CN104476176B - 一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置及其使用方法，涉及货运索道运输领域，装置结构为：伺服电机、减速器、联轴器和实心轴的一端依次相连，实心轴另一端连接到卡盘一侧中心的传动轴，卡盘另一侧设置有能沿卡盘径向活动的2个以上的卡爪，卡爪与实心轴之间通过卡爪松紧机构连接；卡盘一侧中心还固定连接空心轴一端，空心轴中部连接传动齿轮，传动齿轮连接到定扭矩电动扳手。本装置的使用方法为：首先，放置螺栓自动松紧装置于合适的工作位置；其次，设置好伺服电机的扭动模式，启动伺服电机；最后，设置好定扭矩电动扳手的旋转时间，启动定扭矩电动扳手。本发明实现货运索道行车螺栓的自动松紧，操作方便。

Description

一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及输电线路工程施工技术领域，具体涉及一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置及其使用方法。

背景技术

随着西部大开发的深入推进，加大对西部地区的电网建设及发展已势在必行。而西部联网工程通过的地区均为高海拔、人烟稀少、交通条件差的山区，运输问题是最迫切需要解决的问题。而传统的修建车辆运输便道，利用汽车运输则要花费很高的人力物力。当没有办法修建公路便道时，只能人工搬运，此法效率极低，严重影响电网建设和发展。货运索道的诞生适时地解决了以上难题，索道运输能够跨越高山和克服地理障碍，克服恶劣的气候条件，实现物质的大量运输。

然而，目前就国内而言，现阶段施工中常用的简易货运索道不仅承载能力低，更为不足的是自动化程度低，从而造成运输效率低下及安全事故频发，已经不能满足高海拔、大运量工程的运载需求，例如川藏联网工程。因此，如何实现货运索道自动化已迫在眉睫。

通过研究国内外货运索道运输系统的使用，可知目前货运索道主要可分为单线不可循环和双线可循环两种货运索道。双向循环索道因为采用双线循环的运输形式，能避免中途停车，极大地提高货运效率。对双线可循环索道而言，货运索道脱挂索无疑是其最重要的核心技术之一，此难题能否顺利解决，直接关系到双线循环索道能否高效安全的运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动对货运索道行车的螺栓进行自动松紧的装置，操作简便。同时，给出了该装置的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明的具体方案如下：

一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，伺服电机、减速器、联轴器和实心轴的一端依次相连，实心轴另一端连接到卡盘一侧中心的传动轴，卡盘另一侧设置有能沿卡盘径向活动的2个以上的卡爪，且卡爪沿卡盘径向均匀分布，卡爪与传动轴之间连接有卡爪松紧机构；卡爪松紧机构为：行星轮同时与太阳轮、固定齿圈及传动齿圈啮合，平面螺旋盘与传动齿圈固定连接，平面螺旋盘连接卡爪，传动轴与行星架、太阳轮和传动齿圈相连；卡盘一侧中心还固定连接空心轴一端，空心轴中部连接传动齿轮，传动齿轮连接到定扭矩电动扳手；实心轴置于空心轴内部且同轴布置；还设置有2个轴承座和用于支撑整个装置的平台底座，空心轴置于2个轴承座上。

作为优化，所述实心轴和空心轴采用间隙配合。

作为优化，所述空心轴与卡盘采用刚性键连接。

作为优化，所述卡爪为3个。

另外，所采用的卡盘具体型号为KD11—250。

一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置的使用方法，包括以下步骤，

步骤1：放置螺栓自动松紧装置于合适的工作位置，使卡爪形成的抓取空间对准螺栓的螺栓头，既是螺栓头在卡爪的可卡范围内；

步骤2：设置好伺服电机的扭动模式，启动伺服电机；

步骤3：设置好定扭矩电动扳手的旋转时间，启动定扭矩电动扳手。

本发明的有益效果是：

1、传统装置一般采用人工实现螺栓与套筒的对中，对套筒与螺栓的轴线重合度要求较高，重合度必须要求在1mm内。与传统装置相比，本发明采用卡盘实现螺栓的对中，对重合度要求较低，实验证明，当重合度在30mm内时，本发明均能可靠地实现螺栓与套筒的对中与夹紧。

