传感器电动扳手的结构特点使用及维护保养

   
    在中华人民共和国建国70周年的节前，武汉普朗特液压扳手为大家有传感器的电动液压扳手常见问题分析及排除措施，文中提到有传感器的电动液压扳手遇到的问题及解决方案，今天（2019年10月5日）普朗特液压扳手给大家讲述的是 传感器电动扳手的结构特点使用及维护保养。

    装配工具对保证产品质量具有重要作用，通常使用的装配工具有气动扳手、电动扳手等，其中重要产品或关键部件装配需要使用高精度装配工具，如气动定扭扳手或电动定扭扳手。我们公司发动机装配使用传感器电动扳手， 其扭矩精度为±5%，能很好保证发动机装配质量。 公司使用的传感器电动扳手是进口工装，价格高，但是装配质量很好。为了充分发挥电动扳手作用，提高扳手有效利用，必须了解电动扳手结构特点、做好电动扳手保养维护。

    传感器电动扳手的结构

    1、拧紧控制器。传感器电动扳手需要配备拧紧控制器一起使用。 拧紧控制器用来控制与拧紧相关的各种工作。包括驱动和控制拧紧轴、计算拧紧力矩和角度是否合格、保存拧紧参数和结果，连接各种外设通讯等。 拧紧控制器包含 CPU 板、伺服驱动板、I/O 接口板、电源供给板、外设接口板等几个部分。CPU 板控制电机执行拧紧循环程序，负责各种通讯（串口线、并口 I/O 线、现场总线）并且保存拧紧结果；伺服驱动板给拧紧轴提供动力输出；I/O 接口板处理控制电机的各种输入输出信号；电源供给板将外部电源的 110VAC 或 220VAC 电流转换成 5VDC/2A，±15V DC/200mA，24VDC/1A 电流提供给 CPU 板和 I/O 接口板使用；外设接口板负责与打印机、工控机以及其他串口设备通讯。

    2、电动扳手。电动扳手接收来自拧紧控制器的命令，执行各种拧紧循环程序，是整个拧紧系统的执行机构。电动扳手包含拧紧头、减速机构及扭矩传感器、伺服电极及角度编码器）、手柄（内部有存储芯片板）等部分，如图 1 所示。拧紧头与套筒相连，对螺栓进行拧紧；减速机构按一定减速比将伺服电机输出转化为需要的转速，力矩传感器检测拧紧时的力矩和角度；伺服电机给工具提供动力输出； 手柄控制工具的启动停止以及正反转，存储芯片板保存工具的型号、出厂号、减速比等参数。

    3、连接电缆。 连接电缆包括动力电缆和力矩电缆，动力电缆给拧紧工具提供动力；力矩电缆将拧紧控制器的各种命令传达给电动扳手， 同时将扭矩传感器检测到的力矩和角度传送给拧紧控制器。

    传感器电动扳手的特点

   
    传感器电动扳手与气动扳手比较， 具有精度高、防错、数据储存等特点。

    1、精度高。不同装配工具的扭矩精度差异较大，冲击式气动扳手的扭矩精度为±25—±40%；气动定扭扳手扭矩精度为±15%；传感器电动扳手扭矩精度为±5%。 从上述比较可以看出传感器电动扳手扭矩精度比较高。

    2、防错。传感器电动扳手使用控制器预设装配参数，循环使用，并存储工具型号，若更换工具需要重新设置或复制，否则控制系统不识别，扳手不能启动。

    3、数据存储。 控制器 CPU 板能控制电机执行拧紧程序，保存拧紧数据，方便产品问题追溯。

    传感器电动扳手的使用

    1、电动扳手的选型。根据使用经验，工艺扭矩值确定在扳手扭矩最大值的 75%左右比较合理,此时既能保证装配力矩能够达到工艺要求， 又能保证电动扳手内的机械部分有较高的使用寿命。

    2、通电前确认电动扳手“开关”是断开状态，避免通电后扳手突然转动造成意外事故。

    3、电源连接。 将电动扳手的插头插入控制器相应的接口上，然后将控制器电源接入外电源。如果要上传拧紧结果， 通过控制器以太网口可以将数据上传到 PC。

    4、新使用或者修理后使用的电动扳手，在接入控制器后需要进行扭矩标定。 配合扭矩扳手检定仪， 对电动扳手的实际扭矩和设定扭矩进行校对。

    5、使用电动扳手进行装配工作，首件需要经过表盘扭矩扳手的进行扭矩测量， 确认电动扳手拧紧的螺栓达到工艺扭矩要求才能继续装配。

    6、使用中出现异常立即停止工作，检查处理，注意将插头或电源断开。

    7、电动扳手去除外包装后短途搬运或使用过程中，外部电缆请注意避免摩擦、缠绕，注意不要直接拖拽电缆。

    8、电动扳手使用后关闭“开关”，关闭控制器，电动扳手可悬挂或放在干燥整洁工位器具上，禁止落地。

    传感器电动扳手的保养维护

    电动扳手使用时间长，使用频次高，如果不及时进行保养维护，会造成传动阻力过大、异响、发热等故障，严重的会损坏扳手的各传动部件，导致电机及其控制部分因过载而损坏， 所以必须定期对电动扳手进行维护保养。

     机械传动原理

   
    电动扳手传动原理见图 2，电机通过传动轴 1带动轮 1(中心轮)旋转，轮 2（行星轮）同时与轮 1和轮 3（静止轮）啮合，形成一个周转轮系，由于轮3 静止不转动，行星轮在中心轮的带动下，不仅自转，还围绕中心轮轴心公转，其公转的转速就是周转轮系的输出转速 N, 该轮系的传动比由轮 1 和轮 3 的齿数决定，而和轮 2 的齿数无关，具体公式为 (N1—N)/(N3—N)=Z3/Z1=i,N1 为电机转速 （已知），N3=0(静止轮),Z1、Z3 为轮 1、3的齿数，我们可以求出传动比 i 和轮系的输出转速 N(同时也是二级减速轮系输入转速)，通过两级减速，可以获得需要的减速比。减速器带动传动轴 2 转动，拧紧头轴与传动轴 2 通过一对伞齿轮啮合传动， 实现拧紧目的。

    感谢陈 锐 郭守华  东风商用车公司发动机厂 东风商用车公司装备技术管理部为本文提供技术资料支持。

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