CN105397394B - U式夹紧杆自定心回转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了U式夹紧杆自定心回转装置，包括圆盘，圆盘的盘面上开设有用于容纳工件的U型开口；圆盘上连接设有用于夹紧工件的自定心夹持机构。加工出的工件质量高，可以有效保证供给加工精度，并且加工效率高，可有效降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于圆形工件的自动焊接以及火焰开孔下料等的工装工具，尤其是一些较长的管件以及管件两端都带有法兰工件的自动焊接使用的U
式夹紧杆自定心回转装置。
背景技术
在石油、天然气、化工等行业中，需要对圆形工件进行加工，如管子的切割、开孔、焊接等。由于需要加工的工件种类规格较多，尺寸不一，给加工带了诸多不便。一般来说是采用滚轮架等简单工装，人工进行切割、开孔、焊接等，这种方式精度无法保证，加工出的工件质量差，并且加工效率低，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种加工出的
工件质量高，可以有效保证供给加工精度，并且加工效率高，可有效降低加工成本的U式夹紧杆自定心回转装置。
为解决上述技术问题本发明采用以下技术方案：U式夹紧杆自定心回转装置，包括圆盘，圆盘的盘面上开设有用于容纳工件的U型开口；
圆盘上连接设有用于夹紧工件的自定心夹持机构。
以下是本发明的进一步改进：
自定心夹持机构包括三根夹紧杆，三根夹紧杆沿圆盘的半径方向均匀分布在同一平面上；
相邻两根夹紧杆之间的夹角为120度。
进一步改进：
所述自定心夹持机构还包括可带动三根夹紧杆同步向圆盘的圆心方向运动的传动机构。
进一步改进：
每根夹紧杆上连接有一个锥齿轮；
锥齿轮套装在夹紧杆上并与夹紧杆采用梯形螺纹传动连接。
进一步改进：
三根夹紧杆中每根夹紧杆的其中一端具有梯形螺纹；
三根夹紧杆中其中一根夹紧杆采用右旋螺纹、另外两根夹紧杆采用左旋螺纹或三根夹紧杆中其中一根夹紧杆采用左螺旋、另外两根采用右螺旋螺纹。
进一步改进：
锥齿轮通过齿轮固定座连接到圆盘上；
齿轮固定座与圆盘固定连接；
锥齿轮通过轴承转动连接在齿轮固定座上；
轴承与齿轮固定座固定连接。
进一步改进：
每根夹紧杆的中间位置开设有键槽；
每根夹紧杆外套装有导向座；
导向座与圆盘固定连接；
导向座内设有导向平键；
导向平键设置在夹紧杆上的键槽内，夹紧杆可沿导向平键相对导向座运动。
进一步改进：
三根夹紧杆中其中一根夹紧杆上的锥齿轮作为主传动齿轮；
作为主传动齿轮的锥齿轮通过传动机构分别与另外两个锥齿轮传动连接；
所述传动机构包括两组传动杆，每组传动杆的两端分别固定连接有中间锥齿轮，每组传动杆上其中一端的中间锥齿轮与作为主传动齿轮的锥齿轮啮合，每组传动杆上另一端的中间锥齿轮与另外两个锥齿轮传动连接。
进一步改进：
所述自定心夹持机构还包括用于给传动机构传递动力的动力机构，所述动力机构包括第一驱动电机；
第一驱动电机上传动连接有下离合器；
作为主传动齿轮的锥齿轮上连接有与下离合器相配合的上离合器；
第一驱动电机通过上离合器及下离合器将动力传递给作为主传动齿轮的锥齿轮，然后通过传动机构传递给三根夹紧杆；
所述支撑板上固定连接有固定板；
第一驱动电机通过滑块及直线导轨连接在固定板上；
滑块上还连接有气缸，气缸运动可带动第一驱动电机沿直线导轨上下运动进而实现上离合器及下离合器的啮合，实现动力的传递；
圆盘上靠近支撑板一侧的盘面上固定连接有齿圈；
齿圈上开设有U型开口，齿圈上啮合有两个从动介轮，两个从动介轮之间设有主动介轮，主动介轮分别与两个从动介轮啮合，主动介轮上传动连接有第二驱动电机，第二驱动电机为主动介轮提供动力，第一驱动电机及第二驱动电机均采用伺服电机，调速范围为1：5000；
所述锥齿轮与中间锥齿轮的齿数及模数相等；
所述锥齿轮与中间锥齿轮的轴线之间的夹角为30°；
所述上离合器及下离合器均为牙嵌式离合器。
进一步改进：
所述定心回转装置还包括支撑板，圆盘转动连接在支撑板上；
支撑板上开设有可容纳工件的U型开口；
圆盘通过若干个V型导向轮固定座与支撑板转动连接；
V型导向轮固定座沿圆盘的外圆周方向均匀分布；
每个V型导向轮固定座上连接有V型导轮；
V型导轮具有V型槽，圆盘位于V型导轮的V型槽内。
本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：由于待加工工件是夹持在设备上之后，围绕设备中心回转，以此可以保证工件回转时窜动量为零，径向跳动量在0.1mm以内，从而保证工件在生产过程中始终处于初始位置不变，因此加工出的工件质量高，可以有效保证加工精度，并且加工效率高，可有效降低加工成本；
