CN102764974A - 单流锁紧机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单流锁紧机，属于机械工程技术领域。它解决了现有的水表锁紧盘采用力扭矩扳手旋拧，导致锁紧盘对盖板施力的压力大小不一，即导致水表合格率低的问题。本单流锁紧机，其特征在于，它包括锁紧座、压紧支架、能与水表锁紧盘周向固定连接的外爪和能将水表壳体周向固定的夹具；所述的锁紧座内定位有竖直设置的传动轴，传动轴上端与外爪固定连接，所述的夹具位于外爪的外侧且夹具固定锁紧座上；所述的锁紧座上固定有与传动轴传动连接能驱动传动轴转动的传动轴驱动件；所述的外爪上方设有固定在压紧支架上能将水表壳体柔性地从上向下的压紧机构。本单流锁紧机具有性能稳定、结构紧凑和布置合理的优点。

Description

单流锁紧机

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，涉及一种旋拧装置，特别是一种单流锁紧机。

背景技术

水表是采用活动壁容积测量室的直接机械运动过程或水流流速对翼轮的作用以计算流经自来水管道的水流体积的流量计。

目前，水表的种类较多。如按测量原理可分为速度式水表和容积式水表；按计数器的指示形式分模拟式、数字式、模拟数字组合式。关于水表的文献如中国专利文献也曾公开了一种全机械式预定量水表【专利号ZL201020297493.7；授权公告号CN201828291U】和智能射频IC卡水表【专利号ZL201020522167.1；授权公告号CN201820294U】以及中华人民共和国国家标准GB/T778-2007冷水水表。其中有一种单流水表，如图6所述，包括壳体39、盖板40和锁紧盘42，锁紧盘42与壳体39内腔侧壁通过螺纹连接，锁紧盘42将盖板40定位壳体39内腔中。盖板40中部具有6条沿盖板40轴心周向均匀设置的加强筋41；锁紧盘42上具有6个沿锁紧盘42轴心周向均匀设置的着力槽43。本单流水表对盖板40相对于壳体39周向位置需符合单流水表标准要求，而且还需通过旋拧对锁紧盘42对盖板40固定；同时锁紧盘42对盖板40施力的压力也需符合单流水表标准要求；若上述两项要求中有一项不符合要求，即会导致该水表计量准确性不符合要求。

目前装配单流水表时壳体39、盖板40和锁紧盘42三者之间是按如下步骤进行装配的：首先，将盖板40放入壳体39，旋入锁紧盘42；接着，对盖板40位置进行校正并利用工具定位盖板40与壳体39之间关系；最后采用扭力扳手旋拧锁紧盘42直至达到符合要求的扭力值。采用扭力扳手旋拧锁紧盘42虽然能够将锁紧盘42旋入并锁紧；但是也存在着诸多缺陷:1、旋拧锁紧盘42由人力操作完全，由此存在着劳动强度大，生产效率低的问题；2、虽然采用力扭矩扳手，但由于人力操作施力大小不易控制和扭矩扳手的精度普遍不高，这导致锁紧盘42对盖板40施力的压力大小不一，很难将误差控制在单流水表标准误差之内；即导致水表合格率低；一般的合格率为50%左右。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种单流锁紧机，利用本单流锁紧机旋拧锁紧盘解决单流水表装配劳动强度大的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种单流锁紧机，其特征在于，它包括锁紧座、压紧支架、能与水表锁紧盘周向固定连接的外爪和能将水表壳体周向固定的夹具；所述的锁紧座内定位有竖直设置的传动轴，传动轴上端与外爪固定连接，所述的夹具位于外爪的外侧且夹具固定锁紧座上；所述的锁紧座上固定有与传动轴传动连接能驱动传动轴转动的传动轴驱动件；所述的外爪上方设有固定在压紧支架上能将水表壳体柔性地从上向下的压紧机构。

