螺母及套筒扳手的套筒的空间。以使液压拉伸器同时适用于锁紧盘周圈螺栓间距狭小的应用场景。

进一步地，拉伸器底座左右宽度小于拉伸器底座的直径。更小的左右宽度可以适用于锁紧盘紧固螺栓间距更小的情况，但同时保持拉伸器底座的直径不至于过小，以保证底座具有足够的支撑能力。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过改进油缸、活塞和拉伸套三者自身结构以及相互之间的结构关系，有效降低了双作用液压拉伸器的厚度，使液压拉伸器可以更好的适用于使用空间相对狭小的应用场景。

附图说明

图1是本实用新型所述双作用拉伸器用于风电锁紧盘安装的一种应用实例示意图。

图2是图1所示应该实例中锁紧盘与主轴轴承之间位置关系示意图。

图3是图1所示应该实例的管路连接结构示意图。

图4是图1所示应该实例中液压拉伸器前视结构示意图。

图5是图1所示应该实例中液压拉伸器与紧固螺母及套筒扳手位置关系示意图。

图6是图1所示应该实例中液压拉伸器侧视剖视结构示意图。

图7是图1所示应该实例中液压拉伸器前视剖视结构示意图。

图8是图1所示应该实例中液压拉伸器活塞结构示意图。

图9是图1所示应该实例中液压拉伸器油缸结构示意图。

图10是本实用新型所述双作用拉伸器用于风电锁紧盘安装的另一种应用实例示意图。

图11是图10所示应该实例的管路连接结构示意图。

图12是图10所示应该实例中液压拉伸器前视剖视结构示意图。

图13是图12中A-A向剖视结构示意图。

图14是图10所示应该实例中液压拉伸器与紧固螺母及套筒扳手位置关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以用于风电锁紧盘安装为例对本实用新型液压拉伸器的结构特点做进一步的说明。

实施例1。

参照图1-5，该组图所示为使用本实用新型双作用拉伸器安装一种30孔风电锁紧盘的一个应用实例。在本例中，锁紧盘3用于连接风电主轴301与齿轮箱低速轴303，锁紧盘3侧面与主轴轴承302的距离为176mm，即拉伸器安装空间限高176mm，锁紧盘紧固圆直径788mm，沿紧固圆均匀分布30颗M33螺栓，螺栓中心距82mm。30颗M33螺栓中15颗为紧固螺栓33，另外15颗为双头的预紧螺杆34。***配置15个本实用新型提出的超薄双作用液压拉伸器。拉伸器2（如图4所示）上端最大半径64mm，中部主体部分半径57.5mm，下端半径45mm，紧固螺栓的螺母外接圆半径25mm，用于旋拧紧固螺母的六方套筒外径64mm。液压拉伸器厚度138mm，预留38mm拧扳手的空间。

***配置一台双输出液压泵，液压泵1包括一个高压工作油口102和一个低压工作油口101。15个液压拉伸器的拉伸进出油口和复位进出油口分别按照图3所示油路原理图并联至液压泵的高压工作油口和低压工作油口，其实物结构图如图1所示。参照图4，每个液压拉伸器配置两个接头模块，分别为低压接头模块251和高压接头模块252，每个接头模块包括三个相互联通的接口端。高压接头模块的第一接口端与液压拉伸器的拉伸进出油口连接，第二接口端和第三接口端用于与油管连接，低压接头模块的第一接口端与液压拉伸器的复位进出油口连接，第二接口端和第三接口端用于与油管连接。

将15个液压拉伸器沿圆周按顺序标号1#-15#，液压泵高压工作油口与1#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端通过第一段长油管连接，液压泵低压工作油口与1#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端通过第二段长油管连接。1#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第一段短油管与2#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，1#液压拉伸器的低压接头模块的第三接口端通过第二段短油管与2#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。2#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第三段短油管与3#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，2#液压拉伸器的低压接头模块的第四接口端通过第二段短油管与3#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。依次类推，14#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第二十七段短油管与15#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，14#液压拉伸器的低压接头模块的第三接口端通过第二十八段短油管与15#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。15#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端和低压接头模块的第三接口端分别通过封堵螺钉封住。

