閆國(guó)瑞

1 前言

氣扳機(jī)是螺紋緊固作業(yè)的主要工具，也是具有葉片式發(fā)動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)類氣動(dòng)工具產(chǎn)品家族中的大哥大，它麻雀雖小，但五臟俱全。氣扳機(jī)屬于技術(shù)密集型一類的產(chǎn)品，產(chǎn)量大，使用面廣，制造難度較大。筆者多次見證過一些公司開發(fā)氣扳機(jī)屢屢失敗，數(shù)百萬元投資打了水漂，現(xiàn)今仍有一些公司在氣扳機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)上如鯁在喉，騎虎難下。可以毫不夸張地說，誰能夠攻占?xì)獍鈾C(jī)設(shè)計(jì)、制造這塊高地，再繼續(xù)開發(fā)其他回轉(zhuǎn)類氣動(dòng)工具，比如氣鉆，氣砂輪等產(chǎn)品，則是“會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小”了。再進(jìn)一步，如果能成功地開發(fā)出沖擊式定扭矩氣扳機(jī)，甚至油壓脈沖定扭矩氣扳機(jī)，并達(dá)到規(guī)?；慨a(chǎn)，被市場(chǎng)認(rèn)可，那就登上這塊高地的巔峰了。

氣扳機(jī)是我國(guó)鑿巖機(jī)械與氣動(dòng)工具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語，這類產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是JB/T 8411，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格范圍為M6～M100，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上較流行的稱謂是風(fēng)批（M2～M6）、風(fēng)扳（M8～M20）、風(fēng) 炮（M24 ～M42），M42 以上的產(chǎn)品叫大風(fēng)炮，產(chǎn)量不大。

2 發(fā)展歷史

2.1 第一階段：1953年～1966年

新中國(guó)成立前我國(guó)沒有氣動(dòng)工具產(chǎn)業(yè)。1953年蘇聯(lián)有償援建我國(guó)156 項(xiàng)重工業(yè)項(xiàng)目，史稱156 工程。原沈陽風(fēng)動(dòng)工具廠（以下簡(jiǎn)稱沈風(fēng)廠）就是156 工程項(xiàng)目之一，由蘇聯(lián)最先進(jìn)、最具實(shí)力的圣彼得堡氣動(dòng)工具廠對(duì)口援建，主要任務(wù)是生產(chǎn)我國(guó)礦山、水電工地急需的鑿巖機(jī)，附帶生產(chǎn)其他氣動(dòng)工具，據(jù)說蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)提供了氣動(dòng)鑿巖機(jī)、氣扳機(jī)、氣砂輪、氣鉆、氣鏟、氣動(dòng)鉚釘機(jī)、搗固機(jī)、氣鎬等共計(jì)13個(gè)產(chǎn)品的完整圖紙。同時(shí)設(shè)計(jì)、工藝、檢驗(yàn)、生產(chǎn)等方面的主要管理人員都派到圣彼得堡氣動(dòng)工具廠對(duì)口培訓(xùn)一年。沈風(fēng)廠作為我國(guó)第一家氣動(dòng)工具企業(yè)誕生于1953年。大概在1955年沈風(fēng)廠生產(chǎn)出了我國(guó)第一批氣扳機(jī)。由于建國(guó)初期我國(guó)機(jī)電工業(yè)十分落后，氣動(dòng)工具的使用不多，當(dāng)時(shí)主要是對(duì)蘇聯(lián)技術(shù)的學(xué)習(xí)、消化、吸收，直到1967年的10 多年里，氣扳機(jī)技術(shù)基本上在原地踏步，發(fā)展緩慢，這個(gè)時(shí)期為氣扳機(jī)發(fā)展的第一個(gè)階段。

