CN107825091A - 一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置 - Google Patents

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童俊华
石虎峰
武传宇
马洪业
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines

Abstract

本发明涉及安装机械技术领域。目的是利用机器取代人工，为叶轮的上衬板提供一种高精度、适应不同规格上衬板的定位安装装置；该装置应能实现对叶轮上衬板的搬运和定位，同时具有生产效率高、产品质量稳定等优点。技术方案是：一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：该装置包括可在水平布置的横梁上移动的滑块、通过竖直布置且可旋转的中间连接轴连接在滑块下边的安装平台、竖直定位在安装平台上且活塞杆朝下伸出以对上衬板进行吸取或定位的六个竖直气缸以及用于判断上衬板是否定位准确的定位传感器。

Description

一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置
技术领域
本发明涉及安装机械技术领域，尤其是一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置。
背景技术
叶轮是由若干弯曲叶片构成的，可以将原动机的机械能直接传给液体，以提高液体的静压能和动压能(主要提高静压能)。叶轮广泛用于水泵、汽轮机、风力机、水轮机、风机等，叶轮机械在这些行业往往是最关键，最重要的部件之一。近年来，随着工业的不断发展，使得对叶轮的需求激增。而目前国内主要使用人工手动组装叶轮。某企业主要生产闭式叶轮，组装一个闭式叶轮需要叶轮下衬板、上衬板各一个，叶轮叶片40片左右，人工组装所需时间约8分钟。
人工组装流程大致如下：先将叶轮下衬板平放在工作台上，将3片叶片下端插头插入到叶轮上衬板的插孔处，再将上衬板的插孔对准这3片叶片的上端插头，用锤头将这3片叶片的插头往同一方向敲击，使上下衬板与这3片叶片固定。之后再一片一片地插入叶片，叶片的上下插头分别插入上下衬板的插孔中。插完叶片后，将未固定的叶轮搬运至滚压机构，使用滚压机将叶片的插头打弯以固定上下衬板及叶片。
人工组装叶片生产效率极低，质量也不稳定。针对人工组装叶片的弊端，需要从实际情况出发，设计一种针对不同规格闭式叶轮的组装生产线，从而顺应工业发展的趋势，满足工业生产的要求。为此，需要先行设计叶轮组装生产线中的上衬板的搬运和定位装置，以保证后续叶片安装的成功率和质量。
发明内容
本发明的目的是利用机器取代人工，为叶轮的上衬板提供一种高精度、适应不同规格上衬板的定位安装装置；该装置应能实现对叶轮上衬板的搬运和定位，同时具有生产效率高、产品质量稳定等优点。
本发明的技术方案是：
一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：该装置包括可在水平布置的横梁上移动的滑块、通过竖直布置且可旋转的中间连接轴连接在滑块下边的安装平台、竖直定位在安装平台上且活塞杆朝下伸出以对上衬板进行吸取或定位的六个竖直气缸以及用于判断上衬板是否定位准确的定位传感器；
所述六个竖直气缸中，三个气缸分别可移动地定位在安装平台的滑移轨道上且活塞杆底端固定着用于吸取上衬板的电磁铁，其余三个气缸分别由一水平气缸带动着沿滑移轨道运动且活塞杆底端固定着用于上衬板定位的卡块；所述电磁铁与卡块间隔布置，与气缸配合的六个滑移轨道放射状布置在水平状态的安装平台上。
所述滑块由横向电机带动的同步带机构驱动；同步带机构包括两端被固定且被张紧的同步带、与同步带啮合且安装于横向电机轴上的同步带轮。横向电机带动同步带轮旋转，即带动滑块所连接的所有组件沿着横梁左右移动。
所述中间连接轴的顶端可转动地定位在滑块上，且由竖直电机通过齿轮副驱动；竖直电机安装于滑块内，齿轮副包括竖直电机轴上的驱动齿轮以及固定在中间连接轴上部且与驱动齿轮啮合的从动齿轮。竖直电机带动齿轮旋转，即带动连接轴与安装平台旋转，以满足角度调整和上下衬板对准的要求。
竖直气缸的行程需大于最小叶轮和最大叶轮的高度差，水平气缸的行程需大于最小上衬板和最大上衬板的半径之差；以实现对不同规格叶轮上衬板的搬运和定位。
所述定位传感器的射线方向垂直于上下衬板的平面。
所述定位传感器以及布置在定位传感器上方的下衬板均安装于工作台上；以上衬板的周边均匀排列的插孔与下衬板的周边插孔是否对准为上下衬板是否对准的判断标准。
本发明的有益效果是：可适应不同规格叶轮的上衬板的搬取和定位，装配效率高，该装置的效率相当于人工的3到5倍；机械组装使得产品质量趋于稳定；并且可降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图(已夹取并定位叶轮的上衬板)。
