千斤顶导向套拧紧机的制作方法

1.本发明涉及千斤顶装配技术领域，尤其是涉及一种千斤顶导向套拧紧机。


背景技术：

2.液压支架是煤矿综采的关键设备之一，而千斤顶是液压支架的重要部件之一，其对液压支架的安全稳定运行发挥着至关重要的作用。千斤顶的装配主要包括来料清洗、活塞杆部装、缸筒活塞杆组件合装、导向套拧紧、成品施压测试等。其中，导向套拧紧作业采用人工作业，即使用卡齿扳手将导向套螺纹拧入缸筒中，并进行预紧。上述人工安装导向套的方式无法保证导向套螺纹拧紧效果和预紧力，导致千斤顶的生产效率和装配质量较低，且工人的劳动强度较大。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供一种千斤顶导向套拧紧机，具体可采取如下技术方案：本发明所述的千斤顶导向套拧紧机，适用于活塞杆组和缸筒合装完成的千斤顶，所述缸筒的头部设置有与导向套相适配的内螺纹，缸筒的尾部设置有销孔耳，且所述导向套的法兰外缘上设置有凹槽，所述拧紧机的操作台上设置有夹紧机构，具有用于夹持缸筒的夹爪；止转机构，设置在所述夹紧机构的一侧，具有用于夹持所述销孔耳的卡紧单元，所述卡紧单元与操作台之间设置有第一推进单元；拧紧机构，设置在夹紧机构的另一侧，具有用于旋拧导向套的拧紧单元，所述拧紧单元与操作台之间设置有第二推进单元。
4.所述夹爪成对设置并与驱动单元相连，所述驱动单元包括第一支撑架，设置在所述夹爪下方；滑动框，与所述第一支撑架滑动相连，包括左框和右框，所述左框和右框的顶部分别连接一夹爪；驱动组件，包括驱动气缸，设置在第一支撑架上，其活塞杆与左框相连；固定齿轮，设置在第一支撑架上，位于左框和所述右框之间；主动齿条，一端与所述固定齿轮相啮合，另一端与左框相连；从动齿条，一端与固定齿轮相啮合，另一端与右框相连。
5.所述操作台与第一支撑架之间通过纵向线轨相连，且第一支撑架上还设置有位置调节单元。
6.所述夹紧机构设置有两套。
7.所述卡紧单元包括：卡槽，具有一容置腔，所述容置腔与夹紧机构相对的一侧设置有开口结构；
卡紧组件，在容置腔内设置有多组，每一所述卡紧组件均包括水平卡板，靠近容置腔开口一侧设置，与所述卡槽滑动相连；伸缩导杆，一端与所述水平卡板相连，另一端与卡槽相连；弹性复位件，套接在所述伸缩导杆上。
8.所述第一推进单元包括第二支撑架，设置在所述卡紧单元下方，且两者滑动相连；止转推进气缸，设置在所述第二支撑架上，并与卡紧单元相连。
9.所述第二支撑架设置在夹紧机构上。
10.所述拧紧单元包括第三支撑架，与所述操作台滑动相连；旋转卡盘，设置在所述第三支撑架上，所述旋转卡盘为环形结构，其上设置有径向槽，所述径向槽内设置有与导向套法兰外缘凹槽相适配的卡爪；旋转驱动机构，设置在第三支撑架上，用于驱动旋转卡盘转动。
11.所述卡爪与卡紧气缸相连；所述旋转驱动机构包括与旋转卡盘同心设置的齿圈，所述齿圈与拧紧电机驱动的旋转齿轮相啮合。
12.所述第二推进单元包括设置在第三支撑架上的拧紧推进气缸，所述拧紧推进气缸与设置在操作台上的限位块相连。
13.本发明提供的千斤顶导向套拧紧机，结构简单，使用方便，能够实现千斤顶导向套的自动拧紧，有效减轻了工人劳动强度，确保了导向套螺纹拧紧效果和预紧力，将其用于千斤顶自动装配生产线时，工作节拍稳定在180s以内，稳定可靠，符合装配线要求，显著提高了拧紧效率。
14.附图说明：图1是本发明的结构示意图。
15.图2是图1中待拧紧导向套的千斤顶的结构示意图。
16.图3是图1中夹紧机构的横向视图。
17.图4是图1中止转机构的结构示意图。
18.图5是图1中拧紧机构的横向图。
19.图6是图5的纵剖图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
