CN101691000B - 锥轮弹性定位调节装置 - Google Patents

Abstract

锥轮弹性定位调节装置，应用于自动化焊接技术领域。特征是：由锥轮轴、锥轮轴套、双列角接触轴承、铜套、轴承内圈挡垫、轴用弹性挡圈、碟簧、活动轴、轴套压盖、调节安装座、调整手轮、孔用弹性挡圈、紧固螺钉及限位螺钉组成。效果是：实现了在锥轮能够可靠稳定转动的同时，具有准确的弹性定位和大范围位置调节功能，并具有防松功能，结构紧凑均匀，满足了焊接小车和轨道小型化和轻便的设计要求，提高了钢管自动焊接小车的定位精度和行走的可靠性。

Description

锥轮弹性定位调节装置

技术领域

本发明涉及自动化焊接设备技术领域，特别涉及自动焊机用焊接小车，是一种自动焊机焊接小车的定位调节装置。

背景技术

在进行钢管焊接施工中，自动焊机的焊接小车沿固定于钢管上的圆形轨道行走，实现管道自动焊接。现有钢管自动焊机的焊接小车有4个槽轮，4个槽轮卡在钢带弯成的圆形轨道上。4个槽轮中有2个是弹性定位固定转轮，2个为刚性定位调节转轮。现有焊接小车，定位精度相对较低，不能满足自动跟踪的钢管焊接要求，现有的刚性定位调节转轮或弹性定位固定转轮结构也不能满足应用要求。其不足之处在于：①不能满足焊接小车和轨道小型化和轻便的设计要求。现有调节转轮采用转轮轴固定，槽轮在转轮轴端的轴承上转动，若将槽轮直接变成锥轮安装于轴端轴承，则锥轮大直径将约比现有槽轮直径增大约1倍，形成大轮小轴端的扁平圆锥结构，从而需增大焊接小车和轨道的设计尺寸，导致设备重量增加。②由于现有结构通过转动轴的螺纹调节方式实现调节定位，为刚性定位，采用的是刚性调节定位方式，刚性调节定位影响小车行走的可靠性。因轨道的加工误差和使用中的变形，焊接小车可能被卡死，不能行走。

中国专利授权公告号：CN 201154424Y，提供了一种“挂扣式焊接小车锁紧机构”。能将焊接小车锁紧在柔性导轨上，保证焊接小车沿导轨平稳行走。

发明内容

本发明的目的是：提供一种锥轮弹性定位调节装置，锥轮能够可靠稳定转动，具有准确的弹性定位和大范围位置调节功能，提高钢管自动焊接小车的定位精度和行走的可靠性，并使焊接小车的轨道小型、轻便和结构紧凑。

本发明的目的是这样实现的：锥轮弹性定位调节装置，主要由锥轮轴、锥轮轴套、双列角接触轴承、铜套、轴承内圈挡垫、轴用弹性挡圈、浮动轴、轴套压盖、调节安装座、调整手轮、孔用弹性挡圈、紧固螺钉和限位螺钉组成。

锥轮轴是一个下端为锥台的阶梯轴，锥轮轴上端部有轴用挡圈槽。在锥轮轴上固定有双列角接触轴承，锥轮轴的轴用挡圈槽内有轴用弹性挡圈。在双列角接触轴承外部套有锥轮轴套。锥轮轴套外形为圆柱状，在锥轮轴套中心孔内有环形凸起，即轴承挡肩，轴承挡肩将中心孔分为轴承室和浮动轴连接室。轴承室下端内壁上有孔用挡圈槽，轴承室内固定有双列角接触轴承，孔用挡圈槽内有孔用弹性挡圈，用于固定双列角接触轴承。在锥轮轴套上端面沿圆周均布有螺纹盲孔。在锥轮轴套上端面上部有轴套压盖，采用紧固螺钉将轴套压盖固定在锥轮轴套的上端面上。轴套压盖为圆盘形，在轴套压盖上均布有螺钉孔，轴套压盖有中心孔。浮动轴穿过轴套压盖中心孔。浮动轴为阶梯圆柱形，浮动轴的下端面中心有圆形凹槽。锥轮轴的上顶端在浮动轴下端面的圆形凹槽内。轴套压盖的下端面压在浮动轴下端台阶上。在锥轮轴套的外壁上套有一个铜套，铜套壁上有一个径向螺孔，螺孔上固定有限位螺钉，限位螺钉的内顶端在锥轮轴套的凹槽内。在锥轮轴套的外壁上有一条轴向凹槽，凹槽是锥轮轴套与铜套之间产生轴向移动时的导向限位槽。在浮动轴的上端小直径段穿过调整手轮中心孔，并由轴用弹性挡圈将浮动轴上端小直径段与调整手轮固定。调整手轮为圆柱体形，调整手轮有中心孔，在调整手轮的外壁上有螺纹。在调整手轮外壁的螺纹上固定有调节安装座。调节安装座是底部有底座的圆柱体，底座上均布安装固定用通孔，调节安装座中心有螺纹通孔。调节安装座螺纹通孔螺纹扣型与调整手轮外壁上的螺纹扣型相同。