利用本单流锁紧机旋拧单流水表的锁紧盘时，首先手动将锁紧盘旋入壳体内。再者，将壳体倒置并置于夹具内；操控压紧机构将壳体向下压，使锁紧盘与外爪相抵靠。接着，操控传动轴驱动件带动传动轴沿锁紧锁紧盘方向旋转，在此过程中，外爪的爪头首先嵌入锁紧盘的着力槽，接着带动锁紧盘旋转，直至达到要求后停止旋转。最后，操控压紧机构使水表脱压，并将装配体取出，完成装配。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴驱动件为液压马达，所述的液压马达进油口处连接有液体压力传感器和电磁阀一，所述的单流锁紧机还包括PLC，所述的液体压力传感器和电磁阀一均与PLC电连接。当锁紧盘施加在盖板上压力逐渐增大，进而会使液压马达进油口油液压力升高；上述的进油口油液压力变化触发液体压力传感器产生信号，PLC处理上述信号并根据信号控制电磁阀一，实现液压马达进油口与油泵处于连通或截止状态，即实现控制液压马达的转动或停止。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴包括轴体一和轴体二，轴体一和轴体二通过扭矩传感器相连接；所述的传动轴驱动件为电机，所述的电机上电连接有电磁开关或变频器；所述的单流锁紧机还包括PLC，所述的扭矩传感器和电磁开关或变频器均与PLC电连接。当锁紧盘施加在盖板上压力逐渐增大，会使传动轴的扭矩增大，上述的传动轴扭矩变化触发扭矩传感器产生信号，PLC处理上述信号并根据信号控制电磁开关或变频器，实现控制电机的转动或停止。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴为空心结构，所述的传动轴内穿设有一根中心轴，所述的外爪内侧设有能与水表盖板周向固定连接的内爪；所述的中心轴上端与内爪通过至少使内爪与中心轴周向固定连接的连接结构相连接；所述的中心轴下端连接有摆杆；所述的摆杆的一侧设有能限制摆杆摆动行程的挡杆，挡杆固定在锁紧座上。

当壳体处于向下压状态时，在操控传动轴驱动件之前，摆动摆杆，带动中心轴转动；在此过程中，内爪的爪头首先会嵌入盖板相邻两加强筋之间部位；接着带动锁紧盘旋转。最后反向摆动摆杆，内爪带动盖板也反向运动，直至摆杆与挡杆相抵靠。此状态下，盖板相对于壳体周向位置是符合单流水表标准要求；根据不同的水表，可适应性地调整挡杆，保证本单流锁紧机适应加工不同型号水表。

在上述的单流锁紧机中，所述的挡杆位于摆杆沿锁紧锁紧盘方向旋转的一侧。当旋拧锁紧盘时，由于锁紧盘与盖板摩擦，迫使盖板具有沿锁紧锁紧盘方向旋转运动趋势；则导致摆杆也具有沿锁紧锁紧盘方向旋转运动趋势。将挡杆设置在摆杆沿锁紧锁紧盘方向旋转的一侧，则挡杆克服摆杆向沿锁紧锁紧盘方向旋转，实现摆杆定位不动。进而保证旋拧锁紧盘时盖板相对于壳体周向位置始终符合单流水表标准要求。

在上述的单流锁紧机中，所述的摆杆和锁紧座之间设有使摆杆始终具有抵靠在挡杆上运动趋势的弹簧一。摆杆向远离挡杆方向摆动时，弹簧一被拉伸，当释放摆杆后，弹簧一使中心轴自动反向旋转并使挡杆抵靠在挡杆上。

在上述的单流锁紧机中，所述的锁紧座上设有沿摆杆摆动方向设有刻度和与刻度相适应地标识字符。设置刻度和标识字符更直观地表达挡杆所处的位置，进而能更快速且准确地将挡杆固定在所需的位置上。

在上述的单流锁紧机中，所述的连接结构包括位于中心轴上端面的周向限位槽和位于内爪下端面上的周向限位凸头，所述的周向限位凸头嵌入周向限位槽内，所述的中心轴和内爪通过螺栓一固定连接。

