液壓扳手行業的現狀及前景分析

  現在的液壓扳手使用范圍十分寬廣。在船舶工程，石油化工，建筑，電力，礦山，冶金等行業的施工，檢修，搶修等工作中，液壓扳手對于大規格的螺栓的安裝與拆卸都是一種十分重要的工具。具有其它工具的不可替代性。不僅使用方便輕巧，而且所提供的扭矩巨大且十分準確。扭矩重復精度達到±3%左右。據有關統計，在設備運行故障中有50%左右是因為螺栓問題引起的，同時因螺栓問題而造成設備重大事故的數量也非常驚人，因此在設備安裝，檢修及搶修過程中，對螺栓緊固及拆卸的力矩在絕大部分情況下都要求比較嚴格，而用人工方法是難以達到要求的。對于螺栓提供大規格的扭矩，液壓扳手更是理想的選擇。液壓扳手主要分為驅動液壓扳手和中空液壓扳手兩大類。

  1液壓扳手優化方法，基礎條件及實驗方法的探討

  液壓扳手由于在施工的過程中常用于狹小空間及運輸十分不便利的位置，因而扳手的體積和重量是一個比較重要的指標。為了縮小部件的尺寸，采用強度合金材料及熱處理是常見的方法。同時采用有限元分析(finiteelementanalysis)優化設計，達到減小部件的尺寸和重量，也是十分重要的一環。本文將從這兩個方面對液壓扳手尺寸優化進行分析。同時，如何取得高質量的產品，本文從基礎的制造條件，實驗方法也進行了一些闡述。

  1.1強度合金材料及熱處理的方法

  對于采用強度合金材料及熱處理的方法來達到減小部件的尺寸和重量的目的。由于目前全球貿易的寬泛，尋找到強度材料的難度并非很大，然而由于為了進一部的提強度，還必須采取熱處理及表面處理，對于希望部件強度達到1000MPa以上并且穩定，并且對于材質強度的均勻性也要求極高(主要是由于液壓方驅扳手內部零件的不規則所影響)，目前國內企業還很難對于液壓方驅扳手內部零件的強度達到1000MPa以上，即使能個別達到，也很難達到批量的穩定性。還需要多向國外同類產品學習，在一個較長的時期內，投入較多的人力與資金，在材質與熱處理的方面多加以摸索和實驗。

  1.2有限元分析(finiteelementanalysis)優化設計方法

  基于有限元分析而采取的優化設計方法主要是采用離散化理論計算來反復修正設計，以達到比較好的設計。主要計算原理為：

  在離散后采取h-elements(進一步細分網格)及p-element(提高計算階數)來達到計算收斂。液壓方驅扳手內部棘爪的FEA力學計算，可見局部應力已經超過1000MPa。由于現在計算機的快速發展，由于網格的細化而造成的計算量巨大已經不是一個問題。從這一方面來講，對于計算的精度沒有瓶頸問題。但是由于液壓方驅扳手內部零件較為復雜，且邊界條件難以給定，接觸面條件也難以模擬與給定，因而計算只能作為設計與實驗的參考，不能完全依賴，應該在多個邊界條件的模型中摸索與分析結果，逐步找到可信賴的數據，并且與相應的實驗測試結果加以對比。

  1.3基礎條件

  由于液壓扳手涉及到強度材料及高液壓壓力(目前液壓扳手的主流壓力為70MPa)兩方面的要求，因而在一些基礎條件的要求上整體來說還是十分高。

  目前國內產品對比國外同類產品在重量，外型，壽命，功能等方面還是存在一些差距。從制造來說，雖然國內不乏一些高質量的CNC，但是缺乏一些管理與技術方面的積累，目前制造出的部件，還存在質量不穩定的因素。同時對于強度材料，高壓液壓密封圈，高壓接頭等相關基礎物料還依賴進口。

  1.4實驗方法

  無論國內還是國際上目前還沒有關于液壓扳手的產品及實驗標準，實驗(功能實驗，壽命實驗，可靠性實驗等)是確定產品質量的基本要求，也是產品推向市場前的基本要求，雖然沒有專門的液壓扳手的產品及實驗標準。我們任然可以從一些國內外的一些標準中(例如AMSIB30.1，ANSIB107等)尋找相關的技術關鍵點來制定企業的關于該產品的一些標準。這一環節的也是一個企業的研發能力的關鍵點，產品質量及可靠性的前提保證。

  2結論與展望

  本文對液壓扳手的比較好的方法提出探討，通過本文所涉及的兩個方面(材料，FEA)相關的探討，初步分析如何使液壓扳手重要的指標尺寸及重量達到理想的效果。對于國際上目前先進的液壓扳手給予追蹤與分析，對于國內目前在該項技術上發展，提出了需要長期摸索與實驗的建議。