CN104148572B - 一种铆钉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铆钉机，包括：钳车，设有车轮，能够在轨道上横向移动；旋转支架，可回转地安装于所述钳车；钳体，悬挂于所述旋转支架的立板之间；所述钳体的两侧设有转轴，并通过所述转轴直接悬挂于所述立板，其悬挂铰接点处于重心偏上的位置，所述立板通过其上开设的开放式半圆孔支撑所述转轴形成悬挂铰接点。该铆钉机可有效的解决现有铆钉机在结构、产品适应性、安全可靠性等方面的问题，并显著降低劳动强度，提高生产效率。

Description

一种铆钉机

技术领域

本发明涉及机械组装设备技术领域，特别是在生产铝合金煤车的过程中，对车体侧墙和端墙进行铆接的铆钉机。

背景技术

目前，生产铝合金煤车主要使用拉铆枪铆接哈克铆钉，并部分使用铆钉机铆接铝铆钉进行组装。

由于哈克铆钉用量较多，因此成本较高、生产率较低，对此，采用铝铆钉取代哈克铆钉便成为一种切实可行的解决方式，例如铝合金煤炭漏斗车在大批量生产时，在端、侧墙上便都可以采用CCI型铝铆钉。

请参考图1、图2、图3，图1为现有CCI型铝铆钉机的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图。

如图所示，现有CCI型铝铆钉机主要由C型钳体1'、旋转支架2'、小车3'、轨道4'等部件构成。

钳体1'悬挂在旋转支架3'的立板之间，其钳口的上侧安装上铆钉窝头，下侧安装下铆钉窝头，旋转支架3通过回转支撑安装在小车3'上，小车3'安装有车轮，在液压油缸的驱动下，可连同其上的旋转支架2'和钳体1'一起在轨道4'上横向移动。

这种铆钉机由于存在以下缺点，而难以满足使用铝铆钉进行组装的加工要求：

其一，钳体悬挂结构复杂，操作不够灵活；

其二，适应性差，不能适用于KM98铝合金煤炭漏斗车等侧墙上侧梁高度较大的车型；

其三，横向移动采用液压缸驱动，速度慢，行走不稳定，影响对准效率；

其四，人工操作钳体水平旋转和垂直旋转，劳动强度大。

其五，钳体刚度差，变形大，造成窝头对准困难，严重影响铆接质量。

因此，如何对铆钉机进行优化设计，以消除上述缺点，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铆钉机。该铆钉机可有效的解决现有铆钉机在结构、产品适应性、安全可靠性等方面的问题，并显著降低劳动强度，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种铆钉机，包括：

钳车，设有车轮，能够在轨道上横向移动；

旋转支架，可回转地安装于所述钳车；

钳体，悬挂于所述旋转支架的立板之间；所述钳体的两侧设有转轴，并通过所述转轴直接悬挂于所述立板，其悬挂铰接点处于重心偏上的位置。

优选地，所述立板通过其上开设的开放式半圆孔支撑所述转轴形成悬挂铰接点。

优选地，所述钳体为钢板组焊结构，其背部呈半圆形，与钳口一侧的上斜面和下斜面圆滑过渡。

优选地，所述钳体一侧设有连杆式手动调节机构。

优选地，所述连杆式手动调节机构包括前端带有把手的“L”形转杆、中间连接件以及连接板；

所述转杆的折弯处与所述立板顶部的支座相铰接，所述连接板固定于所述钳体的侧面并位于所述转杆折弯部位的前侧，所述转杆折弯部位的上端与所述中间连接件的一端相铰接，所述中间连接件的另一端与所述连接板的上端相铰接。

优选地，所述中间连接件为锁具螺旋扣。

优选地，进一步设有回转驱动机构，包括回转油缸；所述旋转支架通过回转支撑安装于所述钳车，所述回转支撑的回转部设有径向延伸的旋转板；所述回转油缸在水平面内斜向布置于所述钳车，其缸体与油缸支撑板相铰接，活塞杆与所述旋转板相铰接。