与滚轮架等回转驱动设备相比，该设备是采用三爪自定心夹持住工件外圆表面后沿着设备回转中心旋转，因此可有效避免工件外表面质量对工件回转精度的影响，不会因外表面存在突起而跳动；
可实现较高的自定心夹持精度Φ300直径上的自定心精度可达到0.15mm；现场适用性强，一般的圆形类、六边形类工件的组对焊接均适用，且设备灵活性高，能适用一些复杂多变的工件的自动化作业；
工件吊装简便，可竖直直接起吊、放置工件，对于工件放置过程中的位置调整特别方便；
工件夹持后由一个主动介轮带动两个从动介轮过渡接力式实现齿圈的连续旋转，采用齿轮传动，传动效率可达到90%以上，承载能力强，传动平稳；
有助于保证工件生产时质量，Φ900直径上的回转定位精度可达到0.1mm；定位准确，适用管件直径变化范围广；
可实现复杂形势的传动，传动比准确，承载能力大，能适应恶劣工况。
附图说明：
附图1为本发明实施例的立体图；
附图2为本发明实施例的主视图；
附图3为附图2的右视图；
附图4为附图2的左视图；
附图5为附图2的后视图；
附图6为附图2的剖视图；
附图7为锥齿轮与夹紧杆连接结构的剖视图；
附图8为附图7中B-B剖视图。
图中：1-齿圈；2- 自定心夹持机构；3-传动机构；4-夹紧杆；5-动力机构；7-传动杆；8-固定板；9-锥齿轮；10-上离合器；11-下离合器；12-第一驱动电机； 13-中间锥齿轮；14-直线导轨；15-滑块；16-从动介轮；17-第二驱动电机；18-主动介轮；19-气缸；20-V型导向轮固定座；21-齿轮固定座； 22-支撑板；23-圆盘；24-V型导轮；25-导向座；26-轴承；27-导向平键；28-键槽。
具体实施方式
实施例，如图1-6所示，U式夹紧杆自定心回转装置，包括支撑板22，支撑板22上开设有可容纳工件的U型开口，支撑板22上转动连接有圆盘23。
圆盘23通过若干个V型导向轮固定座20与支撑板22转动连接，V型导向轮固定座20沿圆盘23的外圆周方向均匀分布，每个V型导向轮固定座20上连接有V型导轮24，V型导轮24具有V型槽，圆盘23位于V型导轮24的V型槽内。
圆盘23的盘面上开设有用于容纳工件的U型开口，U型开口的底面为半圆形底面，半圆形底面的圆心与圆盘23的圆心重合。
圆盘23上连接设有用于夹紧工件的自定心夹持机构2。
自定心夹持机构2包括三根夹紧杆4，三根夹紧杆4沿圆盘23的半径方向均匀分布在同一平面上，相邻两根夹紧杆4之间的夹角为120度。
所述自定心夹持机构2还包括可带动三根夹紧杆4同步向圆盘23的圆心方向运动的传动机构3。
如图7、图8所示，每根夹紧杆4上连接有一个锥齿轮9，锥齿轮9套装在夹紧杆4上并与夹紧杆4采用梯形螺纹传动连接。
夹紧杆4的其中一端设有梯形螺纹，夹紧杆4的中间位置开设有键槽28。
三根夹紧杆4中其中一个采用右旋螺纹，另外两个为左旋螺纹，以实现三根联动向心运动，或三根夹紧杆4中其中一根夹紧杆采用左螺旋、另外两根采用右螺旋螺纹，可保证三根夹紧杆4具有自锁功能。
锥齿轮9通过齿轮固定座21连接到圆盘23上，齿轮固定座21与圆盘23固定连接，锥齿轮9通过轴承26转动连接在齿轮固定座21上，轴承26与齿轮固定座21固定连接。
每根夹紧杆4外套装有导向座25，导向座25与圆盘23固定连接，导向座25内设有导向平键27，导向平键27设置在夹紧杆4上的键槽28内，夹紧杆4可沿导向平键27相对导向座25运动。
三根夹紧杆4中其中一根夹紧杆4上的锥齿轮9作为主传动齿轮，作为主传动齿轮的锥齿轮9通过传动机构3分别与另外两个锥齿轮9传动连接。
所述传动机构3包括两组传动杆7，每组传动杆7的两端分别固定连接有中间锥齿轮13，每组传动杆7上其中一端的中间锥齿轮13与作为主传动齿轮的锥齿轮9啮合，每组传动杆7上另一端的中间锥齿轮13与另外两个锥齿轮9传动连接。
所述自定心夹持机构2还包括用于给传动机构3传递动力的动力机构5，所述动力机构5包括第一驱动电机12，第一驱动电机12上传动连接有下离合器11，作为主传动齿轮的锥齿轮9上连接有与下离合器11相配合的上离合器10，第一驱动电机12通过上离合器10及下离合器11将动力传递给作为主传动齿轮的锥齿轮9，然后通过传动机构传递给三根夹紧杆4。
所述支撑板22上固定连接有固定板8，第一驱动电机12通过滑块15及直线导轨14连接在固定板8上，滑块15上还连接有气缸19，气缸19运动可带动第一驱动电机12沿直线导轨14上下运动进而实现上离合器10及下离合器11的啮合，实现动力的传递。