21.如图1-6所示，本发明所述的千斤顶导向套拧紧机，由设置在操作台上的夹紧机构a、止转机构b和拧紧机构c构成。其适用于缸筒a和活塞杆b合装完成的千斤顶q（见图2），其中，缸筒a的头部设置有与导向套c相适配的内螺纹c1，缸筒a的尾部设置有销孔耳a1，且导向套c的法兰外缘上设置有凹槽c2。
22.上述夹紧机构a包括位置调节单元和与驱动单元相连的夹爪，夹爪成对设置，用于夹持缸筒a。具体地，驱动单元包括第一支撑架a101，第一支撑架a101的底板通过纵向线轨
a102与操作台相连，第一支撑架a101的顶板上安装有横向滑轨a103，横向滑轨a103用于连接门型结构的滑动框，滑动框分为左框a104和右框a105，且左框a104和右框a105的顶部分别连接一夹爪a2；为了使夹爪自由开合，在第一支撑架a101上还安装有驱动组件，其包括水平安装在第一支撑架a101左侧的驱动气缸a301，其活塞杆与左框a104相连；左框a104上还连接有一水平设置的主动齿条a302，主动齿条a302的另一端与安装在第一支撑架a101中部的固定齿轮a303相啮合，同时，固定齿轮a303还与连接在右框a105上的从动齿条a304相啮合。上述主动齿条a302和从动齿条a304相啮合相互平行，分别位于固定齿轮a303的顶部和底部；当驱动气缸a301的活塞杆推出时，左框a104及主动齿条a302向右移动，带动固定齿轮a303转动，使从动齿条a304和与其连接的右框a105向左移动，从而使夹爪a2夹合在一起。
23.上述采用气缸推动齿条从而带动夹爪抱夹的方式，不仅能够夹紧不同直径的缸筒外圆面，而且由于齿轮传动较为精准，因此，可将不同直径的缸筒轴线定位至拧紧机构c回转中心线上，避免了拧紧机构c拧紧时需要根据缸筒轴线反复进行位置调整的操作。
24.通常情况下，夹紧机构a为两套，两者的夹爪可以分别夹持缸筒a的头部和尾部，使夹持更稳定。因此，在第一支撑架a101的底板上还安装有位置调节单元，可以根据千斤顶的规格调节夹紧机构a在纵向线轨a102上的位置。上述位置调节单元包括安装在第一支撑架a101底板上方的伺服电机a401，伺服电机a401用于驱动底板下方的位置调整齿轮a402，位置调整齿轮a402则与固定在操作台上平行于纵向线轨a102的调节齿条a403相啮合。
25.止转机构b可以直接安装在操作台上，也可以安装在右侧第一支撑架a101的底板上，随其一起纵向移动，有利于减少调节步骤。本实施例中的止转机构b具有用于夹持销孔耳a1的卡紧单元，以及设置在卡紧单元与第一支撑架a101的底板之间的第一推进单元。具体地，卡紧单元包括由底板、左侧板、右侧板和后侧板构成的卡槽b1，因此，卡槽b1的容置腔具有与夹紧机构a相对的开口结构；上述容置腔内从上到下安装有多组卡紧组件，每组卡紧组件均包括一水平卡板b201、一伸缩导杆b202和一弹性复位件b203。其中，水平卡板b201滑动安装在左侧板、右侧板上开设的纵向导槽内，水平卡板b201靠近容置腔开口一侧设置，其后部与水平设置的伸缩导杆b202相连，该伸缩导杆b202的尾部固定在后侧板上，且伸缩导杆b202上套接弹性复位件b203。上述第一推进单元包括安装在第一支撑架a101底板上的第二支撑架b301，第二支撑架b301的顶面上安装有纵向滑轨b302，用于连接卡槽b1的底板；第二支撑架b301上还安装有水平设置的止转推进气缸b303，其活塞杆与卡槽b1底板相连。
26.需要卡接缸筒a尾部销孔耳a1时，通过止转推进气缸b303将卡槽b1拉向销孔耳a1，随着距离的缩短，销孔耳a1首先与其相对的水平卡板b201相接触，接着将水平卡板b201压向卡槽b1后部，销孔耳a1随之进入容置腔，卡固在其上方和下方的水平卡板b201之间，达到止转效果。由于弹性复位件b203的作用，当销孔耳a1退出容置腔后，伸缩导杆b202及水平卡板b201均会恢复至原始状态，准备进行下一次的止转。
