CN108747302B - 一种新型球齿钎头压装机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型球齿钎头压装机，包括用于加紧钎头的夹紧定位机构、用于将球齿压装入钎头的压装机构和用于使所述夹紧定位机构旋转的分度传动机构，压装机构包括施压机构和导向机构，导向机构包括向上固定于施压机构的导向套、所述导向套内部的压头和所述导向套的下开口端的弹性夹头，压头的上端与施压机构的活塞杆相连以在活塞杆的驱使下沿导向套内部上下运动，导向套的侧壁下端开设有进料仓，球齿通过进料仓进入导向套内部，初始状态时，压头的下端位于所述进料仓的上方，球齿进入所述导向套后，压头的下端抵顶球齿的球体段，球齿的圆柱段撑开弹性夹头后，球齿通过压头被活塞杆压装入钎头。

Description

一种新型球齿钎头压装机

技术领域

本发明涉及球齿钎头技术领域，尤其涉及一种新型球齿钎头压装机。

背景技术

众所周知，钎头是凿岩钎具中直接钻凿岩石的部分，也是凿岩钎具中最易损的部件。它是将凿岩硬质合金镶嵌或焊接在合金钢载体上的构成。钎头广泛应用于冶金、工程矿山、桥梁隧道、水电设施、房屋基础建设等行业领域，是钻探设备中的核心零件。由于钎头的使用环境是非常恶劣的，且在工作时受力情况非常复杂，因而钎头是所有凿岩运转机械中寿命最短的，由此需对其各项性能参数和质量提出了较高的要求。

目前国内对球齿钎头的加工主要是依赖手动加工，尤其是在球齿的压装阶段，基本全部是由工人手工完成。由于在手动压装过程中，球齿的不能完全与预先加工好的球齿孔保持同心，因而在压装过程中会对球齿孔的孔壁造成不可恢复性的破坏，严重者会导致整个钎头的报废，因而一种新型球齿钎头压装机的设计实现是及其必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种取代人工将球齿压装入钎头且在不损害钎头的前提下压装球齿后能够使球齿与钎头上的球齿孔同心的新型球齿钎头压装机。

本发明的实施例提供一种新型球齿钎头压装机，包括用于加紧钎头的夹紧定位机构、用于将球齿压装入钎头的压装机构和用于使所述夹紧定位机构旋转的分度传动机构，所述压装机构包括施压机构和导向机构，所述导向机构包括向上固定于所述施压机构的导向套、设于所述导向套内部的压头和设于所述导向套的下开口端的弹性夹头，所述压头的上端与所述施压机构的活塞杆相连以在所述活塞杆的驱使下沿所述导向套内部上下运动，所述导向套的侧壁下端开设有进料仓，球齿通过所述进料仓进入所述导向套内部，球齿包括相互连接的球体段和圆柱段，初始状态时，所述压头的下端位于所述进料仓的上方，球齿进入所述导向套后，所述施压机构通过所述活塞杆向下施压时，所述压头的下端抵顶所述球体段，使球齿向下撑开所述弹性夹头继而被压装入钎头。

进一步地，所述压头的用于抵顶所述球体段的下端面设有球面凹坑，所述球面凹坑的球径与球齿的球体段的球面球径相同。

进一步地，所述压头包括柱体段和圆锥段，所述柱体段的上下两端分别连接所述活塞杆和所述圆锥段，所述圆锥段上大下小，所述球面凹坑为所述圆锥段的下端面；所述弹性夹头的顶部为与所述导向套连接的弹性夹头螺栓，底部为围成一圈的能够包裹所述圆柱段的若干弹片，每一所述弹片包括向下倾斜设置的锥形段和位于所述锥形段下端的且平行于所述导向套的柱形段，若干所述弹片闭合时，由若干所述柱形段围合成的圆柱形的直径小于球齿的圆柱段的直径，所述圆锥段与所述弹片的所述锥形段的锥度相同。

进一步地，所述施压机构包括液压缸固定架、液压缸固定板和向下固定于所述液压缸固定板的液压缸，所述液压缸固定架上具有倾斜度不同的两组斜面，每组所述斜面上固定有一所述液压缸固定板；所述导向机构具有两个，每个所述导向机构还包括导向座，所述导向座向上固定于与之对应的所述液压缸固定板，所述导向套安装于所述导向座，每一所述液压缸和与之对应的所述导向机构的中轴线处于同一直线上。