在上述的单流锁紧机中，所述的连接结构包括位于中心轴上端面的周向限位槽和位于内爪下端面上的周向限位凸头，所述的周向限位凸头嵌入周向限位槽内，所述的中心轴和内爪通过螺栓二轴向限位连接；所述的中心轴上设有使内爪始终具有向上运动趋势的弹簧二。螺栓二即具有避免内爪在弹簧作用下脱离中心轴，同时还具有对内爪上下运动起导向作用。周向限位凸头嵌入周向限位槽即具有周向固定作用，同时还具有对内爪上下运动起导向作用。当壳体处于向下压状态时，若内爪爪头与盖板加工筋端面相抵时，盖板会将内爪向下压进而压缩弹簧。当内爪转动，内爪爪头与盖板相邻两加强筋之间部位完全相对时，内爪在弹簧弹力作用下内爪爪头嵌入盖板相邻两加强筋之间部位。

在上述的单流锁紧机中，所述的中心轴上端面中心处具有让位槽，所述的弹簧二套设在上述的螺栓二上；所述的弹簧二的一端与内爪下端面相抵靠，另一端与让位槽底面相抵靠。该结构使弹簧布置结构更合理；螺栓二可提高弹簧伸缩稳定性。

在上述的单流锁紧机中，所述的中心轴和传动轴之间通过轴承一相连接。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴和锁紧座之间通过轴承二相连接。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴的上端缘部和锁紧座之间设有密封圈。

在上述的单流锁紧机中，所述的传动轴驱动件的转轴与传动轴垂直设置，转轴与传动轴下端部通过伞齿轮相连接。

在上述的单流锁紧机中，所述的压紧机构包括两块上下平行设置的上压板和下压板，下压板上固定有压头；所述的压紧支架上固定有与上压板相连接能驱动上压板上下运动的上压板驱动件；所述的下压板、上压板和压紧支架三者之间设有导向组件；所述的上压板和下压板之间设有使下压板始终具有向下运动趋势的弹簧三；所述的压紧支架上设有用于控制下压板运动行程的行程控制组件。

在上述的单流锁紧机中，所述的上压板驱动件为液压缸或气缸。

在上述的单流锁紧机中，所述的导向组件包括直线导杆和套设在直线导杆上的两个滑套，一个滑套与上压板固定连接，另一个滑套与下压板固定连接。

在上述的单流锁紧机中，所述的弹簧三套设在直线导杆上。

在上述的单流锁紧机中，所述的行程控制组件包括竖直设置的限程杆一和限程杆二；限程杆一下端与下压板固定连接，上端穿过上压板连接有限程螺母；限程杆二下端与上压板固定连接，上端固定有触发件；所述的触发件的上下两侧均设有一行程传感器，所述的行程传感器固定在压紧支架上。

与现有技术相比，本单流锁紧机具有性能稳定、结构紧凑和布置合理的优点。

本单流锁紧机由于采用压紧机构压紧壳体，利用传动轴驱动件为驱动力来源进行旋拧，因此利用本单流锁紧机旋拧锁紧盘具有省力的优点。同时采用机械旋拧具有旋拧速度均匀且达到要求更容易控制及达到要求时间更短，因此利用本单流锁紧机旋拧锁紧盘具有生产效率高的优点。

利用本单流锁紧机旋拧锁紧盘，当锁紧盘对盖板施加压力改变时，本单流锁紧机中传动机构扭矩或液压马达进油口压力均会相适应地发生改变，采用液体压力传感器或扭矩传感器感知上述改变并根据感知信号控制传动轴驱动件转动或停止，因此具有控制锁紧盘对盖板施加压力更容易及更精确；即有效地提高水表合格率。经多次实验结果表明，水表合格率达到90%以上。