参照图6-9，本例中液压拉伸器包括油缸21、活塞22、拉伸套23，所述油缸21为上下贯通的中空结构，活塞22滑动装配在缸体21内，活塞22也是上下贯通的中空结构，拉伸套23安放于活塞22内，所述拉伸套23主体部分为柱状体，上端设置端帽231，下端设置用于与预紧螺杆上端连接的螺纹孔232。活塞22内腔上部为用于容纳拉伸套端帽231的拉伸套端帽容腔221，下部为拉伸套主体部分安装孔225，拉伸套端帽231的高度小于拉伸套端帽容腔221的深度。拉伸套端帽上端设有扳手连接孔233。活塞的下端设有收口结构，所述收口结构的内侧形成防脱斜面226，所述拉伸套下端对防脱斜面的位置上方设有一个直径收缩形成的限位斜面234。

活塞由上部导向段222、中部受力段223、下部导向段224组成，上部导向段222的直径大于下部导向段224，中部受力段223的直径大于上部导向段222。

油缸21包括缸体211以及设置在缸体211上端的缸盖212，所述缸盖设置在缸体上端内侧L型台阶槽内，缸盖与缸体之间通过螺纹连接，并通过密封圈密封。缸盖211上设活塞上装配孔217，活塞上装配孔217内壁与活塞的上部导向段222侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封。缸盖212的顶部与缸体211的顶部以及处于复位状态的活塞的顶部齐平。

缸体211上部设油腔213，油腔213内壁与活塞22的中部受力段223侧壁滑动配合，活塞22的中部受力段223的下端设置一密封圈安装槽，密封圈安装槽内设置密封圈2231，密封圈安装槽下沿与油腔内壁之间设有间隙2131。

缸体211下部设活塞下装配孔214，活塞下装配孔213内壁与活塞的下部导向段224侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封。缸体的下端作为拉伸器底座用于支撑拉伸器，拉伸器底座中心设螺杆通孔。

缸体的侧壁上分别对应油腔213的顶部和底部设置有复位进出油口215和拉伸进出油口216。所述复位进出油口215和拉伸进出油口216均由内端口、外端口以及连接内外端口的油液通道组成，复位进出油口215的内端口设置在缸体上端内侧用于安装缸盖的台阶面上，缸盖的底部与用于安装缸盖的台阶面之间设置有间隙，形成低压进油缓冲空间。复位进出油口215的外端口设置在缸体外侧面上，连接复位进出油口215的内外端口的油液通道自内端口起先竖直向下延伸，然后水平向外延伸至外端口。

拉伸进出油口216的内端口设置在缸体中部内侧形成油腔底面的台阶面上，活塞的中部受力段的底部与形成油腔底面的台阶面之间设置有间隙，形成高压进油缓冲空间。拉伸进出油口216的外端口设置在缸体外侧面上，连接拉伸进出油口216的内外端口的油液通道自内端口起先竖直向下延伸，然后水平向外延伸至外端口。

上述复位进出油口215和拉伸进出油口216的结构优点在于：两个进出油口均设置在缸体上，与分别设置在缸体和缸盖上相比，不仅两个进出油口在一个零件上加工完成。而且从内端口到油液通道，再到外端口，复位进出油口215和拉伸进出油口216的结构完全相同，两个进出油口包括内端口及竖直延伸的部分通道的加工、横向延伸的部分通道的加工、外端口加工在内的三个成型加工步骤，都可以采用双刀具同步完成。

实施例2。

参照图10-14，该组图所示为实例1的一种改进方案，该应用场景与实施例1相同，拉伸器安装空间限高176mm，锁紧盘紧固圆直径788mm，液压结构及主要尺寸也和实施例1相同（如图4所示），上端最大半径64mm，中部主体部分半径57.5mm，下端半径45mm，紧固螺栓的螺母外接圆半径25mm，用于旋拧紧固螺母的六方套筒外径64mm。液压拉伸器厚度138mm，预留38mm拧扳手的空间。每个液压拉伸器配置两个接头模块，分别为低压接头模块251和高压接头模块252，每个接头模块包括三个相互联通的接口端。高压接头模块的第一接口端与液压拉伸器的拉伸进出油口连接，第二接口端和第三接口端用于与油管连接，低压接头模块的第一接口端与液压拉伸器的复位进出油口连接，第二接口端和第三接口端用于与油管连接。

相对于实施例1的改进之一在于，沿锁紧盘紧固圆均匀分布32颗M33螺栓，以使锁紧盘预紧力均匀性更好。但增加的2颗螺栓，也导致螺栓中心距减少到77mm。为此，在实例1所述的拉伸器基础上，将油缸的缸体下端左右两侧各去除9mm宽度，使拉伸器底座左右宽度小于前后宽度，进而使相邻两个拉伸器之间空余足够的锁紧盘坚固螺栓的螺母及套筒扳手的套筒的空间，如图14所示。

