CN102240770B - 专用于高强度铆钉的铆接机及液压泵站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于高强度铆钉的铆接机及液压泵站，其液压泵站包括：高压油泵；装在所述高压油泵上的油泵电机；用来连接铆枪油缸的大腔油口的第一油管；用来连接铆枪油缸的小腔油口的第二油管；用来改变向铆枪油缸大腔和小腔油口供油方向的换向阀，其供油口经由供油管连接所述高压油泵，其回油口连接回油管，其油缸侧第一油口连接所述第一油管，其油缸侧第二油口连接所述第二油管；其中，所述油泵电机连接用来提供变频电源的变频器，使得本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站可以根据负载大小，改变油泵电机的转速，增加油缸压力，提高铆接效果。

Description

专用于高强度铆钉的铆接机及液压泵站

技术领域

本发明涉及一种铆钉连接装置，特别涉及专用于高强度铆钉的铆接机及液压泵站。

背景技术

高强度铆接件是铁路车辆、工程机械、桥梁、塔桅及其他建筑钢结构等重型机件的重要连接工具。高强度铆接的最大优点在于夹紧力保证，耐冲击，防振动。在长时间的交变载荷作用下，高强度铆接件仍能维持足够的夹紧力，永不松动，保证连接功能的有效性、可靠性。而且，高强度铆接工艺施工方便，成本不高而深受欢迎，应用广泛。

高强度铆接，多用高强度铆钉与相配的铆套，由专用铆接机来实施。中国专利文件CN902 17434.7公开了一种液压环槽铆钉枪的技术。该技术用液压缸的牵引力，以推杆模套方式挤压铆套，使二者合二为一。该专利的结构件较多，机构显得复杂，而且密封不完善，难以保证工作的可靠性。

中国专利文件CN1806959A披露了一种手提式液压铆接机，试图简化结构，减轻重量，降低成本，并充分保证其工作可靠性和使用寿命。

该手提式液压铆接机主要由动力组件A和挤压组件B两部分构成。挤压组件B的作用是：在抓住高强度铆钉的尾部的同时挤压铆套，将铆套内孔的材料挤压到高强度铆钉的锁紧槽中。动力组件A的作用就是为此提供足够的挤压力。本发明动力组件A采用超高压液压缸产生牵引力，出力巨大，又容易控制。

但是，该手提式液压铆接机存在一些需要提高方面，比如，需要提高该手提式液压铆接机的定位精度，又比如，需要提供自适应液压等。

此外，该手提式液压铆接机还存在结构复杂、加紧力不足的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提供自适应液压的专用于高强度铆钉的液压泵站。

本发明的另一目的是提供一种具有这种液压泵站的专用于高强度铆钉的铆接机。

根据本发明的第一方面，提供了一种专用于高强度铆钉的液压泵站，包括：

高压油泵；

装在所述高压油泵上的油泵电机；

用来连接铆枪油缸的大腔油口的第一油管；

用来连接铆枪油缸的小腔油口的第二油管；

用来改变向铆枪油缸大腔和小腔油口供油方向的换向阀，其供油口经由供油管连接所述高压油泵，其回油口连接回油管，其油缸侧第一油口连接所述第一油管，其油缸侧第二回油口连接所述第二油管；

其中，所述油泵电机连接用来提供变频电源的变频器。

本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站还包括：连接在所述第一油管之中的带液控口的第一液控单向阀和连接在所述第二油管之中的带液控口的第二液控单向阀。

其中，所述第一液控单向阀的液控口连接所述第二油管，所述第二液控单向阀的液控口连接第一油管，由此构成用于铆枪油缸活塞精确定位的液压锁。

本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站还包括：连接所述供油管用于检测供油油压的压力检测器；连接所述压力检测器的控制器，用于根据压力检测器所检测的压力，控制所述变频器调整其频率。

其中，所述控制器包括：连接所述压力检测器输出的比较器，用来将压力检测器输出的压力信号与门限进行比较；连接所述比较器的处理器，具有连接所述变频器的变频控制端，用于在所述压力信号小于所述门限时，控制所述变频器保持其频率，在所述压力信号大于所述门限时，控制所述变频器调高其频率。

