扣件螺栓维修机的研发说明
一、成果产生的背景
（一）扣件在建筑工地的作用
建筑工程，特别是房屋建筑，我们随时可以看到施工是密密麻麻的建筑脚手架，建筑工人借助这些脚手架筑起了一座座高楼大厦，脚手架是各种建筑工程的必要辅助工具，离开脚手架任何工程都无法树立起来，是什么把一根根各种型号的钢管连接成稳定、坚固的整体的呢？起关键作用的就是扣件，扣件通过螺栓把钢管连接起来，成为支撑建筑工程的基石。
（二）研制缘由
在建筑设备租赁行业中，扣件租赁业务是建筑租赁企业的支柱项目，因为它是建筑施工中必不可少的建筑施工工具之一、它主要用于脚手架的连接和固定。建筑商为了节约资金投入，都是采用租赁的形式，这样可以省去不少不必要的环节（购买、保存、清理、保养、维修、更换），建筑商可根据自己的需求租赁扣件。建筑商就把以上的各项工作转嫁给了租赁企业，建筑商使用完成后的扣件，由于管理和保管不善，归还的扣件租赁企业要进行整修、清理、保养上油，方可下次使用。否则不能达到施工质量要求。扣件整修的质量的好坏，直接影响施工*和来往业务，还直接影响租赁企业的市场信誉及建筑工程的经济效益。
传统的清理方法是：由于建筑商管理不好，建筑工程都是露天作业，风、雨侵蚀扣件的生绣的很严重。还有建筑工地的混凝土的侵蚀，须先加润滑油浸泡数小时后，在人工用扳手慢慢的松动。人工拿扳手对扣件螺栓松动时很难操作，首先要固定扣件，然后才能进行松动。所以人工操作既费时、又费力，功效也低，清理松动的质量差，很容易损坏螺栓。对扳手的消耗量很大，还无形增大了租赁企业的资金投入。
我厂结合本单位生产实际，以“提高生产效率、降低职工劳动强度、提高经济效益”为出发点，开展技术创新活动，经过了解开封几十家的租赁站（公司）都是以人工的方式进行这项工作，怎样才能利用机械代替原始的手工操作呢？我们局从各部门精选技术过硬、业务能力强、富有责任心和钻研精神强的技术人员成立科研攻关小组，到各租赁行业和建筑工地进行调研。在维修车辆的风炮机的基础上，发挥聪明智慧，决定开发研制扣件螺栓松动机。通过半年在使用中反复实验，逐步改进和完善，研制成功了扣件螺栓松动机 。
二、研发过程
（一）方案设计步骤
1.功能分析认真研究设计任务书，明确设计任务和要求。对设计任务进行功能分析，明确机械系统总功能，并将总功能进一步分解为诸多分功能。
2.原理方案确定在功能分析的基础上，通过创新构思、搜索探求、优化筛选等，选择能实现该功能的工作原理方案。
3.机械运动方案的设计为实现各功能原理进行工艺动作构思和工艺动作分解，选择各功能原理的实现结构或机构。进行机械运动方案的设计与评价。
4.机械运动简图的尺度综合将机械运动方案中各个执行机构，根据工艺动作运动规律要求和运动循环图的要求进行尺度综合。机械运动简图中各机构的运动尺寸都要通过分析、计算加以确定。当然，还应同时考虑其运动条件和动力条件，以设计出性能良好的新机械。
5.方案分析 对机械传动系统进行运动和动力分析，考察其能否全面满足机械的运动和动力功能要求，必要时还应进行适当的调整。运动和动力分析结果也将为机械的工作能力和结构设计提供必要数据。
6. 方案评审 通过对众多方案的评比，终选出较好方案。
7. 试制
8．改进
（二）设计原则：移动方便，结构简单、可操作性强、投资少、功效高、降低成本、减少劳动强度，充分利用自动化提高生产效率，提高扣件的质量。
（三）机具结构：框架、550w三相异步电动机、长轴、轴承座、手柄。
*节：框架是用三角铁焊制而成，长66厘米，宽60厘米，高35厘米的框架。
*节：扣件螺栓松动机动力有一个550w三相异步电动机，额定功率550w、额定电压380v、额定电流1.54A、转速1400r/min，频率50HZ。
第三节：长轴是一个长约65厘米、直径3厘米的轴，长轴一端与次动轮连接，另一端焊接上22mm的套筒。
第四节：两个轴承座，一个主动轮5厘米，一个次动轮22厘米用三角带传动，带动长轴旋转。
第五节：在扶手架上安装倒顺电源开关，一个人一只手顺时针旋转或逆时针旋转开关，掌握手柄把螺栓松动，操作人员可以自由操作。
（四）工作原理：以380 v电压为动力电，通过550w三相异步电动机通过皮带传动，从而带动镶嵌在长轴上的凹型螺母转动。利用特制的手柄、卡好扣件，利用手柄将螺帽插入凹型螺母，开动电源使其长轴转动。电源开关分正转和反转，操作时先正转、然后反转即可完成扣件的松动的全过程。