27.考虑到不同类型缸筒销孔耳厚度不同，通常设计多组卡紧组件，且卡紧组件的间距可以根据实际需要设置。在止转时，不同厚度的销孔耳顶压不同数量的水平卡板，卡在水平卡板之间，从而实现对不同类型千斤顶缸筒的止转。
28.拧紧机构c相对于止转机构b设置在夹紧机构a另一侧，其具有用于旋拧导向套的拧紧单元，且拧紧单元与操作台之间设置有第二推进单元。具体地，拧紧单元包括滑动安装在纵向线轨a102上的第三支撑架c101，第三支撑架c101上通过交叉滚子轴承安装有环形结
构的旋转卡盘c102，其中心圆孔用于穿套导向套c；为了连接固定法兰套c，旋转卡盘c102上均匀开设有四个对应于导向套c法兰外缘凹槽c2设置的径向槽，旋转卡盘c102的外圆周上则安装有对应径向槽设置的卡紧气缸c103，卡紧气缸c103的活塞杆穿设在对应的径向槽内，活塞杆的末端安装有与导向套c法兰外缘凹槽c2相适配的t型卡爪c104。旋转卡盘c102的转动依靠旋转驱动机构，上述旋转驱动机构包括安装在第三支撑架c101上的拧紧电机c105，拧紧电机c105的电机轴上安装有旋转齿轮，该旋转齿轮与安装在旋转卡盘c102上的齿圈c106相啮合。上述齿圈c106位于第三支撑架c101内侧，且与旋转卡盘c102同心设置。上述第二推进单元包括安装在第三支撑架c101底部的拧紧推进气缸c107，其与安装在操作台上的限位块c108相连。
29.拧紧过程中，首先将导向套c推进旋转卡盘c102的中心圆孔中，然后，卡紧气缸c103动作，使t型卡爪c104伸出卡紧导向套c法兰外缘凹槽c2，之后，拧紧电机c105启动，使旋转卡盘c102转动，对导向套c进行旋拧。旋拧时，先以低力矩实现螺纹认扣，拧紧到位后再以大力矩进行预紧；且在旋拧过程中，拧紧推进气缸c107推动第三支撑架c101向千斤顶一侧进给。
30.考虑到导向套拧入时会出现螺纹无法认扣或者损坏螺纹的情况，导向套c拧紧时首先使用低力矩认扣和拧入导向套c；如果没认扣上，拧紧电机c105倒转后再次拧入，导向套c拧到位后采用大力矩预紧。认扣拧入、预紧力矩等拧紧工艺参数根据产品类型自动可调。控制系统采用扭力实时动态监测，当扭矩值超过设定值时系统将进行报警，从而实现导向套认扣与拧入过程中不会损坏螺纹。
31.本发明的控制系统以s7-1500 plc为控制器，以西门子精智屏作为人机界面，选用伺服电机与气缸作为动力原件，通过磁性、接近开关进行位置检测。拧紧工艺参数保存在精智屏配方中，通过料框上rfid读取出千斤顶类型，加载配方中的对应类型缸筒的拧紧工艺数据。控制系统控制根据参数驱动伺服电机、气缸，实现夹紧、止转、拧紧过程。整个过程中，控制系统对设备状态、扭力数据等进行实时监测、故障报警。
32.本发明的工作过程如下：首先，控制系统读取出待装配千斤顶的类型；接着，根据千斤顶类型，控制系统plc加载工艺配方中所对应的拧紧工艺参数；随后，夹紧机构a根据参数调整其在纵向线轨a102上位置，并接受机器人来料，使夹爪a2夹紧千斤顶缸筒a；然后，止转机构b夹持销孔耳a1使缸筒a止转；最后，夹紧机构a将千斤顶移送至旋转卡盘c102处，t型卡爪c104卡紧导向套c后，拧紧机构c将导向套c拧入缸筒a并进行预紧，并最终完成导向套c拧紧。
33.本发明实现了对千斤顶导向套的自动拧紧，并能兼容目前绝大多种类的千斤顶，减轻了工人劳动强度。其用于千斤顶自动装配生产线中时，工作节拍可以稳定在180s以内，稳定可靠，符合装配线要求。同时，本发明也可以用于其他类型的生产线中，解决其他螺纹类工件的拧紧问题。
34.需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。