其中，所述处理器还具有连接所述换向阀的换向开关的换向控制端，以及连接所述换向阀的供油开关的供油控制端。

根据本发明的第二方面，提供了一种专用于高强度铆钉的铆接机，包括：

上述的专用于高强度铆钉的液压泵站；以及

连接所述专用于高强度铆钉的液压泵站的第一油管和第二油管的铆枪；

其中专用于高强度铆钉的液压泵站通过第一油管和第二油管向所述铆枪的油缸提供液压。

其中，所述铆枪包括：液压油缸，其内安装有带有柱塞的油缸盖；套装在柱塞上的活塞杆，可沿柱塞往复移动；挤压模，其一端与活塞杆的端部螺纹连接，另一端设置有挤压部；安装在所述柱塞上的弹性夹头；固定在所述活塞杆内壁上的压块，所述压块设置在弹性夹头与活塞杆之间。

其中，所述弹性夹头包括：与所述柱塞螺纹连接的基座；用来卡紧铆钉拉槽的分体式夹爪，该分体式夹爪通过多个弹性杆连接在基座上；分体式夹爪在弹性杆的弹力作用下张开，并在所述压块的作用下收拢成圆筒形，从而卡紧所述铆钉拉槽。

其中，所述压块为包围所述弹性夹头的圆环状，所述圆环的内径小于或等于所述圆筒的外径。

其中，所述液压油缸上设置用来连接泵站第一油管的大腔油口和用来连接泵站第二油管的小腔油口；当由大腔油口进油，小腔油口出油时，所述活塞杆带动所述压块向前移动至所述夹爪位置，压块挤压夹爪，使得张开的夹爪收拢成所述圆筒形；当由小腔油口进油，大腔油口出油时，所述活塞杆带动所述压块向后移动至所述基座位置，压块对夹爪的挤压作用消失，夹爪在所述弹性杆的弹力作用下张开。

其中，本发明的圆桶形挤压模采用材料25CrMnMo制成，其对铆套施力的工作带依次经过如下处理：

(a)进行渗碳处理，渗碳处理温度为800-1000℃，时间为4-8h，渗碳厚度为0.7mm-1.0mm，渗碳速度为0.1-0.2mm/h；

(b)进行淬火处理，淬火处理温度为700-900℃；

(c)进行回火处理，回火处理温度为120-250℃，时间为3-5h。

其中，本发明的弹性夹头采用依次经过如下处理的材料25CrMnMo制成：

(a)进行淬火处理，淬火处理温度为700-900℃；

(b)进行回火处理，回火处理温度为120-250℃，时间为3-5h。

相对于现有技术，本发明的具有如下技术效果：

1、泵站可以根据负载大小(即，铆枪对铆钉和铆套的作功状况)，改变油泵电机的转速，增加油缸压力，提高铆接效果；

2、可以提高油缸活塞的定位精度；

3、简化了铆枪的结构，提高了铆枪拉断铆钉拉槽的可靠性；

4、大大提高了铆枪弹性夹头和挤压模的使用次数。

下面结合附图对本发明的结构及原理进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站的原理图；

图2是本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站实现自适应提供液压的原理图；

图3是显示图2中的控制器具体结构及控制的原理图；

图4是本发明的可提高铆枪活塞定位精度的专用于高强度铆钉的液压泵站的原理图；

图5是本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站的实施例的示意图；

图6是本发明的铆枪的结构示意图；

图7是本发明的铆枪开始铆接时的结构示意图。

具体实施方式

图1显示了本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站的原理性结构，如图1所示，本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站包括：

高压油泵6；

装在所述高压油泵6上的油泵电机5；

用来连接铆枪油缸1的大腔油口的第一油管2；

用来连接铆枪油缸1的小腔油口的第二油管3；

用于改变向枪油缸1的大腔油口和小腔油口供油方向的换向阀4，该换向阀4为三位四通电磁阀，并具有供油口41、回油口42、油缸侧第一油口43和油缸侧第二油口44；供油口41经由供油管连接所述高压油泵6，回油口42连接回油管，油缸侧第一油口43连接所述第一油管2，油缸侧第二油口44连接所述第二油管3；