优选地，进一步设有位于所述钳体后下方的转动驱动机构，包括：

转动油缸，通过油缸支架安装于所述回转支撑的回转部后侧，并沿着从后下方指向前上方的方向布置，其缸体与所述油缸支架上的支座相铰接；

托架，整体呈折弯状，其根部与所述回转支撑的回转部相铰接，上端设有能够与所述钳体背部接触配合的辊轮，其折弯处从内凹侧与所述转动油缸的活塞杆相铰接。

优选地，所述钳车通过液压马达驱动，所述液压马达与车轮传动连接。

优选地，所述钳体的钳口宽度在600mm～800mm之间、深度在1800mm～2200mm之间。

本发明在钳体的两侧设有转轴，并通过转轴直接将钳体悬挂在旋转支架的立板之间，其悬挂铰接点处于重心偏上的位置。这样，不仅加高了钳体悬挂点，而且使悬挂结构变的更为简单，与现有复杂的悬挂机构相比，零部件较少，易于加工制造和组装，且转动灵活，易于操作，在试验中，每次铆接过程时间仅为7S左右，批量生产时，每张侧墙铆接时间在45～50min，实现了设计目标，使CCI铆钉技术在C80铝合金运煤敞车生产中得到了应用，减少了哈克铆钉的用量，节约了制造成本，提高了生产效率。

在一种优选方案中，所述连杆式手动调节机构用于对钳体进行微调，其由转杆、中间连接件和连接板形成的连杆机构可显著降低使钳体旋转而需要施加的人力，从而更加易于转动钳体找正准确铆接位置。

在另一种优选方案中，采用转动油缸驱动钳体转动，可使钳体头部向上抬起以让开待铆接设备上其他部件的移动空间，例如运煤车侧墙上的侧柱等等，同时可以显著降低劳动强度。

附图说明

图1为现有CCI型铝铆钉机的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本发明所提供铆钉机的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图4中连杆式手动调节机构的结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图8为图7中连接板的侧视图；

图9为回转支撑旋转部的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为图4中托架的结构示意图；

图12为图11的左视图；

图13为图4中钳车的结构示意图；

图14为图13的俯视图；

图15为图13的左视图；

图16为铆接油缸液压控制原理图；

图17为液压马达、回转油缸和转动油缸的液压控制原理图。

图1至图3中：

钳体1'旋转支架2'小车3'轨道4'

图4至图15中：

1.钳车1-1.车轮1-2.防脱钩2.轨道2-1.限位挡3.旋转支架3-1.立板3-2.支座4.钳体4-1.转轴4-2.固定窝头4-3.活动窝头4-4.液压缸4-5.补强板5.回转支承5-1.回转部6-1.转杆6-2.中间连接件6-3.连接板7.回转油缸8.旋转板9.油缸支撑板10.转动油缸11.油缸支架11-1.油缸支座12.托架12-1.辊轮13.液压马达

图16中：

111.油箱112.滤油器113.油泵组114.单向阀115.时间继电器116.增压缸117.顺序阀118.单向阀119.两位四通电磁换向阀110.电磁溢流阀

图17中：

211.油箱212.滤油器213.油泵组214.单向阀215.两位四通电磁换向阀216.调速阀217.三位四通电磁换向阀218.三位四通电磁换向阀219.三位四通电磁换向阀210.电磁溢流阀

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

对于本发明说明书中的解释仅限于实施示例性方案，并省略了不必要的部件描述，在本发明说明书中同样的构件在不同附图上以相同的标记表示。在具体的实施描述中，数字及字母是用来区别具有相同术语的构件元件，这些数字及字母不具有特定的含义，也不代表任何次序。

请参考图4、图5，图4为本发明所提供铆钉机的结构示意图；图5为图4的左视图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的铆钉机主要由钳车1(又称移动小车)、轨道2、水平旋转支架3以及C型钳体4等部件构成，其主要用于铝合金运煤车(如KM98铝合金煤炭漏斗车)侧墙铆接和端墙铆接。