附图说明

图1是本单流锁紧机的立体结构示意图。

图2是本单流锁紧机的压紧机构立体结构示意图。

图3是本单流锁紧机的锁紧座处立体结构示意图。

图4是本单流锁紧机的锁紧座处剖视结构示意图。

图5是本单流锁紧机的锁紧座处另一视角剖视结构示意图。

图6是本单流锁紧机电控部分的结构原理图。

图7是单流水表的壳体、盖板和锁紧盘立体结构示意图。

图中，1、锁紧座；2、压紧支架；3、外爪；4、夹具；5、内爪；6、传动轴；7、中心轴；8、工作台板；9、轴承二；10、密封圈；11、液压马达；12、伞齿轮；13、PLC；14、液体压力传感器；15、电磁阀一；16、轴承一；17、摆杆；18、让位孔；19、挡杆；20、挡杆座；21、螺栓三；22、刻度；23、标识字符；24、弹簧一；25、螺栓四；26、压块；27、螺栓五；28、螺栓二；29、弹簧二；30、让位槽；31、上压板；32、下压板；33、压头；34、上压板驱动件；35、导向组件；35a、直线导杆；35b、滑套；36、弹簧三；37、行程控制组件；37a、限程杆一；37b、限程杆二；37c、触发件；37d、行程传感器；38、电磁阀二；39、壳体；40、盖板；41、加强筋；42、锁紧盘；43、着力槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本单流锁紧机包括锁紧座1、压紧支架2、能与水表锁紧盘42周向固定连接的外爪3、能将水表壳体39周向固定的夹具4、能与水表盖板40周向固定连接的内爪5、传动轴6、传动轴驱动件和中心轴7。

具体来说，本单流锁紧机还可以包括机架或工作台板8，锁紧座1和压紧支架2均固定在机架或工作台板8上。

锁紧座1呈箱状，传动轴6竖直设置且位于锁紧座1；传动轴6和锁紧座1之间通过两个轴承二9相连接，由此传动轴6相对于锁紧座1轴向固定连接，周向能灵活且稳定地转动。在旋拧锁紧盘42时会产生一些杂物，为了避免杂物落入锁紧座1内，在传动轴6的上端缘部和锁紧座1之间设有密封圈10；设置密封圈10也有效地保护了轴承二9，提高轴承二9的稳定性及使用寿命。

传动轴驱动件为液压马达11，为了保证本单流锁紧机结构紧凑性及布置合理，液压马达11固定在锁紧座1的一侧壁上，该侧壁为后侧壁。液压马达11转轴与传动轴6垂直设置，转轴与传动轴6下端部通过伞齿轮12相连接。

本单流锁紧机还包括PLC13，液压马达11进油口处连接有液体压力传感器14和电磁阀一15，液体压力传感器14和电磁阀一15均与PLC13电连接。

传动轴6为空心结构，中心轴7位于传动轴6的轴心处，中心轴7和传动轴6之间通过两个轴承一16相连接；由此中心轴7相对于传动轴6轴向固定连接，周向能灵活且稳定地转动。中心轴7上端与传动轴6上端基本齐平，下端穿出传动轴6固定连接有摆杆17，摆杆17的一端从锁紧座1的前侧壁穿出。为了能使摆杆17能摆动，在锁紧座1前侧壁上开有沿摆杆17摆动轨迹设置的让位孔18。摆杆17沿锁紧锁紧盘42方向旋转的一侧设有能限制摆杆17摆动行程的挡杆19。锁紧座1的让位孔18处通过螺栓三21固定连接有挡杆座20，挡杆19固定在挡杆座20上，即挡杆19通过挡杆座20和螺栓三21与锁紧座1固定连接，且还能调整挡杆19的位置。