为了实现锥轮弹性定位调节装置的弹性定位，以适应自动焊轨道的加工误差，避免自动焊小车卡死(使锥轮轴在受到冲击力时，有一定的缓冲)，在锥轮轴套轴承挡肩的上平面与浮动轴下端面之间有环形碟簧。

所述的调节安装座底部底座是正方体形，底座上均布有四个安装固定用通孔。

双列角接触轴承在锥轮轴套的轴承室中，双列角接触轴承外圈的上沿挡在锥轮轴套的轴承挡肩下平面上；孔用弹性挡圈装在锥轮轴套的孔用挡圈槽中，挡住双列角接触轴承外圈的下沿，将双列角接触轴承定位在锥轮轴套的轴承室中。锥轮轴插在双列角接触轴承中，锥轮轴轴肩靠在双列角接触轴承轴承内圈的下沿，轴承内圈挡垫套在锥轮轴上，且压在双列角接触轴承轴承内圈的上沿，轴用弹性挡圈装在锥轮轴的孔用挡圈槽中将锥轮轴定位在双列角接触轴承上。

本发明有益效果是：锥轮弹性定位调节装置，采用锥轮轴装在双列角接触轴承上，锥轮轴转动能使钢管自动焊接小车准确定位。并具有准确的弹性定位功能、大范围位置调节功能和防松功能，满足焊接小车和轨道小型化和轻便的设计要求。在保证轴刚性的前提下，使锥轮直径大幅减小，结构紧凑均匀，从而可减小自动焊接小车和轨道的设计尺寸，满足自动焊接小车和轨道小型化和轻便的设计要求。装置选用高精度双列角接触轴承，用于锥轮轴的安装固定，加大了锥轮轴和轴承的轴向装配尺寸，提高了锥轮轴的装配精度和稳定性，从而保证了锥轮轴转动的可靠和稳定性。装置采用双轴结构，利用轴套压盖、双列角接触轴承、轴承内圈挡垫、轴用弹性挡圈以及孔用弹性挡圈等零件，将锥轮轴和浮动轴安装在锥轮轴套上连接为一体，且在两轴间装有碟簧，实现两轴的弹性连接，当锥轮压紧在焊接轨道定位斜面上时能实现弹性定位。利用调整手轮和调节安装座间的螺纹传动和适当的螺纹连接长度，转动调整手轮能带动浮动轴移动，浮动轴带动定位在铜套中的锥轮轴套移动，从而带动锥轮轴移动，实现锥轮的大范围位置调节功能。铜套固定安装在自动焊接小车的相应定位安装孔中，锥轮轴套定位在铜套中沿其移动，且通过铜套和锥轮轴套间较大的轴向装配尺寸，以及限位螺钉卧于锥轮轴套的导向限位槽中对锥轮轴套移动的导向和限位作用，保证锥轮定位位置的准确和稳定性。碟簧能使调整手轮和调节安装座间的螺纹连接始终保持一定的预紧力，具有防松功能。

附图说明

图1是本发明锥轮弹性定位调节装置安装在焊接小车上的示意图。

图2是本发明锥轮弹性定位调节装置结构剖面示意图。

图3是本发明的调整手轮11剖面示意图。

图4是本发明的调节安装座10剖面结构示意图。

图5是本发明的铜套4剖面示意图。

图6是本发明的锥轮轴套2剖面示意图。

图7是本发明的浮动轴8剖面示意图。

图8是本发明的轴套压盖9剖面示意图。

图9是本发明的锥轮轴1结构示意图。

图中，1.锥轮轴，2.锥轮轴套，3.双列角接触轴承，4.铜套，5.轴承内圈挡垫，6.轴用弹性挡圈，7.碟簧，8.浮动轴，9.轴套压盖，10.调节安装座，11.调整手轮，12.孔用弹性挡圈，13.紧固螺钉，14.限位螺钉，100.锥轮弹性定位调节装置，101.自动焊接小车车体，102.自动焊接小车行走轮轴，103.自动焊轨道，104.刚性定位转动锥轮。

具体实施方式

以一个导管架T型节点自动焊接小车用锥轮弹性定位调节装置为例，对本发明作进一步详细说明。

参阅图1。锥轮弹性定位调节装置，主要由锥轮轴1、锥轮轴套2、双列角接触轴承3、铜套4、轴承内圈挡垫5、轴用弹性挡圈6、碟簧7、浮动轴8、轴套压盖9、调节安装座10、调整手轮11、孔用弹性挡圈12、紧固螺钉13和限位螺钉14组成。

