在大型离心式注水泵的维修过程中，电动扳手的拆装螺丝是一项繁重的体力劳动。自电动扳手引进以来，这项工作已经机械化，工人的劳动强度大大降低。然而，在使用过程中，该设备逐渐暴露出使用寿命短的问题。据统计，每台设备平均检修10台注水泵后不能继续使用，设备利用率极低，成本消耗急剧增加，极大地影响了原油的生产进度。因此，利用现有的设备和技术条件来改进电动扳手，预计将设备的使用寿命延长到原来的两倍，即从原来的电动扳手检修注水泵10到20。

电动扳手失效的原因分析

电动扳手的工作原理是，电机通过行星齿轮机构减速后，将动力传递给冲击头。冲击头的两个凸头驱动扳轴通过扳轴爪旋转，动力输出由扳轴完成。电动扳手使用一段时间后，输出功率开始下降。随着设备的继续使用，输出功率继续下降，直到无法工作。

通过解体观察电动扳手，发现所有使用过的电动扳手的扳轴工作面无一例外磨损严重。

磨损后的工作面是与原工作面形成约45度角的斜面，在工作过程中会分散作用于扳轴的冲击力。冲击力分散后，电动扳手内部各部件

应力也发生了变化。冲击力的分散如图1所示。由于磨损面和工作面形成约45度角，a角也约为45度，此时F。一个F2和一个F≈0．7F。由此可见，如果磨损面分散冲击力30%，与F相关的扭矩M也会相应降低，输出功率也会减弱。分散的力F2沿轴向传递给扳轴，使扳轴

直接冲击前壳体，导致铸铁前壳体工作条件恶化。不仅如此，力F2还将扳轴压向壳体，使扳轴与壳体之间在短时间内产生较大的摩擦

摩擦扭矩MF。在正常工作状态下，扭矩M只需克服外部阻力M（即松动和拧紧螺母的阻力矩）。工作面磨损后，不仅扭矩M本身被削弱，而且还克服了摩擦扭矩MF。当输出功率不能克服这些阻力的联合力时，电动扳手不能工作，这与电动扳手的故障过程一致。

制定对策通过论证，找出了设备故障的主要原因。只要解决磨损问题，就能有效延长电动扳手的使用寿命。由于扳轴磨损比冲击头严重得多，首先要解决扳轴磨损的问题。如果这个问题得到解决，冲击头的磨损问题就会得到解决。将整体扳轴改为拆分扳轴，扳轴的工作面可拆卸，使用一段时间后，可根据磨损情况进行更换。通过合理的加工工艺，活动工作面可单独选用合适的材料，达到较高的机械性能。因此，选用高碳钢进行中温回火前淬火的热处理工艺。这样，加工后的活动工作面具有较高的硬度和一定的韧性，使其在受冲击时不会断裂。而且可以大批量加工，一次加工可以满足长期更换的使用要求，非常方便。然而，这种方法应该保持扳轴的原始形状和尺寸，

还需要安装活动工作面，只能去除扳轴的部分基体金属材料。必须进行受力计算，以确定这是否能满足受力要求。电动扳手输出扭矩为10000Nm，这种扭矩是通过作用在扳轴上的力偶实现的。由于扳轴工作面为矩形平面，工作面各点的应力尺寸和方向相同，为了便于计算，均匀分布的力可以集中在工作面的中心，如图2所示。

弯曲应力公式用于圆圈2分裂扳轴的应力分析

扳轴爪在力F的作用下会产生弯曲应力。加工后的扳轴爪被削弱，其危险截面为A-A截面，用于应力计算。将扳轴爪简化为如图3所示的机械模型。

由此可见， 改进后扳轴危险截面的弯曲应力小于材料的允许应力，以满足使用要求 。

效益分析

将电动扳手工作面改为拆分式， 磨损后可更换， 它可以大大延长其使用寿命。 根据当前使用寿命， 送货加工费0.3 万元 ， 每台电动扳手的价值 2.1 万元计算 ， 每次使用一个可以节省1.8的成本 万元。 在今后 的使用中 ， 随着大修泵参数的增加，经济效益将继续增加。

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