2.2 第二階段：1967年～1992年

1966年美國(guó)侵略越南戰(zhàn)爭(zhēng)急速升級(jí)，戰(zhàn)火有可能燃燒到我國(guó)，為保家衛(wèi)國(guó)，中央開始了史上最大規(guī)模的備戰(zhàn)，即三線建設(shè)：將東北、華北、華東及東南沿海的主要工廠、科研院所內(nèi)遷到西北、西南的山區(qū)。沈風(fēng)廠為首批搬遷單位之一，工廠一分為二，精兵良將數(shù)百人、精良設(shè)備數(shù)百臺(tái)于1966年搬遷至甘肅省天水市天水縣，成立了天水燎原風(fēng)動(dòng)工具廠（以下簡(jiǎn)稱天風(fēng)廠）。一同搬遷的還有沈陽風(fēng)動(dòng)工具研究所（1959年在沈風(fēng)廠的基礎(chǔ)上成立），到天水后改名天水風(fēng)動(dòng)工具研究所（以下簡(jiǎn)稱天風(fēng)所，現(xiàn)為天水鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具研究所）。當(dāng)時(shí)沈風(fēng)廠、天風(fēng)廠都生產(chǎn)鑿巖機(jī)，回轉(zhuǎn)類氣動(dòng)工具如氣扳機(jī)、氣鉆、氣砂輪等產(chǎn)品全部西遷，沖擊類產(chǎn)品如氣動(dòng)鉚釘機(jī)、氣動(dòng)搗固機(jī)、氣鎬等留沈風(fēng)廠生產(chǎn)。當(dāng)年三線建設(shè)時(shí)，同樣一分為二搬遷到天水的還有沈陽第一機(jī)床廠（當(dāng)年也屬于156 工程項(xiàng)目），遷到天水后的廠名為天水星火機(jī)床廠。在沈陽、天水這兩家工廠都是鄰居，內(nèi)遷廠名引用的是毛主席“星星之火，可以燎原”的名言。

如果說第一階段是沈風(fēng)廠一枝獨(dú)秀，那么第二階段則是五大方陣同場(chǎng)競(jìng)技。專業(yè)性國(guó)企天風(fēng)所、天風(fēng)廠、沈風(fēng)廠、青島前哨等為第一方陣的領(lǐng)跑者。第二方陣是長(zhǎng)春第一汽車廠、十堰第二汽車廠、北京吉普汽車廠、南京汽車廠、洛陽第一拖拉機(jī)廠、常州戚墅堰機(jī)車車輛廠、濟(jì)南機(jī)車車輛廠等國(guó)企的工具科，他們都生產(chǎn)自己使用的一部分氣扳機(jī)。第三方陣是山東黃縣北馬氣動(dòng)（現(xiàn)煙臺(tái)春龍集團(tuán)公司的前身，與一汽對(duì)接專供）、江蘇啟動(dòng)氣動(dòng)（與二汽對(duì)接專供）、上海民生（與石化及電力系統(tǒng)對(duì)接專供）、上海閘北氣動(dòng)、天津小型氣動(dòng)、佛山三洋氣動(dòng)，以及無錫、鎮(zhèn)江、蕭山、寧波等地生產(chǎn)氣扳機(jī)或氣螺刀的一些集體所有制企業(yè)。第四方陣是江蘇、浙江、福建、廣東的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)小廠，大概從1988年起生產(chǎn)氣動(dòng)工具零件，雖然規(guī)模小，但活力十足。第五方陣是1990年后我國(guó)臺(tái)灣、香港的少數(shù)商家搶灘登陸京、滬、穗等一線城市開辦商號(hào)，推銷日本、歐美等國(guó)的各種氣動(dòng)工具，把氣扳機(jī)最新國(guó)際產(chǎn)品展示給我們。

在第二階段的30 多年里，我國(guó)氣動(dòng)工具產(chǎn)業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。五大方陣賽跑的結(jié)果是天風(fēng)廠衰落，天風(fēng)所全面退出產(chǎn)品研發(fā)，第三方陣高速發(fā)展，第四方陣嶄露頭角。