参阅图9。锥轮轴1是一个下端为锥台的阶梯轴，锥轮轴1锥台的斜度为45度。锥轮轴1上端部有一个轴用挡圈槽。参阅图2。在锥轮轴1上固定有一个双列角接触轴承3，锥轮轴1的轴用挡圈槽内有一个轴用弹性挡圈6。在双列角接触轴承3外部套有锥轮轴套2。参阅图6。锥轮轴套2外形为圆柱状，在锥轮轴套2中心孔内有一个环形凸起，即轴承挡肩，轴承挡肩将中心孔分为轴承室和浮动轴连接室。轴承室下端内壁上有孔用挡圈槽。参阅图2。双列角接触轴承3固定在轴承室内。孔用挡圈槽内有一个孔用弹性挡圈12，用于固定双列角接触轴承3。在锥轮轴套2上端面沿圆周均布有四个螺纹盲孔。在锥轮轴套2上端面上部有轴套压盖9，采用四个紧固螺钉13将轴套压盖9固定在锥轮轴套2的上端面上。参阅图8。轴套压盖9为圆盘形，在轴套压盖9上均布有四个螺钉孔，轴套压盖9有中心孔。参阅图2。浮动轴8穿过轴套压盖9中心孔。参阅图7。浮动轴8为阶梯圆柱形，浮动轴8的下端面中心有圆形凹槽。参阅图2。锥轮轴1的上顶端在浮动轴8下端面的圆形凹槽内。轴套压盖9的下端面压在浮动轴8下端台阶上。在锥轮轴套2轴承挡肩的上平面与浮动轴8下端面之间有环形碟簧7。在锥轮轴套2的外壁上套有一个铜套4。参阅图5。铜套4壁上有一个径向螺孔41。参阅图2。铜套4的螺孔上固定有一个限位螺钉14，限位螺钉14的内顶端在锥轮轴套2的凹槽21内。参阅图6。在锥轮轴套2的外壁上有一条轴向凹槽21，凹槽21是锥轮轴套2与铜套4之间产生轴向移动时的导向限位槽。参阅图2。在浮动轴8的上端小直径段穿过调整手轮11中心孔，并由轴用弹性挡圈6将浮动轴8上端小直径段与调整手轮11固定。参阅图3。调整手轮11为圆柱体形，调整手轮11有中心孔，在调整手轮11的外壁上有螺纹。参阅图2。在调整手轮11外壁的螺纹上固定有调节安装座10。参阅图4。调节安装座10是底部有底座的圆柱体，调节安装座10底部底座是正方体形，底座上对称分布有四个安装固定用通孔四个，调节安装座10中心有螺纹通孔。参阅图2。调节安装座10螺纹通孔螺纹扣型与调整手轮11外壁上的螺纹扣型相同。

再次详细阐述双列角接触轴承3的安装。参阅图2。双列角接触轴承3在锥轮轴套2的轴承室中，双列角接触轴承3外圈的上沿挡在锥轮轴套2的轴承挡肩下平面上；孔用弹性挡圈12装在锥轮轴套2的孔用挡圈槽中，挡住双列角接触轴承3外圈的下沿，将双列角接触轴承3定位在锥轮轴套2的轴承室中。锥轮轴1插在双列角接触轴承3中，锥轮轴1轴肩靠在双列角接触轴承3轴承内圈的下沿，轴承内圈挡垫5套在锥轮轴1上，且压在双列角接触轴承3轴承内圈的上沿，轴用弹性挡圈6装在锥轮轴1的孔用挡圈槽中将锥轮轴1定位在双列角接触轴承3上。

简述本发明锥轮弹性定位调节装置的安装与工作过程，有助于理解本发明。

参阅图1。将本锥轮弹性定位调节装置100插入自动焊接小车车体101的相应安装孔中，用四条内六角圆柱头螺栓过调节安装座10底座的四个安装固定用通孔，将锥轮弹性定位调节装置100固定在自动焊接小车车体101上，完成本装置的安装。一个自动焊接小车车体101上安装两套锥轮弹性定位调节装置100，与两套刚性定位转动锥轮104以及两根自动焊接小车行走轮轴102，构成完整的自动焊接小车定位机构；自动焊接小车安装在自动焊轨道103上之前，顺时针旋转调整手轮11，将两套锥轮弹性定位调节装置100的锥轮轴1的锥台退至自动焊接小车车体101内表面处，将自动焊接小车挂在自动焊轨道103上，两套刚性定位转动锥轮104压在自动焊轨道103一侧的定位斜面上，两根自动焊接小车行走轮轴102压在自动焊轨道103的外表面上，逆时针旋转调整手轮11，使两套锥轮弹性定位调节装置100的锥轮轴1的锥台压紧在自动焊轨道103另一侧的定位斜面上，完成自动焊接小车准确的弹性定位安装，保证自动焊接小车可沿自动焊轨道103稳定的行走。