其中，所述油泵电机5连接用来提供变频电源的变频器，该变频器根据负载即油压的变化，改变电源的频率。

本发明的高压油泵6和油泵电机5组成泵站的动力源，将机械能转化成液压油的压力能，通过改变油泵电机的转速对液压油实行流量调节。本发明的油泵电机5为变频电机，高压油泵6可以采用变量阻塞泵。

此外，专用于高强度铆钉的液压泵站还包括用来容纳液压油的油箱7。

图4显示了本发明的可提高铆枪活塞定位精度的专用于高强度铆钉的液压泵站的原理，与图1所示的专用于高强度铆钉的液压泵站相比，图4所示的专用于高强度铆钉的液压泵站还包括：连接在所述第一油管2之中的带液控口的第一液控单向阀21和连接在所述第二油管3之中的带液控口的第二液控单向阀31。

第一液控单向阀21的液控口连接所述第二油管3，第二液控单向阀31的液控口连接第一油管2，由此构成用于铆枪油缸活塞精确定位的液压锁。

液控单向阀具有阀座、钢球、弹簧、液控口、控制柱塞和进油口和出油口，当液压油从进油口进入时，液压油克服弹簧力，推开钢球，从出油口流出。当液压油从出油口流入时，钢球落在阀座上，油流不过去，需要在液控口输入带有压力的控制油，使控制油作用在控制柱塞上，推动柱塞前进，柱塞连接推杆，推杆顶开钢球，这样液压油就可以从出油口到进油口的方向“反向”流动了。

铆枪油缸活塞不能精确定位的主要原因是，油泵电机5在铆枪油缸活塞预定位置时，将停止运行，以便油缸活塞定位在预定位置，但是由于铆枪油缸的进油口存在漏油现象，造成油缸活塞偏离预定定位位置。

本发明利用液压锁对铆枪油缸活塞精确定位的原理是：利用第一液控单向阀21或第二液控单向阀31阻止铆枪油缸进油口的漏油。

本发明利用连接供油管的压力检测器8检测油压，该压力检测器8将检测的油压转换成油压(电)信号。

图2显示了本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站实现自适应提供液压的原理，如图2所示，控制器连接压力检测器8，用于根据压力检测器8所检测的压力，控制所述变频器的电源频率的变化。控制器还控制换向阀的换向和供油。控制器抓住铆钉时，压力检测器8检测的压力较小，随着铆枪对铆套的挤压，压力检测器8检测的压力变大，当检测的压力达到一定值时，控制器控制变频器提供高频电源，从而加速油泵电机的运转，增加供油速度，从而增加了液压，使得铆枪把铆套挤压到铆钉的锁紧槽中，并拉断铆钉的钉尾(即拉槽)。

图3显示了控制器的细节及控制原理，控制器包括：连接所述压力检测器输出的比较器，该比较器用来比较压力检测器8输出的压力信号与门限，输出与比较结果相应的触发信号；连接所述比较器的处理器，具有连接所述变频器的变频控制端，用于以及在所述压力信号小于所述门限时，根据相应的触发信号，控制所述变频器保持其频率，并在所述压力信号大于所述门限时，根据相应的触发信号，控制所述变频器调高其频率。

此外，处理器还具有连接所述换向阀4的换向开关K1的换向控制端，以及连接所述换向阀4的供油开关K2的供油控制端。

图5显示了本发明的专用于高强度铆钉的液压泵站的一个具体实施例，与图4所示的专用于高强度铆钉的液压泵站的区别仅仅在于：

油箱7上装有空气滤清器14、液位计15和放油阀16；

供油管中装有供油单向阀10；

回油管中装有回油单向阀12和回油滤油器13；

在供油管与回油管之间装有溢流阀11；以及

油压计9连接供油管。

在一个具体实例中，本发明的泵站可以采用SIMATIC S7-200系列的CPU222作为控制器，扩展模拟量输入输出模块EM235用作设备的运行数据信号的采集，设备的人机操作界面采用MT506L 6”触摸屏，通过通信电缆与CPU222的通讯接口连接以实现数据交换，并且采用SIMATIC MCIROMASTER440变频器对油泵电机进行无级调速，实现对油缸平滑无级调速的控制。