钳车1设有车轮1-1，能够在轨道2上横向移动，旋转支架3可回转地安装于钳车1，钳体4两侧设有转轴4-1，并通过转轴4-1直接悬挂于旋转支架3的立板3-1之间，其悬挂铰接点处于重心偏上的位置，通过液压缸驱动或手动推动钳体能够绕悬挂点在垂直面旋转。

钳体4由30-120mm厚，材质为Q345E的钢板组焊而成，在转轴4-1的轴向方向上具有等宽的厚度，其背部呈半圆形，与钳口一侧的上斜面和下斜面圆滑过渡，钳口宽度在600mm～800mm之间、深度在1800mm～2200mm之间。

钳体4开口位置安装铆钉窝头，上面安装固定窝头4-2，采用螺栓固定结构，下面安装活动窝头4-3和液压缸4-4，液压缸4-4固定，活动窝头4-3与液压缸活塞杆采用夹持固定结构。

为固定侧墙铆接位置，活动窝头4-3套有聚氨脂弹性垫，由于上下铆钉窝头为易损件，因此采用了便于装卸的结构，钳体4和窝头能承受55吨铆接力，具有足够的强度和刚度，可减少疲劳变形，且钳体4焊接结构制造方便，上下铆钉窝头拆卸方便，钳体旋转轻快，上下窝头考虑作为冷挤压模，要求有高的硬度，良好的耐磨性，以及足够的强度和韧性，材质选用65Nb。

钳体4悬挂在水平旋转支架3上，以便于铆钉窝头垂直压装，钳体4在悬挂时钳口左右方向保持水平，如果出现高低不平，需进行调整，然后，从钳体4的前面对压模进行垂直方向观察，直至调平。

通常，通过在钳体4的后部添加或减少重铁来调整其水平，在钳体4后部有两个螺栓供调整时固定重铁。

旋转支架3为钢板组焊结构，支架底板通过回转支承5与钳车1连接，回转支承5分别安装在水平旋转支架3底面和钳车1顶面中心点上，水平旋转支架3悬挂铰接点与回转轴线在同一垂直面上，保证重心重合、不产生偏心力，通过液压缸驱动支架和钳体能够在水平面旋转，其立板3-1的上部呈开口向前的弯头形状，其弯头内侧呈半圆形，与钳口内端形状相一致，可以将其视为类似于竖立的吊钩形状。这样的立板既具有足够的强度，又提供了让位空间，不会干涉钳口的有效工作区域。

钳体4的转轴4-1在纵向方向上邻近钳口的上沿，立板3-1的弯头末端具有一下沉式台阶，并在台阶顶部设有开放式半圆孔，以支撑钳体4的转轴4-1形成悬挂铰接点，同时，在半圆孔的内侧和外侧各固定有一块半环形补强板4-5，以提高该部位的连接强度。

请参考图6、图7、图8，图6为图4中连杆式手动调节机构的结构示意图；图7为图6的俯视图；图8为图7中连接板的侧视图。

手动调节机构用于对钳体4进行微调，以转动钳体4找正准确铆接位置，其设于钳体4一侧，为连杆机构，主要由前端带有把手的“L”形转杆6-1、中间连接件6-2以及连接板6-3等组成。

转杆6-1的折弯处与立板3-1顶部的三角形支座3-2相铰接，连接板6-3焊接于钳体4的侧面并位于转杆6-1折弯部位的前侧，转杆6-1折弯部位的上端与中间连接件6-2的一端相铰接，中间连接件6-2的另一端与连接板的6-3上端相铰接，连接板6-3呈侧弯状，以避开转杆6-1，从投影方向上观察，手动调节机构整体上呈逆时针旋转90度的字形。

具体地，中间连接件6-2可采用开放式锁具螺旋扣，由于锁具螺旋扣采用现有技术即可实现，这里就不对其进行详细描述。

连杆式手动调节机构可显著降低使钳体4旋转而需要施加的人力，钳体旋转力计算如下：

设钳体重量9.5吨，转轴直径200毫米，回转半径2400毫米，钳体重心偏心37毫米，手动调节机构支点到钳体悬挂点高度800毫米，则钳体旋转力＝9500X37X200÷800÷2400＝36.6KG。