圆盘23上靠近支撑板22一侧的盘面上固定连接有齿圈1。
齿圈1上开设有U型开口，齿圈1上啮合有两个从动介轮16，两个从动介轮16之间设有主动介轮18，主动介轮18分别与两个从动介轮16啮合，主动介轮18上传动连接有第二驱动电机17，第二驱动电机17为主动介轮18提供动力，第二驱动电机17采用伺服电机，调速范围为1：5000。
所述锥齿轮9与中间锥齿轮13的齿数及模数相等。
所述锥齿轮9与中间锥齿轮13的轴线之间的夹角为30°，这样可实现了自定心夹持，生产效率高。
所述上离合器10及下离合器11均为牙嵌式离合器，便于结合和脱离，传动平稳。
Claims (7)
1.U 式夹紧杆自定心回转装置，包括圆盘（23），其特征在于 ：圆盘（23）的盘面上开设有用于容纳工件的 U 型开口 ；
圆盘（23）上连接设有用于夹紧工件的自定心夹持机构（2）；
自定心夹持机构（2）包括三根夹紧杆（4）；
所述自定心夹持机构（2）还包括可带动三根夹紧杆（4）同步向圆盘（23）的圆心方向运动的传动机构（3）；
所述自定心夹持机构（2）还包括用于给传动机构（3）传递动力的动力机构（5）；
每根夹紧杆（4）上连接有一个锥齿轮（9）；锥齿轮（9）套装在夹紧杆（4）上并与夹紧杆（4）采用梯形螺纹传动连接；
三根夹紧杆（4）中其中一根夹紧杆（4）上的锥齿轮（9）作为主传动齿轮 ；
作为主传动齿轮的锥齿轮（9）通过传动机构（3）分别与另外两个锥齿轮（9）传动连接 ；
所述传动机构（3）包括两组传动杆（7），每组传动杆（7）的两端分别固定连接有中间锥齿轮（13），每组传动杆（7）上其中一端的中间锥齿轮（13）与作为主传动齿轮的锥齿轮（9）啮合，每组传动杆（7）上另一端的中间锥齿轮（13）与另外两个锥齿轮（9）传动连接。
2.根据权利要求 1 所述的 U 式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：三根夹紧杆（4）沿圆盘（23）的半径方向均匀分布在同一平面上 ；相邻两根夹紧杆（4）之间的夹角为120 度。
3.根据权利要求1所述的U式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：三根夹紧杆（4）中每根夹紧杆（4）的其中一端具有梯形螺纹 ；
三根夹紧杆（4）中其中一根夹紧杆（4）采用右旋螺纹、另外两根夹紧杆（4）采用左旋螺纹或三根夹紧杆（4）中其中一根夹紧杆采用左螺旋螺纹、另外两根采用右螺旋螺纹。
4.根据权利要求3所述的U式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：锥齿轮（9）通过齿轮固定座（21）连接到圆盘（23）上 ；
齿轮固定座（21）与圆盘（23）固定连接 ；
锥齿轮（9）通过轴承（26）转动连接在齿轮固定座（21）上 ；
轴承（26）与齿轮固定座（21）固定连接。
5.根据权利要求4所述的U式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：每根夹紧杆（4）的中间位置开设有键槽（28）；
每根夹紧杆（4）外套装有导向座（25）；
导向座（25）与圆盘（23）固定连接 ；
导向座（25）内设有导向平键（27）；
导向平键（27）设置在夹紧杆（4）上的键槽（28）内，夹紧杆（4）可沿导向平键（27）相对导向座（25）运动。
6.根据权利要求5所述的 U 式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：所述动力机构（5）包括第一驱动电机（12）；
第一驱动电机（12）上传动连接有下离合器（11）；
作为主传动齿轮的锥齿轮（9）上连接有与下离合器（11）相配合的上离合器（10）；
第一驱动电机（12）通过上离合器（10）及下离合器（11）将动力传递给作为主传动齿轮的锥齿轮（9），然后通过传动机构传递给三根夹紧杆（4）；
所述自定心回转装置还包括支撑板（22），所述支撑板（22）上固定连接有固定板（8）；
第一驱动电机（12）通过滑块（15）及直线导轨（14）连接在固定板（8）上 ；
滑块（15）上还连接有气缸（19），气缸（19）运动可带动第一驱动电机（12）沿直线导轨（14）上下运动进而实现上离合器（10）及下离合器（11）的啮合，实现动力的传递 ；
圆盘（23）上靠近支撑板（22）一侧的盘面上固定连接有齿圈（1）；
齿圈（1）上开设有 U 型开口，齿圈（1）上啮合有两个从动介轮（16），两个从动介轮（16）之间设有主动介轮（18），主动介轮（18）分别与两个从动介轮（16）啮合，主动介轮（18）上传动连接有第二驱动电机（17），第二驱动电机（17）为主动介轮（18）提供动力 ；