进一步地，所述夹紧定位机构包括三爪液压卡盘和定位销轴，所述三爪液压卡盘用于自定心的夹紧钎头，所述分度传动机构包括传动轴，所述传动轴插入所述三爪液压卡盘内，钎头的底部与所述传动轴的上端面接触，所述定位销轴的上端为自由端用于插入钎头的其中一水孔内，所述定位销轴的下端固定于所述传动轴。

进一步地，所述三爪液压卡盘包括盘体和可移动的设于所述盘体上且位于一正三角形的三条内角平分线上的三个卡爪，一贯孔贯穿所述盘体的上、下表面的中心位置，所述传动轴向上插入所述孔贯中，所述贯孔从下至上依次为相互连通的且孔径依次减小的下贯孔、中贯孔和上贯孔，插入所述贯孔的传动轴从下至上依次为分别与所述下贯孔、中贯孔和上贯孔螺纹连接的粗轴、中轴和细轴，所述定位销轴固定于所述细轴的上端侧部，所述细轴的上端面用于支撑钎头的底部，钎头位于三个所述卡爪的之间且被三个所述卡爪夹紧。

进一步地，所述分度传动机构还包括伺服/步进电机、轴承座和设于所述轴承座内的角接触球轴承，所述传动轴向下穿过所述角接触球轴承和所述轴承座后通过减速器与所述伺服/步进电机连接，所述伺服/步进电机转动时，所述减速器带动所述传动轴一起转动。

进一步地，所述传动轴通过圆螺母固定在所述角接触球轴承上且可随所述角接触球轴承一起相对所述轴承座转动，所述传动轴向下伸出所述轴承座的部分设有键，所述减速器通过所述键与所述传动轴连接，通过所述减速器与所述键的啮合，所述传动轴可随所述减速器的转动而转动。

进一步地，还包括机架，所述机架从下至上依次包括向上支撑所述分度传动机构的底座安装板、向上支撑所述夹紧定位机构的立柱底板和向上支撑所述施压机构的立柱横梁板，所述立柱底板通过四根立柱向上支撑所述立柱横梁板，所述底座安装板通相对设置的二底座角架向上支撑所述立柱底板。

进一步地，每一所述底座角架的上端具有向内90°弯折的板沿，每一所述立柱的上端向上贯穿所述立柱横梁板后与立柱螺母螺纹固定，每一所述立柱的下端向下依次贯穿所述立柱底板和所述板沿后与立柱螺母螺纹固定。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的新型球齿钎头压装机通过所述夹紧定位机构夹紧并定位钎头，使用所述导向机构使球齿自动对准钎头上的球齿孔，使用所述施压机构配合所述导向机构将球齿压装入钎头上的球齿孔中，不仅能够通过机械化取代人工操作从而解放劳动力、降低生产成本；而且还能提高球齿与钎头的对准精度、降低在将球齿压装入球齿孔时的人工误差，从而避免在压装过程中对钎头造成的不必要的伤害；并且还能使对准和压装一体化，减少人工对准后再使用压装设备的不方便性和避免在不连贯的对准、压装过程中不确定性事件发生的概率，有助于提高生产效率，便于自动化监管和生产。

附图说明

图1是本发明新型球齿钎头压装机的整体示意图；

图2是本发明新型球齿钎头压装机的施压机构的示意图；

图3是本发明新型球齿钎头压装机的导向机构的示意图；

图4是图3中A-A的剖视图；

图5是本发明新型球齿钎头压装机的导向机构的夹紧定位机构和分度传动机构的示意图；

图6是本发明新型球齿钎头压装机的导向机构的夹紧定位机构和分度传动机构配合的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种新型球齿钎头压装机，包括用于加紧钎头11的夹紧定位机构、用于将球齿压装入所述钎头11的压装机构和用于使所述夹紧定位机构旋转的分度传动机构，其中所述压装机构包括上下设置的施压机构和导向机构，所述施压机构能够将所述导向机构内的所述球齿压装入被所述夹紧定位机构夹紧、定位的所述钎头11中的球齿孔内。

所述钎头11一般包括主体和设于所述主体头部的若干球齿孔，所述球齿孔为圆柱孔，所述球齿一般包括相互连接的圆柱段和球体段，压装在一起后，所述圆柱段被无缝的压装入所述球齿孔中，所述球体段显露在所述球齿孔之外。

