扣件螺栓維修機的研發說明
一、成果產生的背景
（一）扣件在建筑工地的作用
建筑工程，特別是房屋建筑，我們隨時可以看到施工是密密麻麻的建筑腳手架，建筑工人借助這些腳手架筑起了一座座高樓大廈，腳手架是各種建筑工程的必要輔助工具，離開腳手架任何工程都無法樹立起來，是什么把一根根各種型號的鋼管連接成穩定、堅固的整體的呢？起關鍵作用的就是扣件，扣件通過螺栓把鋼管連接起來，成為支撐建筑工程的基石。
（二）研制緣由
在建筑設備租賃行業中，扣件租賃業務是建筑租賃企業的支柱項目，因為它是建筑施工中必不可少的建筑施工工具之一、它主要用于腳手架的連接和固定。建筑商為了節約資金投入，都是采用租賃的形式，這樣可以省去不少不必要的環節（購買、保存、清理、保養、維修、更換），建筑商可根據自己的需求租賃扣件。建筑商就把以上的各項工作轉嫁給了租賃企業，建筑商使用完成后的扣件，由于管理和保管不善，歸還的扣件租賃企業要進行整修、清理、保養上油，方可下次使用。否則不能達到施工質量要求。扣件整修的質量的好壞，直接影響施工*和來往業務，還直接影響租賃企業的市場信譽及建筑工程的經濟效益。
傳統的清理方法是：由于建筑商管理不好，建筑工程都是露天作業，風、雨侵蝕扣件的生繡的很嚴重。還有建筑工地的混凝土的侵蝕，須先加潤滑油浸泡數小時后，在人工用扳手慢慢的松動。人工拿扳手對扣件螺栓松動時很難操作，首先要固定扣件，然后才能進行松動。所以人工操作既費時、又費力，功效也低，清理松動的質量差，很容易損壞螺栓。對扳手的消耗量很大，還無形增大了租賃企業的資金投入。
我廠結合本單位生產實際，以“提高生產效率、降低職工勞動強度、提高經濟效益”為出發點，開展技術創新活動，經過了解開封幾十家的租賃站（公司）都是以人工的方式進行這項工作，怎樣才能利用機械代替原始的手工操作呢？我們局從各部門精選技術過硬、業務能力強、富有責任心和鉆研精神強的技術人員成立科研攻關小組，到各租賃行業和建筑工地進行調研。在維修車輛的風炮機的基礎上，發揮聰明智慧，決定開發研制扣件螺栓松動機。通過半年在使用中反復實驗，逐步改進和完善，研制成功了扣件螺栓松動機 。
二、研發過程
（一）方案設計步驟
1.功能分析認真研究設計任務書，明確設計任務和要求。對設計任務進行功能分析，明確機械系統總功能，并將總功能進一步分解為諸多分功能。
2.原理方案確定在功能分析的基礎上，通過創新構思、搜索探求、優化篩選等，選擇能實現該功能的工作原理方案。
3.機械運動方案的設計為實現各功能原理進行工藝動作構思和工藝動作分解，選擇各功能原理的實現結構或機構。進行機械運動方案的設計與評價。
4.機械運動簡圖的尺度綜合將機械運動方案中各個執行機構，根據工藝動作運動規律要求和運動循環圖的要求進行尺度綜合。機械運動簡圖中各機構的運動尺寸都要通過分析、計算加以確定。當然，還應同時考慮其運動條件和動力條件，以設計出性能良好的新機械。
5.方案分析 對機械傳動系統進行運動和動力分析，考察其能否全面滿足機械的運動和動力功能要求，必要時還應進行適當的調整。運動和動力分析結果也將為機械的工作能力和結構設計提供必要數據。
6. 方案評審 通過對眾多方案的評比，終選出較好方案。
7. 試制
8．改進
（二）設計原則：移動方便，結構簡單、可操作性強、投資少、功效高、降低成本、減少勞動強度，充分利用自動化提高生產效率，提高扣件的質量。
（三）機具結構：框架、550w三相異步電動機、長軸、軸承座、手柄。
*節：框架是用三角鐵焊制而成，長66厘米，寬60厘米，高35厘米的框架。
*節：扣件螺栓松動機動力有一個550w三相異步電動機，額定功率550w、額定電壓380v、額定電流1.54A、轉速1400r/min，頻率50HZ。
第三節：長軸是一個長約65厘米、直徑3厘米的軸，長軸一端與次動輪連接，另一端焊接上22mm的套筒。
第四節：兩個軸承座，一個主動輪5厘米，一個次動輪22厘米用三角帶傳動，帶動長軸旋轉。
第五節：在扶手架上安裝倒順電源開關，一個人一只手順時針旋轉或逆時針旋轉開關，掌握手柄把螺栓松動，操作人員可以自由操作。
（四）工作原理：以380 v電壓為動力電，通過550w三相異步電動機通過皮帶傳動，從而帶動鑲嵌在長軸上的凹型螺母轉動。利用特制的手柄、卡好扣件，利用手柄將螺帽插入凹型螺母，開動電源使其長軸轉動。電源開關分正轉和反轉，操作時先正轉、然后反轉即可完成扣件的松動的全過程。