2.3 第二階段時(shí)間劃分的理由

1967年天風(fēng)廠開始批量生產(chǎn)新一代氣扳機(jī)B10A、B20A 等，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)具備自主研發(fā)氣扳機(jī)產(chǎn)品的實(shí)力。此后20 多年，天風(fēng)廠一直發(fā)揮著行業(yè)的龍頭作用。1992年春天鄧小平南巡講話發(fā)表之后，國(guó)內(nèi)結(jié)束了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)“姓資姓社”的爭(zhēng)論，實(shí)現(xiàn)了全民思想大解放，江蘇、浙江、福建、廣東的草根人士紛紛辦起了氣動(dòng)工具廠，外商、外資大舉進(jìn)軍國(guó)內(nèi)氣動(dòng)行業(yè)。1992年以前雖然已經(jīng)改革開放了，但重點(diǎn)在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村，工業(yè)企業(yè)的手腳還是被束縛著。1985年北京五金國(guó)際博覽會(huì)上外國(guó)氣動(dòng)工具首次亮相，美國(guó)芝加哥公司（CP）、日本不二公司（Fuj1）各自帶來很多樣機(jī)參展，在我國(guó)尋求合作伙伴，希望技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合資生產(chǎn)氣動(dòng)工具，這是發(fā)達(dá)國(guó)家最早想打開中國(guó)氣動(dòng)工具市場(chǎng)大門的行動(dòng)。國(guó)家第一機(jī)械部讓天風(fēng)廠與這兩家外國(guó)公司接洽，結(jié)果是天風(fēng)廠只買了幾臺(tái)氣扳機(jī)展品，拿回來了幾本樣冊(cè)。1987年在杭州召開的JB/T 8411-××××《沖擊式氣扳機(jī)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿評(píng)審會(huì)議，前來參會(huì)的氣扳機(jī)、氣螺刀廠家還不到10 家。1992年國(guó)內(nèi)氣扳機(jī)產(chǎn)業(yè)雖然有了長(zhǎng)足發(fā)展，但它依然受到計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的限制，規(guī)模不大。1992年是個(gè)拐點(diǎn)，跨過這個(gè)拐點(diǎn)后，我國(guó)氣板機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了數(shù)量和質(zhì)量的迅猛發(fā)展，改寫了我國(guó)氣扳機(jī)產(chǎn)業(yè)的版圖，跨進(jìn)了一個(gè)發(fā)展新階段。

2.4 第二階段里不該忘卻的故事

2.4.1 天風(fēng)所、天風(fēng)廠獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷二十多年

1966年內(nèi)遷后的天風(fēng)所對(duì)內(nèi)承擔(dān)天風(fēng)廠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)，對(duì)外是行業(yè)技術(shù)歸口研究所，這樣運(yùn)作了20年，1986年天風(fēng)所從天風(fēng)廠獨(dú)立出來，從事行業(yè)產(chǎn)品性能檢測(cè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理等工作。

從1966 到1986的二十年里，氣扳機(jī)、氣螺刀類產(chǎn)品的自主研發(fā)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。天風(fēng)所吸收當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，先后開發(fā)了45 種新產(chǎn)品，其中B10A、B20A、B30、B39、BQ6、BQ14、BQ16、B76、B100 等具有行星齒輪減速器型，BGQ16、BGQ24、BG30、BG42 沒有行星齒輪減速器，BQN42、BQN14、BQN18 屬?zèng)_擊式定扭矩氣扳機(jī)，其中BQN42 采用扭矩+轉(zhuǎn)角復(fù)合控制扭矩法，BQN14、BQN18 采用扭力桿彈性變形控制扭矩法；BZ10、BZ20、BZ30 屬純定扭矩直柄型組合氣扳機(jī)，一次擰緊4～8個(gè)螺栓；L4A、LC4A、LS6Z21 系列的氣螺刀有直柄及槍柄型，有中轉(zhuǎn)速及低轉(zhuǎn)速型，有單向旋轉(zhuǎn)及雙向旋轉(zhuǎn)型，螺刀頭帶磁性、不帶磁性，該系列氣螺刀零件的通用率高達(dá)75%。L4A、LC4A 在1979年開發(fā)成功，在我國(guó)最早的北京牡丹牌、上海飛躍牌12 英寸黑白電視機(jī)總裝線上使用。LS6Z21、LSC6Z21等24 種氣螺刀，于1981年一次性開發(fā)成功，在南京躍進(jìn)卡車總裝線內(nèi)飾工段使用，很受歡迎。當(dāng)時(shí)除前哨有兩款純扭矩（失速型）、小規(guī)格的氣螺刀外，國(guó)內(nèi)氣螺刀的生產(chǎn)還處于空白狀態(tài)。B30、B39 兩款氣板機(jī)是長(zhǎng)春一汽、南京汽車等廠總裝線上緊固輪胎螺栓的指定工具。B76、B100 兩款大型氣扳機(jī)在西安高壓電器研究所、浙江新安江水電站大電機(jī)地腳大螺栓緊固中一炮打響。B10A 氣扳機(jī)更是汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等工廠總裝線的必備工具。