请参考图1，本发明所述的新型球齿钎头压装机还包括机架，所述机架从下至上依次包括向上支撑所述分度传动机构的底座安装板16、向上支撑所述夹紧定位机构的立柱底板6和向上支撑所述施压机构的立柱横梁板4，所述立柱底板6通过四根立柱5向上支撑所述立柱横梁板4，所述底座安装板16通相对设置的二底座角架7向上支撑所述立柱底板6。每一所述底座角架7的上端具有向内90°弯折的板沿，每一所述立柱5的上端向上贯穿所述立柱横梁板4后与立柱螺母螺纹3固定，每一所述立柱5的下端向下依次贯穿所述立柱底板6和所述板沿后与立柱螺母螺纹3固定。

请参考图1和图2，所述施压机构包括液压缸固定架9、液压缸固定板2和向下固定于所述液压缸固定板2的液压缸1。所述液压缸固定架9包括相对设置的且结构相同、安装方向亦相同的两侧板，每一所述侧板的上表面包括多个倾斜度不同的斜面，其中二斜面为倾斜度不同的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面之间通过其他斜面连接，所述第一斜面和所述第二斜面分别与所述钎头11中的其中二所述球齿孔的倾斜度对应，所述液压缸固定板2具有两个，分别是第一液压缸固定板和第二液压缸固定板，所述第一液压缸固定板的相对两端分别固定于二所述第一斜面，所述第二液压缸固定板的相对两端分别固定于二所述第二斜面。

请参考图1、图2和图4，所述液压缸固定架9固定于所述立柱横梁板4，位于所述液压缸固定架9的两所述侧板之间的所述立柱横梁板4镂空，所述液压缸固定架9无底。为了使所述液压缸固定架9能够更加稳定的固定于所述立柱横梁板4，每一所述侧板的底部向外90°弯折延伸有延伸板，所述延伸板为水平板，每一所述侧板通过与之对应的所述延伸板固定于所述立柱横梁板4的上表面。每一所述侧板还具有与之对应且竖直设置的鳍板，所述鳍板所在平面同时垂直所述延伸板和所述侧板所在的平面，所述鳍板的下端与对应的所述延伸板连接，所述鳍板的内侧端与所述侧板连接，且所述鳍板位于与之对应的所述侧板和所述延伸板的中间位置。所述鳍板具有加强和稳固所述侧板的作用。每一所述液压缸固定板2上具有一圆孔，所述液压缸1的活塞杆17向下穿出所述圆孔。

请参考图1至图4，所述导向机构具有两个，与两所述液压缸1一一对应，每个所述导向机构包括穿过所述立柱横梁板4上的镂空而固定于所述液压缸固定板4的导向座8、向下固定于所述导向座8的导向套10、设于所述导向套10内部的压头18和设于所述导向套10的下开口端的弹性夹头20，每一所述液压缸1和与之对应的所述导向机构的中轴线处于同一直线上。所述导向座8内部具有贯穿所述导向座8的导向孔，所述压头18包括柱体段和圆锥段181。在不施力的状态下，所述活塞杆17的下端位于所述导向孔内，所述柱体段的上端亦位于所述导向孔内且与所述活塞杆17的下端连接，所述柱体段的下端位于所述导向套10内且与所述圆锥段181连接。所述柱体段为柱状体，所述圆锥段181为上大下小的圆锥台，所述导向套10的内孔的孔径等于所述导向孔的孔径，亦等于所述圆柱段的直径，所述圆锥段181最大的横截面的直径等于所述圆柱段的直径。

所述圆锥段181的下端面设有球面凹坑182，所述球面凹坑182的球径与所述球齿的球体段的球面球径相同，从而当所述压头18向下抵压所述球齿时，所述球面凹坑182能够完美的与所述球齿的球体段的球面贴合。

所述弹性夹头20的顶部为与所述导向套连接的弹性夹头螺栓19，底部为围成一圈的能够包裹所述圆柱段的若干弹片，每一所述弹片包括向下倾斜设置的锥形段201和位于所述锥形段201下端的且平行于所述导向套10的柱形段，在自然状态下，若干所述弹片闭合，若干所述弹片闭合时，相邻的所述锥形段201之间和相邻的所述柱形段之间均具有间隔，且若干所述锥形段201和其之间的间隔围合成上大下小的圆锥形，若干所述柱形段和其之间的间隔围合成圆柱形。且由若干所述柱形段围合成的圆柱形的直径小于所述球齿的圆柱段的直径，所述圆锥段181与所述弹片的所述锥形段201的锥度相同。在所述压头18不向所述球齿施力的情况下，若干所述弹片不会因发生弹性形变而张开。所述导向套10的侧壁下端开设有进料仓26，所述球齿通过所述进料仓26进入所述导向套10内部，在所述活塞杆17不推动所述压头18时，所述压头18的下端位于所述进料仓26的上方。