请参考图9，图9为回转支撑旋转部的结构示意图；图10为图9的俯视图。

钳体4的水平回转由回转油缸7驱动，回转支撑5的回转部5-1设有径向延伸的旋转板8，回转油缸7在水平面内斜向布置于钳车1，大体上与旋转板8垂直，其缸体与油缸支撑板9相铰接，活塞杆与旋转板8相铰接，活塞杆伸缩时可带动回转部5-1及其上的钳体4在水平面内转动。

请一并参考图11、图12，图11为图4中托架的结构示意图；图12为图11的左视图。

钳体4后下方还设有转动驱动机构，转动油缸10通过油缸支架11安装于回转部5-1后侧，并沿着从后下方指向前上方的方向布置，其缸体与油缸支架11上的油缸支座11-1相铰接。

托架12整体呈折弯状，其根部与回转部5-1相铰接，上端设有能够与钳体背部接触配合的辊轮12-1，其折弯处从内凹侧与转动油缸10的活塞杆相铰接，活塞杆伸出时，可带动托架12向上抬起，进而由托架12通过辊轮12-1推动钳体4绕悬挂铰接点转动，以便在铆接过程中，避让待铆接设备上其他部件的移动空间，例如运煤车侧墙上的侧柱等等，同时可以显著降低劳动强度。

请参考图13、14、15，图13为图4中钳车的结构示意图；图14为图13的俯视图；图15为图13的左视图。

钳车1也为组焊结构，四个钢质车轮1-1坐落在轨道2上，通过两个液压马达13驱动，两个液压马达13分别与同一侧的两个车轮传动连接，能够牵引钳车1在轨道2上横向移动，轨道2为标准钢轨，与地面基础固定，钳车1两侧面焊有防脱钩1-2，轨道2组成上设置限位挡2-1，限制钳车纵向移动。

此外，钳车1移动运行速度可调，能实现0.06米/分微动，钳体4重心位置准确，位于钳车1中心，液压缸4-4设有安全保护罩，以保证铆钉窝头对准铆钉，及操作的灵活性和安全性。

请参考图16，图16为铆接油缸液压控制原理图。

第一液压站控制铆接油缸动作，主要由电机、油泵组113、增压缸116、顺序阀117、换向阀、电磁溢流阀110等组成，正常提供5MPa压力，用于钳体上液压缸快进、工进、快退，通过增压缸116一般增压6倍压力，用于铆接成型；通过顺序阀117自动实现启用增压缸，铆接油缸的返回；通过压力继电器发出信号，控制电磁换向阀动作来实现；保压时间可由时间继电器115控制，也可以手动控制。

请参考图17，图17为液压马达、回转油缸和转动油缸的液压控制原理图。

第二液压站控制液压马达和钳体旋转油缸动作，主要由电机、油泵组213、换向阀、调速阀216、电磁溢流阀210等组成，铆接液压缸、移动小车液压马达控制按键均设置在钳体头部，以便于人工控制。

上述铆钉机的主要技术参数如下表所示：

其工作原理如下：

首先，吊运侧墙组成到传送支架(I)工位上，侧墙水平摆放，清除侧墙侧板下面的铁屑，将CCI型铆钉穿好，然后牵引侧墙组成到传送支架(II)工位上。

接着，操作者骑在钳体头部，通过控制钳车液压马达，实现钳体上铆钉窝头与侧墙上铆钉头粗对正，可通过手动调节机构转动钳体找正准确铆接位置，还可通过转动液压缸抬起钳体头部让开侧柱移动空间。

钳车用液压马达驱动运行，分快进和慢进两个阶段，快进速度4米/分，慢进速度0.06米/分，每个铆钉的对正都需要经历快进和慢进两个阶段以方便调整位置，找正后上下铆钉窝头中心线与侧墙垂直。