另一方面，本发明的专用于高强度铆钉的铆接机包括：上述专用于高强度铆钉的液压泵站和连接所述专用于高强度铆钉的液压泵站的第一油管2和第二油管3的铆枪；其中所述专用于高强度铆钉的液压泵站通过第一油管2和第二油管3向所述铆枪提供液压。

图6显示了本发明铆枪的结构，本发明的铆枪包括液压油缸，其缸体21内安装有带有柱塞22的油缸盖22a；套装在柱塞22上的活塞杆23，可沿柱塞22往复移动；圆桶形挤压模24，其一端与活塞杆23螺纹连接，另一端设置有挤压部；其中，柱塞22上安装有弹性夹头25，活塞杆的内壁上固定有压块26，压块26位于弹性夹头25与活塞杆23之间。

通过在活塞杆上设置挤压模24和压块26，可以活塞杆的向前移动，对铆套和铆钉的拉槽同时施力，不仅简化了铆枪的结构，而且可以铆接的效率，比如提高拉断铆钉拉槽的可靠性。

如图6所示，本发明的铆枪包括液压油缸21，其侧壁上设置有用来连接泵站第一油管2的大腔油口211和用来连接泵站第二油管3的小腔油口212，液压油缸21内设置有柱塞22，柱塞22的一端连接有油缸盖22a，另一端向上延伸，伸出液压油缸21外部。活塞杆23套装在柱塞22上，并可沿柱塞22来回移动，活塞杆23的一端安置在液压油缸21内并连接有活塞23a，其中活塞23a位于大腔油口211玉小腔油口212之间；活塞杆23的另一端向上伸出液压油缸并与圆桶形挤压模24的一端螺纹连接，圆桶形挤压模24的另一端设置有挤压部。位于活塞杆23内部的柱塞22上安装有弹性夹头25，弹性夹头25与活塞杆23之间设置有压块26，压块26固定在活塞杆23的内壁上。

其中，弹性夹头25包括：基座250，基座250为圆筒形，其外壁上设置有外螺纹，柱塞22为圆筒形，其顶部内壁上设置有内螺纹，基座250螺纹连接在柱塞22上；用来卡紧铆钉拉槽271的夹爪251，夹爪251为分体式夹爪，分体式夹爪251围成圆筒形(如图7所示)，圆筒的中心为用来卡紧铆钉拉槽271的螺纹孔251a，分体式夹爪251通过多个弹性杆252连接在基座250上。分体式夹爪251在弹性杆252的弹力作用下张开，形成如图6所示的倒圆台形，并在压块26的挤压作用下收拢成如图7所示的圆筒形，从而将铆钉27的拉槽271卡紧在螺纹孔251a内。

如图6所示，本发明的压块26为包围在弹性夹头25外部的圆环状，其内径小于或等于分体式夹爪251收拢时形成的圆筒的外经，这样便使得压块在活塞杆23的带动下移动至夹爪251位置时，压块便会挤压夹爪，使得分体式夹爪收拢，形成如图7所示的圆筒形，并将铆钉27的拉槽271紧紧地卡在螺纹孔251a内，从而提高了分体式夹爪对铆钉拉槽的加紧力。

本发明的压块6也可以为沿活塞杆23内壁圆周分布的多个单独的块体，多个块体位于活塞杆23内壁上同一高度，使得活塞杆向上移动时，带动多个块体同时向上移动，弹性夹头25的分体式夹爪251在多个块体的共同作用收拢形成如图7所示的圆筒形。

本发明圆桶形挤压模24上的挤压部为设置在圆桶形挤压模24端部的通孔240，通孔240分为两部分，其下端为圆柱形，圆柱的直径小于套装在铆钉27的锁紧槽272上的铆套的外经；通孔240上端为倒锥形，倒圆锥的底部直径与圆柱直径相等，顶部直径大于或等于铆套的外经，以便圆桶形挤压模24在活塞杆23的带动下向上移动时，铆套能够被引入圆桶形挤压模24的通孔240内，通孔240的圆柱形部分对铆套进行挤压，从而将铆套铆接在铆钉27的锁紧槽272上。