上述45 種新產(chǎn)品中，B20A、B39、BQ6、BQ14、BQ16、BQN42、BZN10、BZN20、BZ30、B76、B100、LS6Z21、LSC6Z21、LS6Q21、LSC6Q21、LS8Z16、LSC8Z16、LS8Q16、LSCQ16 等共35 種氣扳機(jī)、氣螺刀開發(fā)時(shí)，一無樣機(jī)，二無參考圖紙，從零做起，屬于完全自主開發(fā)，具有100%的原創(chuàng)性知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這20年里天風(fēng)所在氣扳機(jī)、氣螺刀類產(chǎn)品開發(fā)方面獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，一直發(fā)揮著領(lǐng)頭雁的作用，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，獲得了多個(gè)國(guó)內(nèi)單項(xiàng)第一。青島前哨廠開發(fā)的兩款小型氣扳機(jī)在航空系統(tǒng)很受歡迎，濟(jì)南機(jī)車車輛廠、戚墅堰機(jī)車車輛廠、洛陽第一拖拉機(jī)廠生產(chǎn)的QB30、QB42 兩款中型氣扳機(jī)也有不少用戶。第一方陣和第二方陣為我國(guó)諸多重工業(yè)部門提供了各種規(guī)格的氣扳機(jī)，這是我國(guó)螺紋緊固氣動(dòng)工具發(fā)展歷程中第二階段的一個(gè)成長(zhǎng)期。

2.4.2 無私的技術(shù)提供和支持

在第二歷史階段值得一提的一個(gè)情況是，天風(fēng)所、天風(fēng)廠的所有產(chǎn)品圖紙、技術(shù)資料對(duì)國(guó)內(nèi)都是公開的，毫無保留的，有求必應(yīng)，曬藍(lán)圖供給，一公斤藍(lán)圖只收幾元錢的紙張費(fèi)，連一張介紹信都不需要。這種計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期技術(shù)無廠界的模式，使得對(duì)氣動(dòng)工具感興趣的山東、江蘇、浙江等地的人民公社社辦小作坊、街道小作坊很快進(jìn)入了氣動(dòng)工具行業(yè)，把氣動(dòng)工具制造技術(shù)由少數(shù)國(guó)企推廣到了全國(guó)，為以后的全面發(fā)展鋪設(shè)了一條大道。

2.4.3 一個(gè)插曲——無意插柳柳成蔭

國(guó)內(nèi)氣動(dòng)工具生產(chǎn)起步較早、發(fā)展較快的公司，應(yīng)為原青島前哨氣動(dòng)工具廠（以下簡(jiǎn)稱前哨廠）。它的前身是原航空工業(yè)部所屬的一所中等專業(yè)學(xué)校。60年代初，我國(guó)從英國(guó)購(gòu)進(jìn)了四架三叉飛機(jī)，供中央領(lǐng)導(dǎo)人專用（1971年林某外逃時(shí)乘座的就是三叉機(jī)），每架飛機(jī)進(jìn)口時(shí)帶有一套英國(guó)迪索特公司（Desoutter）的精密氣動(dòng)工具（維修備用），其中一套氣動(dòng)工具作為戰(zhàn)備物資，留存在這所學(xué)校里。1966年文化大革命開始，學(xué)校停課了，幾個(gè)無事可做又不甘寂寞的老師出于好奇，拆開了這套工具里面的小氣扳機(jī)、氣鉆、鉚釘機(jī)等，一下子就著迷了。由于飛機(jī)制造、維修大量需要這類工具，不久他們成立了氣動(dòng)工具制造廠，之后又去天風(fēng)所、天風(fēng)廠學(xué)習(xí)取經(jīng)，收集了大量技術(shù)資料，大概于1969年正式建廠，專門生產(chǎn)小型氣動(dòng)工具，主要供我國(guó)航空航天系統(tǒng)使用，在小型精密氣動(dòng)工具方面占有了一席之地。