1．电机功率确定
（1-1） 式中 为电机效率（%）。
在设计要求的转速强度下，重复上述计算，比较不同强度的螺栓松动力所需要的电机功率。显然，从电能转换为动能能耗来说，功率小者为佳，以该原则确定主要动力的电机的大小。经过反复测试和论证采用550 w三相异步电动机。
2．主动轮和从动轮确定
电能转换为机械能是通过主动轮和从动轮来完成能量转换的，确定主动轮和从动轮直径的大小是该机械的关键。两者直径的关系是通过转速来完成确定。
主动轮与从动轮的关系：
（2-1） 式中：Sg为主动轮与从动轮速率的关系；
Sz为主动轮的速率；
Sc为从动轮的速率；
由以上关系可确定、主动轮与从动轮的直径关系：
（2-2） 式中：Dg为主动轮与从动轮直径的关系；
Dz为主动轮的直径；
Dc为从动轮的直径；
主动轮和从动轮直径的确定：
主要参数:
（1）长轴旋转速度
（2）从动轮的转速和直径
（3）主动轮的转速和直径
经过反复计算和实验得出主动轮和从动轮的直径；
Zg=77mm，电机自带轮子的直径。
主动轮的直径为77mm；
Cg=2.64*77=204mm
由计算得出，从动轮的直径后确定为204mm；
有以上公式可以看出主动轮与从动轮的速率的比是2.6倍。
3．手柄与开关距离的确定
手柄与开关的直线距离首先考虑人的适应范围、两臂的舒适程度来确定该距离。通过大量的实验和查询相关资料，左臂和右臂实现操作间的较好距离是身体长度的3.86倍。
（2-4） 式中：Lj为两臂之间较好的距离；
Ls为人的身体高度；
Jl为人肩膀的距离；
（2.5） 式中：Lj为手柄到开关的距离。
有以上关系式得出开关与手柄的直线距离为440mm。
4．手柄长度的确定根据人的臂长和操作范围，选取较好的长度，原则是既使人感到了舒适，又有可以任意操作的空间。通过试验后确定手柄长度为：550mm。
5．研制过程与改进措施
研制初期，用5.5kw三相异步电动机作为设备的动力，由于其重量大，移动不方便，另一方面电量消耗大。经过实验对比后更换为550w三相异步电动机，这样克服了以上的缺点。使用起来更加灵活方便。
三、成果主要创新点
1．首次在利用电能转换为机械能，代替手工操作松动扣件螺栓，成功实现了扣件螺栓松动的机械化，改善建筑租赁业的工作环境，充分体现了以人为本的人本理念。
2．该设备具有体积小，移动灵活，安装简便，易于操作和维护，方便适用。
3．通过实践应用证明该设备具有延长螺栓的使用寿命，节约资金，降低成本，投资少，见效快。
4．通过应用证明该设备大大的提高了螺栓松动的效率，是运用前的4.5倍。
四、在实践中应用情况
扣件螺栓松动机通过在该机械在开封市郊区茂盛钢模板租赁站、开封黄石工程建筑设备有限公司、开封郊区黄河河务局租赁站租赁等企业推广应用，经过该机具处理的扣件螺栓清理质量高，使用方便。建筑工地使用后给予高度评价，从而提高租赁企业的信誉。另一方面应用该机不但节约了时间，还有效的降低了劳动强度，大幅度提高了工作效益，延长了扣件的使用寿命，减少了成本的投入，为企业节约大量的资金，松动机自身投资小，见效快，经济效益显著。应用的企业都取得了较好的经济效益。
五、生产效益
原来传统的方法，每人每天一个工作日可以加工400个左右，螺栓松动效果很差，工作人员人身还容易受到伤害，也很容易损坏螺栓。研制成功的扣件螺栓松动机，机具总造价1000元，经济使用。按每人每天一个工作日8小时计算，大约可以松动1800个扣件，而且松动的效果特别好。如果按每天节约120元计算，一年可以节约43800元，功效是传统人工松动的4.5倍。该机应用是扣件清理的速度加快，加快了扣件的周转，增加了租赁企业的经济收入。再一方面由于扣件的及时清理、保养，延长了扣件的使用寿命，减少了成本投入，节约的企业资金。同时也提高了市场信誉，增加了租赁业务量，从而增加了经济收入。
六、主要完成单位及发展前景
详细信息
本机是我厂*研制的拆卸和保养丝杠（油托）的专用小型机械，它的问世必将给广大的丝杠（油托）使用和租赁单位带来成功的福音和更高的经济效益。该机体积小、价格便宜、使用方便、操作*、性能优异。
产品详细参数
产品别名 ： 拧油托机 产品用途 ： 拆卸和保养丝杠（油托）