图2是本发明的左视结构示意图(已夹取并定位叶轮的上衬板)。
图3是本发明安装平台的俯视结构示意图。
图4是本发明的工作状态示意图之一(吸取上衬板)。
图5是本发明的工作状态示意图之二(利用卡块对上衬板定位)。
图6是图4中A部的放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图所示的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，包括横梁1-1、在横梁上移动的滑块1-2、连接在滑块下端并可以旋转的中间连接轴1-3、连接在中间连接轴的下端且用于安装气缸的安装平台1-4、竖直定位在安装平台上且活塞杆朝下伸出后对上衬板1-9进行吸取和定位的六个竖直气缸以及用于判断上衬板是否定位准确的定位传感器1-11。
一、滑块沿横梁滑动
横梁水平布置且固定在设备机架上；与横梁滑动配合的滑块又由横向电机1-14带动的同步带机构驱动；由图1可知：同步带机构中：同步带1-12的两端被固定且被张紧，同步带轮1-13安装于横向电机轴上且与同步带啮合。横向电机启动带动同步带轮旋转时，同步带轮即沿着同步带左右移动，滑块随即受到牵引力从而带动所连接的所有组件沿着横梁左右移动。
一、中间旋转轴
所述中间连接轴的上端连接着滑块，下端连接安装平台。在上衬板被卡块夹紧后，中间连接轴通过带动安装平台旋转使上衬板的周边均匀排列的小孔对准下衬板的周边小孔。图2中显示：中间连接轴的顶端通过轴承可转动地定位在滑块上，并且由竖直电机1-15通过齿轮副驱动；竖直电机安装于滑块内，齿轮副包括竖直电机轴上的驱动齿轮1-16以及固定在中间连接轴上部且与驱动齿轮啮合的从动齿轮。竖直电机旋转带动齿轮副，再带动连接轴，从而实现连接轴与连接轴下端安装平台的旋转，以满足角度调整和上下衬板对准的要求。
二、安装平台
安装平台(如图3所示)水平布置且由中间连接轴带动旋转。在安装平台上装有六个竖直安装的气缸1-5和三个水平安装的气缸1-6，竖直气缸可沿着平台上指向圆心的滑移轨道滑移来调整位置。
三、气缸
气缸包括六个竖直气缸和三个水平气缸。驱动电磁铁上下运动的竖直气缸与驱动卡块径向运动的竖直气缸间隔安装，且这六个竖直气缸分别布置在安装平台上表面放射状分布的六个滑移轨道(过平台圆心的轨道)上。卡块需要经常进行水平移动，以实现对上衬板的夹紧和放松，其水平移动由三个均布的水平气缸带动。为实现对不同规格叶轮上衬板的搬运和定位，竖直气缸的行程需大于最小叶轮和最大叶轮的高度差，水平气缸的行程需大于最小上衬板和最大上衬板的半径之差。竖直气缸的活塞杆的运动方向为竖直方向，垂直于安装平台，水平气缸的活塞杆运动方向均平行于滑移轨道(夹紧上衬板时，夹块的运动方向均从安装台的外圈指向圆心)。
四、电磁铁块
所述电磁铁块安装于三个均布的竖直气缸的活塞杆底端(活塞杆设置朝下伸出，每个活塞杆底端安装一个用于吸附上衬板的电磁铁块)，由竖直气缸带动其上下移动以实现上衬板上下的搬移。电磁铁块通过通断电实现对上衬板的吸取和放开。
五、卡块
定位用的卡块(卡块大小根据需要确定)安装于三个均布的竖直气缸的活塞杆底端(活塞杆设置朝下伸出，每个活塞杆底端安装一个夹持上衬板用的卡块)，由竖直气缸带动其上下移动，由水平气缸推动实现向圆心的平移，以达到夹紧和放松上衬板的目的。由图6可知：卡块面向上衬板的一侧制作有卡槽1-81，该卡槽的宽度和形状与上衬板的边沿相适合，可以有效卡扎着上衬板的边沿。
六、定位传感器
所述定位传感器(推荐采用红外光电传感器)独立安装于工作台上，位于下衬板的下方，其射线方向垂直于上下衬板的平面；在中间连接轴旋转调整上衬板的位置时，传感器的射线需同时穿越过均布在上下衬板外圈的一个插孔(固定叶片用的插孔)；以保证下衬板1-10安装位置的准确。工作时，传感器射线通过下衬板的叶片安装孔，然后转动上衬板；当射线同时通过上衬板与下衬板对应的叶片安装孔时，则上衬板定位准确。
本发明的工作步骤如下：
1)初始状态时，三个卡块1-8在水平气缸的带动下远离安装平台1-4的中心，并处于初始高度位置，电磁铁块的水平位置根据所要吸取的上衬板的大小作相应调整；
2)滑块1-2带动整个装置沿着横梁1-1移动至上衬板的料仓上方；
3)电磁铁块1-7由其连接的三个竖直气缸1-5驱动往下运动至上衬板料仓，通电后电磁铁块吸取上衬板(如图4所示)；
4)电磁铁块吸取上衬板后被气缸带动往上运动至三个卡块1-8的初始高度位置；
5)三个卡块在水平气缸1-6的驱动下往圆心移动以夹紧上衬板，夹紧上衬板时电磁铁块不松开以防上衬板受到夹紧力后产生凸起；
6)上衬板被夹紧定心后，滑块沿横梁移动至下衬板1-10的正上方，竖直气缸的活塞杆同时往下移动，将上衬板移动至该规格叶片安装的相应高度位置；
7)整个装置被中间连接轴1-3带动旋转，直至上衬板周边的插孔与下衬板周边的插孔对准，是否对准由定位传感器来判断；
8)上衬板定位准确后，叶片夹取及安装机构进行后续叶片的安装；
9)该叶轮安装完成后，所有部件回到初始位置等待下一个上衬板的搬运和定位。