2.4.4 氣扳機(jī)沖擊器動(dòng)態(tài)高速攝影

由于文化大革命的動(dòng)亂嚴(yán)重沖擊了工廠、高校、科研院所的正常工作，許多技術(shù)人員沒事做了，但有些人不甘逍遙，主動(dòng)找活干。1966年由天風(fēng)所和鐵道部戚墅堰機(jī)車車輛廠（以下簡(jiǎn)稱戚機(jī)廠）牽頭，中科院長(zhǎng)沙礦冶研究所爆破力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、南京工學(xué)院（現(xiàn)東南大學(xué)）機(jī)械系、長(zhǎng)春第一汽車制造廠、鐵道部武漢大橋局等單位的幾個(gè)人自愿結(jié)合，組成聯(lián)合攻關(guān)小組，從1966年開始的一年多時(shí)間里，利用長(zhǎng)沙礦冶研究所閑置的、具有當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平的高速攝像機(jī)，對(duì)戚墅堰機(jī)車廠生產(chǎn)的QB30 氣扳機(jī)內(nèi)沖擊器的沖擊過程做了詳細(xì)的動(dòng)態(tài)攝影，得到了沖擊瞬時(shí)動(dòng)作圖片數(shù)百?gòu)?，并加工出外徑尺寸不同的多種沖擊筒及不同剛度的壓縮彈簧，互相搭配，反復(fù)調(diào)整沖擊器回轉(zhuǎn)沖擊時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，尋求可產(chǎn)生最大沖擊扭矩的零件之最佳幾何尺寸，采集了近千個(gè)數(shù)據(jù)，分析比較、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，根據(jù)這輪實(shí)驗(yàn)研究改進(jìn)的產(chǎn)品，及時(shí)運(yùn)用到了當(dāng)年南京長(zhǎng)江大橋建設(shè)中的高強(qiáng)度螺栓緊固作業(yè)，受到了用戶的表揚(yáng)。這是我國(guó)沖擊式氣扳機(jī)產(chǎn)品首次自發(fā)的，不計(jì)報(bào)酬的，具有創(chuàng)新意義的產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合科研工作。主要參加人員有：劉林一、黃錫愷、吳靈光、王臻、富治榮、季德元、陳紹琴等。

2.4.5 氣扳機(jī)沖擊器運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究

在長(zhǎng)沙礦冶研究所做動(dòng)態(tài)高速攝影的這種沖擊器結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，它由行星齒輪減速器輸出軸上的兩個(gè)人字螺旋槽、兩個(gè)鋼球、壓縮圓柱彈簧，具有端面離合器的沖擊筒等零件組成。天風(fēng)廠現(xiàn)生產(chǎn)的B10A、B20A、B30、B39 等產(chǎn)品就是這種結(jié)構(gòu)。根據(jù)聯(lián)合攻關(guān)小組的實(shí)驗(yàn)資料，黃錫愷教授（我國(guó)高等院校第一部《機(jī)械原理》教材主編，博導(dǎo)）對(duì)當(dāng)時(shí)氣扳機(jī)沖擊器的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了深入的理論分析研究，推導(dǎo)出一套完整的沖擊器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)學(xué)公式。但這次對(duì)沖擊器的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)能轉(zhuǎn)換，即高速回轉(zhuǎn)沖擊動(dòng)能轉(zhuǎn)換成輸出扭矩方面的研究，沒有進(jìn)行沖擊器零件力學(xué)分析和疲勞壽命探討。這個(gè)研究成果于1968年發(fā)別發(fā)布在原南京工學(xué)院和原戚機(jī)廠的科技小報(bào)上。由于文化大革命的動(dòng)亂不斷升級(jí)，這個(gè)產(chǎn)、學(xué)、研三結(jié)合工作小組不久被迫解散了。不知何故，黃錫愷教授的論文沒有在公開出版的刊物上發(fā)表。事隔多年，如今找其論文也不容易了。

1978年原南京工學(xué)院機(jī)械系顏景平教授（博導(dǎo)）對(duì)黃錫愷教授關(guān)于沖擊器設(shè)計(jì)計(jì)算理論又做了更深入的探究，把這個(gè)問題作為連續(xù)三屆本科畢業(yè)生的畢業(yè)論文課題，最后得出結(jié)論：沖擊式氣扳機(jī)的馬達(dá)功率、壓縮彈簧的剛度、沖擊器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這三個(gè)參數(shù)緊密關(guān)聯(lián)，存在一個(gè)最佳的匹配關(guān)系，當(dāng)這三個(gè)參數(shù)優(yōu)化配置時(shí)，氣扳機(jī)傳動(dòng)軸的輸出扭矩才達(dá)到最高。筆者按顏教授的理論做了驗(yàn)證，對(duì)本廠BQ16 氣扳機(jī)沖擊器零件的幾何尺寸按此理論進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，輸出扭矩明顯提高，取得了良好的效果。顏教授的文章分兩期發(fā)表于《鑿巖機(jī)械與氣動(dòng)工具》雜志上。這是我國(guó)高校學(xué)者對(duì)氣扳機(jī)產(chǎn)品所做的深入的、系統(tǒng)的、具有原創(chuàng)性的探索研究。