2、本发明采用伺服电机进行螺栓的夹紧，采用定扭矩电动扳手实现螺栓的拧松或拧紧，使得本装置每次的夹紧力与拧紧力基本一致，避免了人工操作时因为操作人员的情绪或是身体状况的差别而造成夹紧力和拧紧力的不同，使得操作更加安全可靠。

3、本发明采用伺服电机实现卡爪在设定的夹紧力范围内，可靠的实现卡爪对螺栓的夹紧，从而避免卡盘转动时，螺栓打滑现象的出现。

4、本发明不需要人力参与，即可实现螺栓的自动化松紧，减少用工量，提高索道运输的效率与安全性。当本发明用于货运索道系统时，可以实现行走小车抱索器的自动抱索与脱索，为后续实现货运索道系统自动卸货或是行走小车的转轨做准备工作。

5、本发明平台结构简单，多采用目前市场上常见的零部件或组件，生产加工简单，成本低廉，可维修性强，质量可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明螺栓自动松紧装置的整体结构示意图。

图2为本发明在松紧螺栓过程中的示意图。

图3为本发明中卡盘的侧面示意图。

图4为本发明中卡盘的正面示意图。

图5为本发明中三爪卡盘的结构示意图。

图中：1-定扭矩电动扳手；2-传动齿轮；3-轴承座；4-卡盘；5-卡爪；6-空心轴；7-实心轴；8-联轴器；9-伺服电机；10-减速器；11-螺栓；12-平台底座；13-传动齿圈；14-固定齿圈；15-行星轮；16-太阳轮；17-行星架；18-传动轴；19-平面螺旋盘。

具体实施方式

本发明提供的一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，结构为：伺服电机9、减速器10、联轴器8和实心轴7的一端依次相连，实心轴7另一端连接到卡盘4一侧中心的传动轴18，卡盘4另一侧设置有能沿卡盘4径向活动的2个以上的卡爪5，且卡爪5沿卡盘4径向均匀分布，卡爪5与传动轴18之间连接有卡爪松紧机构；卡爪松紧机构为：行星轮15同时与太阳轮16、固定齿圈14及传动齿圈13啮合，平面螺旋盘19与传动齿圈13固定连接，平面螺旋盘19连接卡爪5，传动轴18与行星架17、太阳轮16和传动齿圈13相连；卡盘4一侧中心还固定连接空心轴6一端，空心轴6中部连接传动齿轮2，传动齿轮2连接到定扭矩电动扳手1；实心轴7置于空心轴6内部且同轴布置；还设置有2个轴承座3和用于支撑整个装置的平台底座12，空心轴6置于2个轴承座3上。

平台底座12由一块铝合金底板组成，与其相连接的部件的连接方式为螺栓连接（沉头）。空心轴6内部装有实心轴7，空心轴6与实心轴7采用间隙配合，可以自由旋转；实心轴7在伺服电机9的带动下旋转；空心轴6与卡盘4采用刚性键连接。本发明中，卡爪5的数量可为2个、3个、4个，只要卡爪5能形成一抓取空间，该抓取空间大于对螺栓11的螺栓头即可，从而为实现螺栓11的自动松紧提供最基本的条件。

一般情况下，本发明所采用的卡盘4为三爪卡盘，即是卡爪5的数量为3个，具体型号为KD11—250，如图5所示。三爪卡盘由卡盘体、卡爪5和卡爪松紧机构组成。在伺服电机9的驱动下，通过实心轴7与其相连接的传动轴18来驱动传动齿圈13，从而带动平面螺旋盘19旋转，驱动卡爪5同步移动，实现自动松开和夹紧功能。具体的说：行星轮15同时与太阳轮16、固定齿圈14及传动齿圈13啮合，平面螺旋盘19与传动齿圈13固定连接，当太阳轮16转动，并通过传动齿圈13带动平面螺旋盘19转动，从而带动卡爪5夹紧或松开。

