电动扳手的连接方式和使用方法

1.电动扳手的结构

电动扳手有安全离合器式和冲击式两种结构形式。

安全离合器式是一种采用达到一定力矩时就脱扣的安全离合机构来完成装拆螺纹件的结构形式；冲击式则是采用冲击机构，以其冲击力矩完成拆装螺纹件的结构形式。前者由于结构简单，输出力矩较小，且存在一定的反作用力矩，一般适于制造M8及以下的电动扳手；后者结构较复杂，制造工艺要求高，但输出力矩大，且反作用力矩甚小，一般适于制造较大规格的电动扳手。

冲击式电动扳手结构如图3-29所示。

图3-29 冲击式电动扳手的结构

1—电动机 2—外壳 3—传动机构 4—工作头 5—手柄 6—电源开关 7—电源连接组件 8—无线电干扰抑制器

（1）冲击扳手的滚珠螺旋槽冲击机构的结构。

图3-30是滚珠螺旋槽冲击结构。电动机的旋转运动经行星齿轮减速器带动主轴旋转，通过夹于两螺旋槽的滚珠带动主动冲击块旋转。由于工作弹簧的压力使主动冲击块和从动冲击块的牙处于啮合状态，从动冲击块即随着旋转，带动套筒使螺母迅速拧紧。当螺母的端面与工件端面接触后，阻力矩急剧上升，转动的螺旋槽使滚珠带着主动冲击块克服摩擦力和工作弹簧压力向后移动，主动冲击块和从动冲击块互相啮合的牙脱离啮合。此时，从动冲击块不移动，而主动冲击块继续移动。在转过从动冲击块的牙后，由于工作弹簧的作用使主动冲击块瞬时前移，并沿螺旋槽产生一个角加速度，主动冲击块撞击从动冲击块，两牙产生碰撞。然后螺旋槽又使滚珠和主动冲击块后移，脱离啮合。主动冲击块撞击从动冲击块，两牙产生碰撞。然后螺旋、槽纹使滚珠和主动冲击块后移，脱离啮合。这样周而复始产生一次又一次的碰撞，获得所需的冲击力矩，使螺母紧固。

图3-30 冲击扳手的滚珠螺旋槽冲击结构

1—从动冲击块 2—钢球 3—主轴 4—主动冲击块 5—工作弹簧 6—行星齿轮 7—内齿圈

（2）外滚珠螺旋槽冲击结构

图3-31是外滚珠螺旋槽冲击结构电动扳手。电动机旋转运动经圆柱斜齿轮减速，带动凸轮旋转。在凸轮外圆有一对对称的V形凹槽。主动冲击块与凸轮套用铆钉铆接成一体，套上也有V形凹槽。凸轮和凸轮套的凹槽内置有两粒钢球，依靠钢球传动主动冲击块。主动冲击块端面两牙与从动冲击块牙啮合，从动冲击块即随着旋转，带动套筒实现螺纹的装配或拆卸作业。螺纹件的紧固过程及工作原理同内滚珠螺旋槽冲击结构。

图3-31 外滚珠螺旋槽冲击结构

1—电动机 2—风扇 3—中间齿轮 4—大齿轮 5—凸轮 6—凸轮套 7—主动冲击块 8—弹簧 9—钢球 10—从动冲击块 11—外壳 12—套筒 13—电源开关 14—转换开关 15—手柄

（3）牙嵌式离合器的结构

牙嵌式离合器的结构与传动原理如图3-32所示。主轴的旋转动力矩由电动机的旋转运动经过减速齿轮来获得。拧紧螺纹件的力矩除由3个牙嵌离合器件传递外，还利用离合器主动件的旋转冲击所产生的惯性力加以补足。离合器中间件在主轴上是自由转动的，它的转矩由与主轴花键连接的一对牙嵌离合器提供。

脱扣力矩的大小取决于弹簧的正压力p₁和离合器的平均旋转半径R，此两离合器件的啮合角α均在30°～40°的范围内。啮合角的关系如图3-33所示。

（4）正、反转开关的连接

电动扳手具有装卸螺纹连接件的功能，因此在手柄上装有两只开关。一只用作电源开关，以操作电动机的起动和停转；另一只用作改变转子的旋转方向。由于该开关的断流容量较小，不宜在接通电源时使用。一般情况下，当需要改变旋转方向时，应先用电源开关切断电源，然后再将改变旋转方向的开关旋钮转动90°。在单相串励电动扳手中，上述两只开关多制成一体，称正、反转开关。图3-34是正、反转开关与单相串励电动机和电源连接的电气连接原理图。

图3-32 牙嵌式离合器的结构与传动原理图

1—离合器从动件 2—复位弹簧 3—离合器中间件 4—离合器主动件 5—滑键 6—工作弹簧 7—调整螺母 8—主轴

图3-33 啮合角α的几何关系

（5）四方传动套筒

套筒是紧固或拆卸六角头螺栓、六角螺母的作业工具。电动扳手采用机动四方传动套筒，结构形式有3种，如图3-35所示。(www.xing528.com)

（6）套筒方孔与电动扳手方头的连接方法

方孔公称尺寸有6.3mm、10mm、12.5mm、16mm四档，方孔与电动扳手的连接采用弹性销或O形橡胶密封圈两种结构形式（见图3-36）。

图3-34 正、反转开关与单相串励电动机和电源的电气连接原理图

图3-35 机动套筒扳手的四方传动套筒

（7）三相工频扳手控制器的电气原理

电动扳手的工作持续率为25%。大规格的电动扳手设有配套的控制器，该控制器采用双稳态双向延时电路，通过调整控制器的“工作”和“间歇”时间来控制电动扳手工作持续率和拧紧力矩的大小，并达到定扭矩使用。图3-37是三相工频扳手控制器电气原理图。

图3-36 套筒方孔与电动扳手方头的连接方法

1—弹性销 2—圆柱销 3—O形密封圈

2.电动扳手的技术性能参数

单相串励扳手的技术参数见表3-21，三相工频电动扳手的技术参数见表3-22，螺钉规格的力矩范围推荐值及电动扳手规格的选用见表3-23。

图3-37 三相工频扳手控制器电气原理图

3.电动扳手的使用方法

电动扳手使用中的安全事项基本与电钻相同。此外还必须注意：电动扳手使用的套筒应采用机动套筒，不应使用手动套筒，以避免由于强度不够造成套筒爆裂飞溅而引起事故；三相工频扳手在使用前必须进行可靠保护接地后才能操作；如果使用控制器，则必须将控制器可靠保护接地后，才能将电动扳手的电源插头插到控制器上。

表3-21 单相串励扳手的技术参数

注：电动扳手工作头轴伸缩不是方头而是对边距离为10mm的六角孔。

表3-22 三相工频电动扳手的技术参数

表3-23 螺钉规格的力矩范围推荐值与电动扳手规格的选用

根据螺纹件拧紧作业所选用的电动扳手规格，额定力矩必须满足螺纹件拧紧力矩的要求。选用的规格小，螺纹件达不到夹紧张力而不能紧固；选用的规格太大，则螺纹件因夹紧张力过大而破坏。螺纹件的紧固过程如图3-38所示。

为克服螺纹的摩擦力所需的外施力矩M使螺母旋转，从零增至φ_A。然后以M拧到φ_B，螺母开始接触弹簧垫圈，螺栓承受张力至φ_C，弹簧垫圈被压平，力矩及张力急剧上升至φ_N。外施力矩使M_n螺栓产生螺纹连接设计所规定的张力。假如螺母继续拧紧，则力矩和张力按图示曲线变化，直至破坏。

图3-38 螺纹件的紧固过程