2.4.6 氣扳機(jī)行星齒輪減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)與幾何設(shè)計(jì)計(jì)算研究

早期的氣扳機(jī)、氣螺刀都具有一級(jí)甚至二級(jí)行星齒輪減速器。氣鉆、氣馬達(dá)、氣動(dòng)攻絲機(jī)的行星氣動(dòng)減速器更是標(biāo)準(zhǔn)配置。早期高?！稒C(jī)械原理》教材專門有一章講述行星齒輪減速器，現(xiàn)行的大型《設(shè)計(jì)手冊(cè)》以及《機(jī)修手冊(cè)》都有行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算資料，但是讀過之后思路模糊，不知設(shè)計(jì)計(jì)算從何處入手。而且尷尬的是，按照這些資料設(shè)計(jì)制造的行星齒輪減速器，總裝后大多會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉，甚至卡死不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，成功率太低，這是當(dāng)時(shí)氣扳機(jī)、氣螺刀產(chǎn)品開發(fā)工作中令人頭疼的一個(gè)難題。

黃錫愷針對(duì)氣扳機(jī)行星齒輪減速器模數(shù)一般較小，太陽齒輪數(shù)特別少的特點(diǎn)，提出了一套專門的幾何設(shè)計(jì)計(jì)算公式，其中關(guān)于三種齒輪齒數(shù)的配置要求，能保證裝配的同心條件、鄰接條件、重疊系數(shù)、滑動(dòng)系數(shù)等技術(shù)要求；關(guān)于變位系數(shù)的選擇，保證了太陽輪及行星齒輪加工時(shí)允許微量根切但無頂切（嚴(yán)重的頂切會(huì)致使齒頂熱處理后局部脫碳），且二者具有齒根等彎曲力學(xué)強(qiáng)度。這是最早為氣扳機(jī)行星齒輪減速器量身定制的幾何設(shè)計(jì)計(jì)算。王云鵬在參考蘇聯(lián)有關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上介紹了行星齒輪減速器的三個(gè)行星輪非均布（即三個(gè)行星齒輪的圓心不是構(gòu)成等邊三角形，而是等腰三角形，這種結(jié)構(gòu)在歐美的氣動(dòng)工具樣機(jī)上很常見）的設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。筆者在深入學(xué)習(xí)、數(shù)次試制、反復(fù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出專門針對(duì)氣扳機(jī)行星齒輪減速器常用角變位、準(zhǔn)少齒差（Z1+2Z2≠Z3）特點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式和流程、齒輪測(cè)繪及反求工程的公式和流程，并介紹了多于一個(gè)的行星輪作為這種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的虛約束，是導(dǎo)致行星齒輪減速器運(yùn)動(dòng)干涉的根本機(jī)理，還介紹了準(zhǔn)少齒差配齒計(jì)算、針對(duì)行星輪系的“幾何設(shè)計(jì)變位系數(shù)”和針對(duì)行星輪加工的“工藝變位系數(shù)”的概念。這些資料為輕量化、無均載機(jī)構(gòu)的氣扳機(jī)、氣螺刀專用行星齒輪減速器的開發(fā)提供了簡(jiǎn)潔而可行的參考，運(yùn)用這套資料曾為廣東省機(jī)械研究所開發(fā)的小馬達(dá)（測(cè)繪瑞典Atlas 產(chǎn)品）里的行星減速器樣機(jī)，送英國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，認(rèn)為可以與Atlas的減速器零件互換，受到了很好的評(píng)價(jià)。高學(xué)軍后來在《鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具》雜志上發(fā)表了緊湊型行星齒輪減速器的幾篇論文，把這個(gè)技術(shù)又向前推進(jìn)了一步。

2.4.7 氣扳機(jī)大檢測(cè)、大調(diào)訪、全國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)