Claims (6)

1.一种风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：该装置包括可在水平布置的横梁(1-1)上移动的滑块(1-2)、通过竖直布置且可旋转的中间连接轴(1-3)连接在滑块下边的安装平台(1-4)、竖直定位在安装平台上且活塞杆朝下伸出以对上衬板(1-9)进行吸取或定位的六个竖直气缸(1-5)以及用于判断上衬板是否定位准确的定位传感器(1-11)；
所述六个竖直气缸中，三个竖直气缸分别可移动地定位在安装平台的滑移轨道上且活塞杆底端固定着用于吸取上衬板的电磁铁块，其余三个竖直气缸分别由一水平气缸(1-6)带动着沿滑移轨道运动且活塞杆底端固定着用于上衬板定位的卡块(1-8)；所述电磁铁块与卡块间隔布置，与竖直气缸配合的六个滑移轨道放射状布置在水平状态的安装平台上。
2.根据权利要求1所述的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：所述滑块由横向电机(1-14)带动的同步带机构驱动；同步带机构包括两端被固定且被张紧的同步带(1-12)以及与同步带啮合且安装于横向电机轴上的同步带轮(1-13)。
3.根据权利要求2所述的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：所述中间连接轴的顶端可转动地定位在滑块上，且由竖直电机(1-15)通过齿轮副驱动；竖直电机安装于滑块内，齿轮副包括竖直电机轴上的驱动齿轮(1-16)以及固定在中间连接轴上部且与驱动齿轮啮合的从动齿轮。
4.根据权利要求3所述的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：竖直气缸的行程需大于最小叶轮和最大叶轮的高度差，水平气缸的行程需大于最小上衬板和最大上衬板的半径之差；以实现对不同规格叶轮上衬板的搬运和定位。
5.根据权利要求4所述的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：所述定位传感器(1-11)的射线方向垂直于上下衬板的平面。
6.根据权利要求5所述的风机叶轮上衬板的搬运定位装置，其特征在于：所述定位传感器以及布置在定位传感器上方的下衬板(1-10)均安装于工作台上。
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