矿用气动扳手工作原理及技术解析

一、核心工作原理

矿用气扳手以压缩空气为动力源，通过气动马达将气压能转换为机械能，驱动冲击机构产生高扭矩，实现螺栓的快速装卸。其工作过程分为三个阶段：

1. 动力转换（气动马达阶段）

• 结构组成：
  气动马达由定子、转子、叶片及密封盖构成，转子与定子偏心安装。叶片在转子槽内可自由滑动。

• 工作过程：

  1. 压缩空气通过进气口进入马达气缸，推动叶片向外扩张并紧贴气缸壁。
  2. 叶片将气缸分割为多个工作室，气压差驱动转子高速旋转（转速可达4500r/min以上）。
  3. 排气口排出废气，完成一次做功循环。

• 能量转换：
  气压能转化为转子的旋转动能，为后续扭矩输出提供动力。

2. 扭矩放大（传动机构阶段）

• 齿轮传动：
  转子通过花键直接连接冲击机构，部分型号采用行星齿轮减速机构，将高速旋转转化为geng大扭矩。
• 冲击机制：
  转子动能传递至惯性冲击架，通过冲击爪与扭力输出轴的碰撞，将恒定扭矩转换为脉冲式冲击扭矩，显著提升瞬时扭矩输出（如BE100型号可达44000N·m）。

3. 冲击输出（作业执行阶段）

• 螺栓装卸：
  冲击扭矩通过方头套筒传递至螺栓，实现快速拧紧或拆卸。
• 正反转控制：
  通过倒顺旋钮切换进气方向，改变转子旋转方向，适应不同作业需求。

二、关键技术特点

1. 防爆设计

• 采用双锤式冲击结构，避免摩擦火花，适配煤矿等易燃易爆环境。
• 机身采用高强度合金材料，耐冲击、耐腐蚀，适应井下潮湿、多尘环境。

2. 扭矩调节

• 气压调节：通过调整输入气压（0.4-0.63MPa）控制扭矩输出。
• 机械调节：部分型号配备扭力弹簧或功率管理系统，实现扭矩精准控制（重复度±5%）。

3. 高效作业

• 空转转速高（≥4500r/min），结合冲击机制，显著缩短螺栓操作时间。
• 适用于高强度螺栓（如M16-M100规格），扭矩输出范围广（196N·m至44000N·m）。

三、应用场景适配

1. 煤矿支护

• U型钢支架安装：快速拧紧卡缆螺母，确保支架受力均衡。
• 锚杆支护：搅拌树脂锚杆并旋紧螺母，提升支护效率。
• 松架复扭：处理因震动导致的螺栓松动问题。

2. 工业领域

• 汽车制造：发动机、底盘等高强度螺栓的拆装。
• 桥梁建设：钢轨、桥梁连接件的螺栓紧固。
• 石油化工：管道法兰、压力容器螺栓的快速操作。

3. 重型设备维护

• 铁路维护：钢轨螺栓的紧固与拆卸。
• 电力设备：变压器、输电塔螺栓的安装与维护。

四、维护与安全

1. 日常维护

• 气压控制：确保输入气压稳定在0.5-0.63MPa，避免过载。
• 润滑保养：定期添加专用润滑油，防止叶片磨损。
• 清洁检查：作业后清理金属碎屑，检查冲击块磨损情况。

2. 安全操作

• 反作用力管理：操作时需固定反作用力臂，避免人员受伤。
• 气压监测：使用前检测进气压力是否符合标准。
• 部件检查：确保软管、接头无泄漏，避免使用损坏的配件。

五、技术参数示例（以BE系列为例）

 

型号	螺栓直径（mm）	验收扭矩（N·m）	机重（kg）	适用气压（MPa）
BK20	20	490	4.5	0.63
BK56	56	9980	17	0.63
BK100	100	44000	90	0.63

 

六、总结

矿用气扳手通过气动马达驱动、齿轮传动放大扭矩、冲击机构输出脉冲力的方式，实现了高效螺栓装卸功能。其工作原理融合了动力转换、机械传动与冲击技术，是矿用及工业领域不可或缺的高扭矩作业工具。操作时需严格遵循规范，定期维护以确保性能稳定。