1977年起天風(fēng)所組織有關(guān)單位搞了一次大規(guī)模的氣扳機(jī)產(chǎn)品研發(fā)大會(huì)戰(zhàn)，歷時(shí)兩年之久。參加單位有：天風(fēng)所、天風(fēng)廠、濟(jì)南機(jī)車車輛廠工藝處、長(zhǎng)春第一汽車制造廠工藝處、北京吉普汽車廠工藝處、南京汽車廠工藝處、洛陽第一拖拉機(jī)廠工具車間、十堰第二汽車制造廠、山東章丘向公、山東黃縣北馬、天津小型、上海閘北、廣州造船廠、廣州文沖船廠、鎮(zhèn)江、無錫等地的十幾家專業(yè)氣動(dòng)工具廠。這次大會(huì)戰(zhàn)由天風(fēng)所的劉科學(xué)、鞠復(fù)海和高瑞增負(fù)責(zé)，天風(fēng)所的王臻、濟(jì)南機(jī)車車輛廠的劉林一為正、副技術(shù)總負(fù)責(zé)人，這次大會(huì)戰(zhàn)有檢測(cè)、調(diào)訪、聯(lián)合設(shè)計(jì)三大戰(zhàn)役。

2.4.7.1 調(diào)集多個(gè)廠家的多種產(chǎn)品集中檢測(cè)

各廠家把自己的氣扳機(jī)產(chǎn)品每種5 臺(tái)，送到天風(fēng)所做免費(fèi)檢測(cè)，共檢測(cè)了幾百臺(tái)，為以后的沖擊式氣扳機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草積累了豐富的原始數(shù)據(jù)，也讓各個(gè)廠家看到了自己產(chǎn)品的差距，收到了互學(xué)互比的效果。

2.4.7.2 大規(guī)模調(diào)訪用戶

氣扳機(jī)產(chǎn)品集中檢測(cè)后由王臻、劉林一帶隊(duì)，上述單位各有1～2 人參加，共20 多人對(duì)全國(guó)的氣扳機(jī)主要用戶做了調(diào)研考察，摸清了用戶的訴求。被調(diào)訪的單位有：洛陽一拖，濟(jì)南機(jī)車，青島四方車輛，大連造船廠，大連組合機(jī)床廠，長(zhǎng)春一汽，北京吉普，南京卡車，十堰二汽，廣州造船，廣州文沖船廠等，調(diào)訪歷時(shí)兩個(gè)多月。

2.4.7.3 調(diào)動(dòng)全行業(yè)力量，實(shí)施聯(lián)合設(shè)計(jì)

1978年春開始進(jìn)行氣扳機(jī)全國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)工作，王臻、劉林一為總設(shè)計(jì)師，調(diào)訪組的人員全部參加，先是在無錫氣動(dòng)工具廠里辦公，后來轉(zhuǎn)戰(zhàn)到山東章丘向公風(fēng)動(dòng)工具廠，共歷時(shí)四個(gè)月。這次聯(lián)合設(shè)計(jì)是在分析上面檢測(cè)、調(diào)訪資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，開發(fā)了M6、M10、M16、M20、M30、M42、M76、M100 等一個(gè)系列的8 種產(chǎn)品，基本結(jié)構(gòu)還是行星齒輪減速型，曾在長(zhǎng)沙礦院做過高速攝影的那種沖擊器。氣馬達(dá)、行星齒輪減速器、沖擊器三大結(jié)構(gòu)都做了深入的設(shè)計(jì)計(jì)算，寫成了書面材料。值得一提的是，M6、M16、M76、M100 四種機(jī)型設(shè)計(jì)時(shí)沒有國(guó)外樣機(jī)，也無參考資料，全部從零起步。不像現(xiàn)在國(guó)外樣機(jī)唾手可得，那時(shí)國(guó)外樣機(jī)要用外匯購(gòu)買，還特別昂貴，樣機(jī)為稀世之寶。M6的設(shè)計(jì)主管是北京吉普汽車廠工藝科的高世雄，M76的設(shè)計(jì)主管是南京汽車廠工藝科的張柯慶，M100的設(shè)計(jì)主管是濟(jì)南機(jī)車廠工藝科的劉林一，他們?nèi)齻€(gè)人都是非氣動(dòng)專業(yè)廠的工程師。1980年M100 由天風(fēng)所試制了五臺(tái)，一舉成功。此氣扳機(jī)的機(jī)重有100 多千克，用吊車掛起來只需一名工人手扶著就可以操作了，說明氣扳機(jī)振動(dòng)很小。這么大的產(chǎn)品，沒有樣機(jī)，靠自行設(shè)計(jì)、自主研發(fā)，后來的40 多年里再也沒有出現(xiàn)過這樣的盛況。