然后，按动铆接液压缸开关，下部窝头和弹性垫套在液压缸推动下上升，在下部窝头接触铆钉杆端部之前，弹性垫圈已与上部窝头将侧墙夹持卡紧，下部窝头在液压缸推动下快进，接触铆钉杆后自动变为工进，按事先设定的保压时间成型保压后，下部窝头自动快退，完成CCI型铝铆钉冷铆接。

最后，按照上述工步铆接下一个铝铆钉。

本发明具有如下有益效果：

(1)铆接质量提高

通过调节上下窝头极限位置的间距、改变下窝头窝型以及调整聚氨脂弹性套在铆接时的压缩量等措施，可保证铆钉成型后的直径、高度、剖切后充满钉孔的效果以及铆接板密贴良好，不变形等质量要求。

(2)操作性提高

铆接机操纵灵活，与传统铆钉机相比，操作性得到了较大提高，采用液压缸驱动钳体旋转，降低了劳动强度。

(3)生产效率提高

在试验中，每次铆接过程时间仅为7S左右，批量生产时，每张侧墙铆接时间在45～50min，实现了设计目标，使CCI铆钉技术在C80铝合金运煤敞车生产中得到了应用，减少了哈克铆钉的用量，节约了制造成本，提高了生产效率。

(4)结构优化

钳体悬挂点加高，加大了钳口使用深度，能增加铆接覆盖面积，手动调节机构与钳体连接点加高，通过连杆机构使钳体旋转力降低。

以上对本发明所提供的铆钉机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铆钉机，包括：

钳车，设有车轮，能够在轨道上横向移动；

旋转支架，可回转地安装于所述钳车；

钳体，悬挂于所述旋转支架的立板之间；所述钳体的两侧设有转轴，并通过所述转轴直接悬挂于所述立板，其悬挂铰接点处于重心偏上的位置；

所述钳体一侧设有连杆式手动调节机构；其特征在于，

所述连杆式手动调节机构包括前端带有把手的“L”形转杆、中间连接件以及连接板；

所述转杆的折弯处与所述立板顶部的支座相铰接，所述连接板固定于所述钳体的侧面并位于所述转杆折弯部位的前侧，所述转杆折弯部位的上端与所述中间连接件的一端相铰接，所述中间连接件的另一端与所述连接板的上端相铰接。

2.根据权利要求1所述的铆钉机，其特征在于，所述立板通过其上开设的开放式半圆孔支撑所述转轴形成悬挂铰接点。

3.根据权利要求1所述的铆钉机，其特征在于，所述钳体为钢板组焊结构，其背部呈半圆形，与钳口一侧的上斜面和下斜面圆滑过渡。

4.根据权利要求1所述的铆钉机，其特征在于，所述中间连接件为锁具螺旋扣。

5.根据权利要求1所述的铆钉机，其特征在于，进一步设有回转驱动机构，包括回转油缸；所述旋转支架通过回转支撑安装于所述钳车，所述回转支撑的回转部设有径向延伸的旋转板；所述回转油缸在水平面内斜向布置于所述钳车，其缸体与油缸支撑板相铰接，活塞杆与所述旋转板相铰接。

6.根据权利要求5所述的铆钉机，其特征在于，进一步设有位于所述钳体后下方的转动驱动机构，包括：

转动油缸，通过油缸支架安装于所述回转支撑的回转部后侧，并沿着从后下方指向前上方的方向布置，其缸体与所述油缸支架上的支座相铰接；

托架，整体呈折弯状，其根部与所述回转支撑的回转部相铰接，上端设有能够与所述钳体背部接触配合的辊轮，其折弯处从内凹侧与所述转动油缸的活塞杆相铰接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的铆钉机，其特征在于，所述钳车通过液压马达驱动，所述液压马达与车轮传动连接。

8.根据权利要求7所述的铆钉机，其特征在于，所述钳体的钳口宽度在600mm～800mm之间、深度在1800mm～2200mm之间。