1．電機功率確定
（1-1） 式中 為電機效率（%）。
在設計要求的轉速強度下，重復上述計算，比較不同強度的螺栓松動力所需要的電機功率。顯然，從電能轉換為動能能耗來說，功率小者為佳，以該原則確定主要動力的電機的大小。經過反復測試和論證采用550 w三相異步電動機。
2．主動輪和從動輪確定
電能轉換為機械能是通過主動輪和從動輪來完成能量轉換的，確定主動輪和從動輪直徑的大小是該機械的關鍵。兩者直徑的關系是通過轉速來完成確定。
主動輪與從動輪的關系：
（2-1） 式中：Sg為主動輪與從動輪速率的關系；
Sz為主動輪的速率；
Sc為從動輪的速率；
由以上關系可確定、主動輪與從動輪的直徑關系：
（2-2） 式中：Dg為主動輪與從動輪直徑的關系；
Dz為主動輪的直徑；
Dc為從動輪的直徑；
主動輪和從動輪直徑的確定：
主要參數:
（1）長軸旋轉速度
（2）從動輪的轉速和直徑
（3）主動輪的轉速和直徑
經過反復計算和實驗得出主動輪和從動輪的直徑；
Zg=77mm，電機自帶輪子的直徑。
主動輪的直徑為77mm；
Cg=2.64*77=204mm
由計算得出，從動輪的直徑后確定為204mm；
有以上公式可以看出主動輪與從動輪的速率的比是2.6倍。
3．手柄與開關距離的確定
手柄與開關的直線距離首先考慮人的適應范圍、兩臂的舒適程度來確定該距離。通過大量的實驗和查詢相關資料，左臂和右臂實現操作間的較好距離是身體長度的3.86倍。
（2-4） 式中：Lj為兩臂之間較好的距離；
Ls為人的身體高度；
Jl為人肩膀的距離；
（2.5） 式中：Lj為手柄到開關的距離。
有以上關系式得出開關與手柄的直線距離為440mm。
4．手柄長度的確定根據人的臂長和操作范圍，選取較好的長度，原則是既使人感到了舒適，又有可以任意操作的空間。通過試驗后確定手柄長度為：550mm。
5．研制過程與改進措施
研制初期，用5.5kw三相異步電動機作為設備的動力，由于其重量大，移動不方便，另一方面電量消耗大。經過實驗對比后更換為550w三相異步電動機，這樣克服了以上的缺點。使用起來更加靈活方便。
三、成果主要創新點
1．首次在利用電能轉換為機械能，代替手工操作松動扣件螺栓，成功實現了扣件螺栓松動的機械化，改善建筑租賃業的工作環境，充分體現了以人為本的人本理念。
2．該設備具有體積小，移動靈活，安裝簡便，易于操作和維護，方便適用。
3．通過實踐應用證明該設備具有延長螺栓的使用壽命，節約資金，降低成本，投資少，見效快。
4．通過應用證明該設備大大的提高了螺栓松動的效率，是運用前的4.5倍。
四、在實踐中應用情況
扣件螺栓松動機通過在該機械在開封市郊區茂盛鋼模板租賃站、開封黃石工程建筑設備有限公司、開封郊區黃河河務局租賃站租賃等企業推廣應用，經過該機具處理的扣件螺栓清理質量高，使用方便。建筑工地使用后給予高度評價，從而提高租賃企業的信譽。另一方面應用該機不但節約了時間，還有效的降低了勞動強度，大幅度提高了工作效益，延長了扣件的使用壽命，減少了成本的投入，為企業節約大量的資金，松動機自身投資小，見效快，經濟效益顯著。應用的企業都取得了較好的經濟效益。
五、生產效益
原來傳統的方法，每人每天一個工作日可以加工400個左右，螺栓松動效果很差，工作人員人身還容易受到傷害，也很容易損壞螺栓。研制成功的扣件螺栓松動機，機具總造價1000元，經濟使用。按每人每天一個工作日8小時計算，大約可以松動1800個扣件，而且松動的效果特別好。如果按每天節約120元計算，一年可以節約43800元，功效是傳統人工松動的4.5倍。該機應用是扣件清理的速度加快，加快了扣件的周轉，增加了租賃企業的經濟收入。再一方面由于扣件的及時清理、保養，延長了扣件的使用壽命，減少了成本投入，節約的企業資金。同時也提高了市場信譽，增加了租賃業務量，從而增加了經濟收入。
六、主要完成單位及發展前景
詳細信息
本機是我廠*研制的拆卸和保養絲杠（油托）的專用小型機械，它的問世必將給廣大的絲杠（油托）使用和租賃單位帶來成功的福音和更高的經濟效益。該機體積小、價格便宜、使用方便、操作*、性能優異。
產品詳細參數
產品別名 ： 擰油托機 產品用途 ： 拆卸和保養絲杠（油托）