2.4.8 氣螺刀模塊化大型設(shè)計(jì)

1979年天風(fēng)所做了一輪產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化的大型設(shè)計(jì)，王云鵬為總設(shè)計(jì)師，有四位年輕工程師參加，歷時(shí)兩年多，共開發(fā)了4 大系列，100 多種各類小型氣動(dòng)工具，其中螺紋類的有：氣螺刀24 種，中小型氣扳機(jī)（具有減速器）4 種，攻絲機(jī)6 種，產(chǎn)品零件通用率高達(dá)75%左右，樣機(jī)試制一次性成功，全部通過了技術(shù)鑒定，部分產(chǎn)品成為天風(fēng)廠的主導(dǎo)產(chǎn)品，多年在生產(chǎn)。

2.4.9 高轉(zhuǎn)速型氣扳機(jī)研發(fā)

1981年起天風(fēng)所又成功開發(fā)了BG16、BG24、BG30、BG42 四種新型氣扳機(jī)，歷時(shí)三年，全部通過了技術(shù)鑒定，形成了小批量生產(chǎn)。它們沒有行星齒輪減速器，沖擊結(jié)構(gòu)為雙環(huán)錘，是仿照美國(guó)IR公司的產(chǎn)品，具有當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平。這是國(guó)內(nèi)最早生產(chǎn)這類結(jié)構(gòu)的氣扳機(jī)。

2.4.10 儲(chǔ)能式氣扳機(jī)——中國(guó)人的發(fā)明專利

氣扳機(jī)沖擊器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度極大，水很深，目前都是仿照國(guó)外的樣機(jī)。但是原上海民生電器廠早在上個(gè)世紀(jì)70年代就自主研發(fā)了儲(chǔ)能式氣扳機(jī)，搞出了一個(gè)系列數(shù)種產(chǎn)品。這類氣扳機(jī)重量較輕，扭矩較大，很受石油、化工、電力等行業(yè)無懸掛裝置高空作業(yè)場(chǎng)合的歡迎，后來申請(qǐng)了中國(guó)專利，這是中國(guó)人真正的、沒有水分的發(fā)明專利，是我國(guó)氣扳機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)亮點(diǎn)。

3 長(zhǎng)江后浪推前浪

從1967年后的三十多年里，天風(fēng)廠在氣扳機(jī)產(chǎn)品研發(fā)方面一直處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)跑者的地位，做了大量的原創(chuàng)性工作，在螺紋緊固氣動(dòng)工具方面創(chuàng)造了多個(gè)國(guó)內(nèi)第一，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白。由于管理上的僵化及經(jīng)營(yíng)理念上的落后，天風(fēng)廠沒有把技術(shù)研發(fā)成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)能，錯(cuò)失掉了發(fā)展機(jī)會(huì)，被市場(chǎng)邊緣化了，曾經(jīng)的行業(yè)龍頭風(fēng)光不再！

氣扳機(jī)這個(gè)“昔日王謝堂前燕”，隨著改革開放的春風(fēng)“飛入尋常百姓家”，東南沿海的一大批草根人士、民營(yíng)企業(yè)家，把氣扳機(jī)產(chǎn)業(yè)搞得風(fēng)風(fēng)火火，譜寫出了氣扳機(jī)發(fā)展新篇章。

我國(guó)氣動(dòng)工具行業(yè)老一輩有作為的工程技術(shù)人員和能工巧匠，在當(dāng)年物質(zhì)生活困難，技術(shù)資料短缺的環(huán)境中為我國(guó)氣扳機(jī)產(chǎn)業(yè)無私奉獻(xiàn)、敢想敢干的工作精神、三觀理念，在拂去歲月的風(fēng)塵后仍然熠熠生輝，難能可貴！永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)、借鑒。

說明：文中“第二階段1967年～1972年”所講述的天風(fēng)所、天風(fēng)廠的事情，作者就是參與者。作為回憶錄，沒有列出有關(guān)資料、數(shù)據(jù)的出處。