本发明已在导管架T型节点自动焊设备的小车设计和样机中试用，并在自动焊工艺试验中试用。结果表明，本发明的锥轮弹性定位调节装置，在锥轮能够可靠稳定转动的同时，具有准确的弹性定位和大范围位置调节功能，并具有防松功能，结构紧凑均匀，满足了焊接小车和轨道小型化和轻便的设计要求，提高了钢管自动焊接小车的定位精度和行走的可靠性。

Claims (4)

1.一种锥轮弹性定位调节装置，主要由锥轮轴(1)、锥轮轴套(2)、双列角接触轴承(3)、铜套(4)、轴承内圈挡垫(5)、轴用弹性挡圈(6)、浮动轴(8)、轴套压盖(9)、调节安装座(10)、调整手轮(11)、孔用弹性挡圈(12)、紧固螺钉(13)和限位螺钉(14)组成，

锥轮轴(1)是一个下端为锥台的阶梯轴，锥轮轴(1)上端部有轴用挡圈槽，在锥轮轴(1)上固定有双列角接触轴承(3)，锥轮轴(1)的轴用挡圈槽内有轴用弹性挡圈(6)，在双列角接触轴承(3)外部套有锥轮轴套(2)，锥轮轴套(2)外形为圆柱状，在锥轮轴套(2)中心孔内有环形凸起，即轴承挡肩，轴承挡肩将中心孔分为轴承室和浮动轴连接室，轴承室下端内壁上有孔用挡圈槽，双列角接触轴承(3)固定在轴承室内，孔用挡圈槽内有孔用弹性挡圈(12)，在锥轮轴套(2)上端面沿圆周均布有螺纹盲孔，在锥轮轴套(2)上端面上部有轴套压盖(9)，采用紧固螺钉(13)将轴套压盖(9)固定在锥轮轴套(2)的上端面上，轴套压盖(9)为圆盘形，在轴套压盖(9)上均布有螺钉孔，轴套压盖(9)有中心孔，浮动轴(8)穿过轴套压盖(9)中心孔，浮动轴(8)为阶梯圆柱形，浮动轴(8)的下端面中心有圆形凹槽，锥轮轴(1)的上顶端在浮动轴(8)下端面的圆形凹槽内，轴套压盖(9)的下端面压在浮动轴(8)下端台阶上，在锥轮轴套(2)的外壁上套有一个铜套(4)，铜套(4)壁上有一个径向螺孔(41)，螺孔上固定有限位螺钉(14)，限位螺钉(14)的内顶端在锥轮轴套(2)的凹槽(21)内，在锥轮轴套(2)的外壁上有1条轴向凹槽(21)，凹槽(21)是锥轮轴套(2)与铜套(4)之间产生轴向移动时的导向限位槽，在浮动轴(8)的上端小直径段穿过调整手轮(11)中心孔，并由轴用弹性挡圈(6)将浮动轴(8)上端小直径段与调整手轮(11)固定，调整手轮(11)为圆柱体形，调整手轮(11)有中心孔，在调整手轮(11)的外壁上有螺纹，在调整手轮(11)外壁的螺纹上固定有调节安装座(10)，调节安装座(10)是底部有底座的圆柱体，底座上均布安装固定用通孔，调节安装座(10)中心有螺纹通孔，调节安装座(10)螺纹通孔螺纹扣型与调整手轮(11)外壁上的螺纹扣型相同。

2.根据权利要求1所述的锥轮弹性定位调节装置，其特征是：在锥轮轴套(2)轴承挡肩的上平面与浮动轴(8)下端面之间有环形碟簧(7)。

3.根据权利要求1或2所述的锥轮弹性定位调节装置，其特征是：所述的调节安装座(10)底部底座是正方体形，底座上均布有四个安装固定用通孔。

4.根据权利要求1或2所述的锥轮弹性定位调节装置，其特征是：双列角接触轴承(3)在锥轮轴套(2)的轴承室中，双列角接触轴承(3)外圈的上沿挡在锥轮轴套(2)的轴承挡肩下平面上；孔用弹性挡圈(12)装在锥轮轴套(2)的孔用挡圈槽中，挡住双列角接触轴承(3)外圈的下沿，将双列角接触轴承(3)定位在锥轮轴套(2)的轴承室中，锥轮轴(1)插在双列角接触轴承(3)中，锥轮轴(1)轴肩靠在双列角接触轴承(3)轴承内圈的下沿，轴承内圈挡垫(5)套在锥轮轴(1)上，且压在双列角接触轴承(3)轴承内圈的上沿，轴用弹性挡圈(6)装在锥轮轴(1)的孔用挡圈槽中将锥轮轴(1)定位在双列角接触轴承(3)上。

Images