锁紧座1上设有沿摆杆17摆动方向设有刻度22和与刻度22相适应地标识字符23。

摆杆17和锁紧座1之间设有使摆杆17始终具有抵靠在挡杆19上运动趋势的弹簧一24。

外爪3呈圆环状，外爪3通过两根螺栓四25与传动轴6上端固定连接。夹具4位于外爪3的外侧，夹具4通过两组压块26和螺栓五27组件固定在锁紧座1顶面上。

内爪5位于外爪3的内侧，中心轴7上端与内爪5通过至少使内爪5与中心轴7周向固定连接的连接结构相连接。更具体来说，连接结构包括位于中心轴7上端面的周向限位槽和位于内爪5下端面上的周向限位凸头，周向限位凸头嵌入周向限位槽内，中心轴7和内爪5通过螺栓二28轴向限位连接；中心轴7上设有使内爪5始终具有向上运动趋势的弹簧二29。中心轴7上端面中心处具有让位槽30，弹簧二29套设在上述的螺栓二28上；弹簧二29的一端与内爪5下端面相抵靠，另一端与让位槽30底面相抵靠。

外爪3上方设有固定在压紧支架2上能将水表壳体39柔性地从上向下的压紧机构。本压紧机构包括两块上下平行设置的上压板31和下压板32，下压板32上固定有压头33；压头33采用尼龙或橡胶材料制成，避免对水表壳体39造成损失。

压紧支架2上固定有与上压板31相连接能驱动上压板31上下运动的上压板驱动件34；上压板驱动件34为油缸，油缸的缸体固定在压紧支架2上，活塞头部与上压板31固定连接。根据实际情况，上压板驱动件34可用气缸替代。

下压板32、上压板31和压紧支架2三者之间设有两组导向组件35；导向组件35包括直线导杆35a和套设在直线导杆35a上的两个滑套35b，一个滑套35b与上压板31固定连接，另一个滑套35b与下压板32固定连接；由此使上压板31和下压板32相对于压紧支架2稳定地上下运动。

上压板31和下压板32之间设有使下压板32始终具有向下运动趋势的弹簧三36；弹簧三36的一端与上压板31相抵靠，另一端与下压板32相抵靠。弹簧三36套设在直线导杆35a上，由此提高弹簧三36伸缩地稳定性。

压紧支架2上设有用于控制下压板32运动行程的行程控制组件37；行程控制组件37包括竖直设置的限程杆一37a和限程杆

37b；限程杆一37a下端与下压板32固定连接，上端穿过上压板31连接有限程螺母；限程杆二37b下端与上压板31固定连接，上端固定有触发件37c；触发件37c的上下两侧均设有一行程传感器37d，行程传感器37d固定在压紧支架2上。与油缸或气缸相连通的管道上串联有电磁阀二38，电磁阀二38和行程传感器37d均与PLC13电连接。

利用本单流锁紧机旋拧单流水表的锁紧盘42，预先手动地将锁紧盘42旋入壳体39内；选择与水表相适应地夹具4、内爪5和外爪3固定在相对应地部件上。首先，将水表壳体39倒置并置于夹具4内；控制油缸活塞杆向下运动，直至触发件37c触发位于下侧的行程传感器37d；在此状态下，压头33将壳体39向下压，弹簧三36处于压缩状态；内爪5与盖板40相抵靠，外爪3与锁紧盘42相抵靠。

接着，拨动摆杆17并释放摆杆17；控制液压马达11运行，使转轴沿锁紧锁紧盘42方向转动；直至进油口处压力升至设定数值，该数值为17～22Mpa，具体数据通过多组试验得到。液压马达11停止运动，进而完成装配。