改进之二在于：改用四个工作油口液压泵，并改进了液压拉伸器的管路接法。所述液压泵包括两个低压工作油口1011、1012和两个高压工作油口1021、1022。

将16个液压拉伸器沿圆周按顺序标号1#-16#，液压泵一个高压工作油口1022与1#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端通过第一段长油管连接，液压泵一个低压工作油口1012与1#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端通过第二段长油管连接。1#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第一段短油管与2#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，1#液压拉伸器的低压接头模块的第三接口端通过第二段短油管与2#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。2#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第三段短油管与3#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，2#液压拉伸器的低压接头模块的第四接口端通过第二段短油管与3#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。依次类推，15#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第二十七段短油管与16#液压拉伸器的高压接头模块的第二接口端连接，15#液压拉伸器的低压接头模块的第三接口端通过第二十八段短油管与16#液压拉伸器的低压接头模块的第二接口端连接。16#液压拉伸器的高压接头模块的第三接口端通过第三段长油管与液压泵另一个高压工作油口1021连接，16#液压拉伸器的低压接头模块的第三接口端通过第四段长油管与液压泵另一个低压工作油口1011连接。同时，分别用于连接液压泵低压工作油口1012和高压工作油口1022的两个油管接头采用内置单向阀的油管接头。这种单向循环油路设计，可以有效提高回油效率。

Claims (8)

1.一种超薄型双作用液压拉伸器，包括油缸、活塞、拉伸套，所述油缸为上下贯通的中空结构，油缸中部设油腔，活塞滑动装配在油缸内，活塞由上部导向段、中部受力段、下部导向段组成，中部受力段在油腔内滑动；其特征在于，活塞的上部导向段的直径大于下部导向段，中部受力段的直径大于上部导向段，活塞为上下贯通的中空结构，拉伸套安放于活塞内，所述拉伸套主体部分为柱状体，上端设置端帽，下端设置用于与预紧螺杆上端连接的螺纹孔，活塞内腔上部为用于容纳拉伸套端帽的拉伸套端帽容腔，中下部为拉伸套主体部分安装孔；拉伸套端帽的高度小于拉伸套端帽容腔的深度，拉伸套端帽上端设有扳手连接孔，油缸的顶部低于处于复位状态的活塞的顶部或者与之齐平；缸体前侧壁上分别对应油腔顶部和底部设置复位进出油口和拉伸进出油口。

2.根据权利要求1所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，所述油缸包括缸体和设置于缸体上端的缸盖，缸盖中心设活塞上装配孔，活塞上装配孔内壁与活塞的上部导向段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体上部设油腔，油腔内壁与活塞的中部受力段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体下部设活塞下装配孔，活塞下装配孔内壁与活塞的下部导向段侧壁滑动配合，两者间通过密封圈滑动密封，缸体下端为拉伸器底座，拉伸器底座中心设螺杆通孔。

3.根据权利要求2所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，所述缸盖设置在缸体上端内侧L型台阶槽内，缸盖与缸体之间通过螺纹连接，并通过密封圈密封，缸盖的顶部与缸体的顶部齐平。

4.根据权利要求3所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，所述复位进出油口和拉伸进出油口均由内端口、外端口以及连接内外端口的油液通道组成，复位进出油口的内端口设置在缸体上端内侧用于安装缸盖的台阶面上，缸盖的底部与用于安装缸盖的台阶面之间设置有间隙，形成低压进油缓冲空间，复位进出油口的外端口设置在缸体外侧面上，连接复位进出油口的内外端口的油液通道自内端口起先竖直向下延伸，然后水平向外延伸至外端口；

拉伸进出油口的内端口设置在缸体中部内侧形成油腔底面的台阶面上，活塞的中部受力段的底部与形成油腔底面的台阶面之间设置有间隙，形成高压进油缓冲空间，拉伸进出油口的外端口设置在缸体外侧面上，连接拉伸进出油口的内外端口的油液通道自内端口起先竖直向下延伸，然后水平向外延伸至外端口。

5.根据权利要求1所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，活塞的中部受力段的侧壁下端设一密封圈安装槽，密封圈安装槽装配密封圈，密封圈安装槽下沿与油腔内壁之间设有间隙。

6.根据权利要求1所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，所述活塞的下端设有收口结构，所述收口结构的内侧形成防脱斜面，所述拉伸套下端对防脱斜面的位置上方设有一个直径收缩形成的限位斜面。

7.根据权利要求2所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，拉伸器底座的直径小于缸体下部和上部的直径。

8.根据权利要求7所述的超薄型双作用液压拉伸器，其特征在于，拉伸器底座左右宽度小于拉伸器底座的直径。