所述锥齿轮（9）与中间锥齿轮（13）的齿数及模数相等 ；
所述锥齿轮（9）与中间锥齿轮（13）的轴线之间的夹角为 30° ；
所述上离合器（10）及下离合器（11）均为牙嵌式离合器。
7.根据权利要求 1 所述的 U 式夹紧杆自定心回转装置，其特征在于 ：所述自定心回转装置还包括支撑板（22），圆盘（23）转动连接在支撑板（22）上 ；
支撑板（22）上开设有可容纳工件的 U 型开口 ；
圆盘（23）通过若干个 V 型导向轮固定座（20）与支撑板（22）转动连接 ；
V 型导向轮固定座（20）沿圆盘（23）的外圆周方向均匀分布 ；
每个 V 型导向轮固定座（20）上连接有 V 型导轮（24）；
V 型导轮（24）具有 V 型槽，圆盘（23）位于 V 型导轮（24）的 V 型槽内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Jiang Xiongde Inventor after: Wei Xiaohui Inventor after: Wang Lianrong Inventor after: Qin Qiwei Inventor after: Wei Meng Inventor after: Chi Fengtao Inventor before: Jiang Xiongde Inventor before: Wei Xiaohui Inventor before: Wang Lianrong Inventor before: Qin Qiwei Inventor before: Wei Meng Inventor before: Chi Fengtao |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160518 Address after: 261500 Shandong city in Weifang Province Economic Development Zone Gaomi City Kang Street No. 5655 heroic Industrial Park Applicant after: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Address before: 276800 No. 99, Tianjin Road, Rizhao Economic and Technological Development Zone, Shandong, Rizhao City Applicant before: SHANDONG HAOMAI HEAVY INDUSTRY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: U-type clamping rod self centering rotary device Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20171107 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014729 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230406 Granted publication date: 20171107 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014729 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: U-shaped clamping rod self centering rotary device Effective date of registration: 20230427 Granted publication date: 20171107 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980039429 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20171107 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980039429 |