最后，液压缸活塞向上运动，直至触发件37c触发位于上侧的行程传感器37d；取出装配体。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：连接结构包括位于中心轴7上端面的周向限位槽和位于内爪5下端面上的周向限位凸头，周向限位凸头嵌入周向限位槽内，中心轴7和内爪5通过螺栓固定连接。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：传动轴6包括轴体一和轴体二，轴体一和轴体二通过扭矩传感器相连接；传动轴驱动件为电机，电机上电连接有电磁开关或变频器；扭矩传感器和电磁开关或变频器均与PLC13电连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种单流锁紧机，其特征在于，它包括锁紧座（1）、压紧支架（2）、能与水表锁紧盘（42）周向固定连接的外爪（3）和能将水表壳体（39）周向固定的夹具（4）；所述的锁紧座（1）内定位有竖直设置的传动轴（6），传动轴（6）上端与外爪（3）固定连接，所述的夹具（4）位于外爪（3）的外侧且夹具（4）固定锁紧座（1）上；所述的锁紧座（1）上固定有与传动轴（6）传动连接能驱动传动轴（6）转动的传动轴（6）驱动件；所述的外爪（3）上方设有固定在压紧支架（2）上能将水表壳体（39）柔性地从上向下的压紧机构。

2.根据权利要求1所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的传动轴（6）驱动件为液压马达（11），所述的液压马达（11）进油口处连接有液体压力传感器（14）和电磁阀一（15），所述的单流锁紧机还包括PLC（13），所述的液体压力传感器（14）和电磁阀一（15）均与PLC（13）电连接。

3.根据权利要求1所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的传动轴（6）包括轴体一和轴体二，轴体一和轴体二通过扭矩传感器相连接；所述的传动轴（6）驱动件为电机，所述的电机上电连接有电磁开关或变频器；所述的单流锁紧机还包括PLC（13），所述的扭矩传感器和电磁开关或变频器均与PLC（13）电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的传动轴（6）为空心结构，所述的传动轴（6）内穿设有一根中心轴（7），所述的外爪（3）内侧设有能与水表盖板（40）周向固定连接的内爪（5）；所述的中心轴（7）上端与内爪（5）通过至少使内爪（5）与中心轴（7）周向固定连接的连接结构相连接；所述的中心轴（7）下端连接有摆杆（17）；所述的摆杆（17）的一侧设有能限制摆杆（17）摆动行程的挡杆（19），挡杆（19）固定在锁紧座（1）上。

5.根据权利要求4所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的挡杆（19）位于摆杆（17）沿锁紧锁紧盘（42）方向旋转的一侧。

6.根据权利要求4所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的摆杆（17）和锁紧座（1）之间设有使摆杆（17）始终具有抵靠在挡杆（19）上运动趋势的弹簧一（24）。

7.根据权利要求4所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的连接结构包括位于中心轴（7）上端面的周向限位槽和位于内爪（5）下端面上的周向限位凸头，所述的周向限位凸头嵌入周向限位槽内，所述的中心轴（7）和内爪（5）通过螺栓一固定连接。

8.根据权利要求4所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的连接结构包括位于中心轴（7）上端面的周向限位槽和位于内爪（5）下端面上的周向限位凸头，所述的周向限位凸头嵌入周向限位槽内，所述的中心轴（7）和内爪（5）通过螺栓二（28）轴向限位连接；所述的中心轴（7）上设有使内爪（5）始终具有向上运动趋势的弹簧二（29）。

9.根据权利要求1或2或3所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的压紧机构包括两块上下平行设置的上压板（31）和下压板（32），下压板（32）上固定有压头（33）；所述的压紧支架（2）上固定有与上压板（31）相连接能驱动上压板（31）上下运动的上压板驱动件（34）；所述的下压板（32）、上压板（31）和压紧支架（2）三者之间设有导向组件（35）；所述的上压板（31）和下压板（32）之间设有使下压板（32）始终具有向下运动趋势的弹簧三（36）；所述的压紧支架（2）上设有用于控制下压板（32）运动行程的行程控制组件（37）。

10.根据权利要求9所述的单流锁紧机，其特征在于，所述的行程控制组件（37）包括竖直设置的限程杆一（37a）和限程杆二（37b）；限程杆一（37a）下端与下压板（32）固定连接，上端穿过上压板（31）连接有限程螺母；限程杆（37b）下端与上压板（31）固定连接，上端固定有触发件（37c）；所述的触发件（37c）的上下两侧均设有一行程传感器（37d），所述的行程传感器（37d）固定在压紧支架（2）上。

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