此外，为了延长挤压模4的寿命(即增加使用次数)，本发明的圆桶形挤压模4采用材料25CrMnMo制成，其对铆套施力的工作带依次经过如下处理：

(a)进行渗碳处理，渗碳处理温度为800-1000℃，时间为4-8h，渗碳厚度为0.7mm-1.0mm，渗碳速度为0.1-0.2mm/h；

(b)进行淬火处理，淬火处理温度为700-900℃；

(c)进行回火处理，回火处理温度为120-250℃，时间为3-5h。为了延长弹性夹头5的寿命(即增加使用次数)，本发明的弹性夹头5采用依次经过如下处理的材料25CrMnMo制成：

(a)进行淬火处理，淬火处理温度为700-900℃；

(b)进行回火处理，回火处理温度为120-250℃，时间为3-5h。

通过上述处理，可以大大提高本发明的弹性夹头的使用次数。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种专用于高强度铆钉的铆接机，包括：

液压泵站；以及

连接所述液压泵站的第一油管（2）和第二油管（3）的铆枪；

其中所述液压泵站通过第一油管（2）和第二油管（3）向所述铆枪提供液压；

其中，所述铆枪包括：

液压油缸，其缸体（21）内安装有带有柱塞（22）的油缸盖（22a）；

套装在柱塞（22）上的活塞杆（23），可沿柱塞（22）往复移动；

挤压模（24），其一端与活塞杆（23）的端部螺纹连接，另一端设置有挤压部；

安装在所述柱塞（22）上的弹性夹头（25）；

固定在所述活塞杆（23）内壁上的压块（26），所述压块（26）设置在弹性夹头（25）与活塞杆（23）之间；

其中，所述弹性夹头（25）包括：

基座（250），与所述柱塞（22）螺纹连接；

具有用来卡紧铆钉拉槽（271）的分体式夹爪（251），通过多个弹性杆（252）连接在基座（250）上；

其中，所述液压泵站包括：

高压油泵（6）；

装在所述高压油泵（6）上的油泵电机（5）；

用来连接铆枪油缸（1）的大腔油口的第一油管（2）；

用来连接铆枪油缸（1）的小腔油口的第二油管（3）；

用来改变向铆枪油缸（1）大腔和小腔油口供油方向的换向阀（4），其供油口（41）经由供油管连接所述高压油泵（6），其回油口（42）连接回油管，其油缸侧第一油口（43）连接所述第一油管（2），其油缸侧第二油口（44）连接所述第二油管（3）；

其中，所述油泵电机（5）连接用来提供变频电源的变频器。

2.根据权利要求1所述的铆接机，其中，所述液压泵站还包括：连接在所述第一油管（2）之中的带液控口的第一液控单向阀（21）和连接在所述第二油管（3）之中的带液控口的第二液控单向阀（31）。

3.根据权利要求2所述的铆接机，其中，所述第一液控单向阀（21）的液控口连接所述第二油管（3），所述第二液控单向阀（31）的液控口连接第一油管（2），由此构成用于铆枪油缸活塞精确定位的液压锁。

4.根据权利要求2或3所述的铆接机，其中，所述液压泵站还包括连接所述供油管用于检测供油油压的压力检测器（8）。

5.根据权利要求4所述的铆接机，其中，所述液压泵站还包括连接所述压力检测器（8）的控制器，用于根据压力检测器（8）所检测的压力，控制所述变频器调整其频率。

6.根据权利要求5所述的铆接机，其中，所述控制器包括：

连接所述压力检测器输出的比较器，用来将压力检测器（8）输出的压力信号与门限进行比较；

连接所述比较器的处理器，具有连接所述变频器的变频控制端，用于在所述压力信号小于所述门限时，控制所述变频器保持其频率，在所述压力信号大于所述门限时，控制所述变频器调高其频率。

7.根据权利要求6所述的铆接机，其中，所述处理器还具有连接所述换向阀（4）的换向开关（K1）的换向控制端，以及连接所述换向阀（4）的供油开关（K2）的供油控制端。

8.根据权利要求1所述的铆接机，其特征在于，所述分体式夹爪（251）在弹性杆（252）的弹力作用下张开，并在所述压块（26）的作用下收拢成圆筒形，从而卡紧所述铆钉拉槽（271）。

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