在定扭矩电动扳手1的驱动下，其旋转运动通过传动齿轮2驱动空心轴6旋转，从而带动卡盘4旋转。伺服电机9可采用设定的扭矩控制模式，产生适当的夹紧力。轴承座3安装在空心轴6的两端，可保持空心轴6与伺服电机9的轴在一条直线上。

另外，本发明使用西门子S7-200PLC来对整个系统的动作流程进行控制，从而实现系统的自动化。

本装置的使用方法如下：

首先，将平台底座12放置在一个稳定的工作平台上，放置平稳后，使得卡盘4上的卡爪5张开，螺栓头在卡爪5可卡范围内(本发明中，当卡盘4完全张开时，卡爪5构成一个直径为200mm的圆形范围，远远大于一般常用螺栓11直径，因此螺栓11可以轻松放进卡盘4的可卡范围内)。

其次，待准备工作完成后，给PLC发出完成信号，由PLC控制伺服电机9转动，从而带动卡盘4上的卡爪5夹紧螺栓11，伺服电机9采用扭矩模式控制，当伺服电机9达到设定扭矩，螺栓11被夹紧，伺服系统会使得伺服电机9自动停止旋转，同时给PLC发出夹紧动作完成信号。

最后，PLC接到伺服电机9螺栓夹紧动作完成的信号以后，开始启动定扭矩电动扳手1，定扭矩电动扳手1开始按照PLC计时器设定的时间，旋转一定的时间后停止（该时间根据具体工况设定，以足够拧松或拧紧螺母为止），螺母被拧松（或拧紧），行车抱索器实现脱抱索，整个动作完成。

Claims (6)

1.一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，其特征在于：伺服电机（9）、减速器（10）、联轴器（8）和实心轴（7）的一端依次相连，所述实心轴（7）另一端连接到卡盘（4）一侧中心的传动轴（18），所述卡盘（4）另一侧设置有能沿卡盘（4）径向活动的2个以上的卡爪（5），且所述卡爪（5）沿卡盘（4）径向均匀分布，所述卡爪（5）与传动轴（18）之间连接有卡爪松紧机构；所述卡爪松紧机构为：行星轮（15）同时与太阳轮（16）、固定齿圈（14）及传动齿圈（13）啮合，平面螺旋盘（19）与传动齿圈（13）固定连接，所述平面螺旋盘（19）连接卡爪（5），传动轴（18）与行星架（17）、太阳轮（16）和传动齿圈（13）相连；卡盘（4）一侧中心还固定连接空心轴（6）一端，所述空心轴（6）中部连接传动齿轮（2），所述传动齿轮（2）连接到定扭矩电动扳手（1）；所述实心轴（7）置于空心轴（6）内部且同轴布置；还设置有2个轴承座（3）和用于支撑整个装置的平台底座（12），所述空心轴（6）置于2个轴承座（3）上。

2.如权利要求1所述的一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，其特征在于：所述实心轴（7）和空心轴（6）采用间隙配合。

3.如权利要求1所述的一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，其特征在于：所述空心轴（6）与卡盘（4）采用刚性键连接。

4.如权利要求1、2或3所述的一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，其特征在于：所述卡爪（5）为3个。

5.如权利要求4所述的一种用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置，其特征在于，所述卡盘（4）的型号为KD11—250。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的用于货运索道行车的螺栓自动松紧装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：放置螺栓自动松紧装置于合适的工作位置，使卡爪（5）形成的抓取空间对准螺栓（11）的螺栓头，既是螺栓头在卡爪（5）的可卡范围内；

步骤2：设置好伺服电机（9）的扭动模式，启动伺服电机（9）；

步骤3：设置好定扭矩电动扳手（1）的旋转时间，启动定扭矩电动扳手（1）。