所述夹紧定位机构包括三爪液压卡盘12和定位销轴21，所述三爪液压卡盘12包括盘体和可移动的设于所述盘体上且位于一正三角形的三条内角平分线上的三个卡爪，通过所述三个卡爪可以自定心夹紧所述钎头11。一贯孔贯穿所述盘体的上、下表面的中心位置，所述贯孔从下至上依次为相互连通的且孔径依次减小的下贯孔、中贯孔和上贯孔。所述分度传动机构包括部分插入所述贯孔的传动轴22，请参考图6，插入所述贯孔的所述传动轴22从下至上依次为分别与所述下贯孔、中贯孔和上贯孔螺纹连接的粗轴、中轴和细轴，所述定位销轴21固定于所述细轴的上端侧部，所述细轴的上端面用于支撑所述钎头11的底部，所述定位销轴21的上端为自由端用于插入所述钎头11的其中一水孔内，从而为所述钎头11定位。所述传动轴22转动时，所述三爪液压卡盘12和所述定位销轴21随之转动。所述夹紧定位机构安装于所述立柱底板6的上表面。

请参考图1、图5和图6，所述分度传动机构还包括伺服/步进电/15、轴承座13和设于所述轴承座13内的角接触球轴承23，所述传动轴22向下穿过所述角接触球轴承23和所述轴承座13后通过减速器14与所述伺服/步进电机15连接，所述伺服/步进电机15转动时，所述减速器14带动所述传动轴22一起转动。所述传动轴22通过圆螺母24固定在所述角接触球轴承23上且可随所述角接触球轴承23一起相对所述轴承座13转动，所述传动轴22向下伸出所述轴承座13的部分设有键25，所述减速器14通过所述键25与所述传动轴22连接，通过所述减速器14与所述键25的啮合，所述传动轴22可随所述减速器14的转动而转动。所述伺服/步进电机15被若干支撑脚支持与所述底座安装板16上。所述轴承座13固定于所述立柱底板6的上表面。

使用时，由外界辅助设备或者人工将所述钎头11放入所述夹紧定位机构，通过使所述定位销轴21插入所述钎头11的其中一水孔内，从而实现对所述钎头11的定位，通过所述三爪液压卡盘12实现对所述钎头11的自定心夹紧。然后由所述伺服/步进电机15带动所述三爪液压卡盘12旋转一定的角度，将所述三爪液压卡盘12置于初始预知的某一个位置。所述球齿通过流水线或者传送带从所述进料仓26落入所述导向套10内部，然后下落至所述弹性夹头20内，由于所述弹性夹头20中的由若干所述柱形段围合成的圆柱形的直径小于球齿的圆柱段的直径，所以所述球齿在不施加外力的作用下无法从所述弹性夹头20中脱落。在所述球齿的自身重力的作用下，所述球齿必定倾斜的靠在所述弹性夹头20的所述圆锥段的锥形面201的内壁上。启动所述液压缸1，所述活塞杆17带动所述压头18沿着所述导向套10的内孔缓慢下压，在下压的过程中，由于所述压头18的所述球面凹坑182能够与所述球齿的球体段的球面完美贴合，从而能够将所述球齿扶正，在所述球齿被扶正后，所述压头18继续下压，所述弹性夹头20在所述球齿的挤压下张开，然后所述压头18逐渐将所述球齿压入所述钎头11的相应的所述球齿孔内。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型球齿钎头压装机，其特征在于：包括用于加紧钎头的夹紧定位机构、用于将球齿压装入钎头的压装机构和用于使所述夹紧定位机构旋转的分度传动机构，所述压装机构包括施压机构和导向机构，所述导向机构包括向上固定于所述施压机构的导向套、设于所述导向套内部的压头和设于所述导向套的下开口端的弹性夹头，所述压头的上端与所述施压机构的活塞杆相连以在所述活塞杆的驱使下沿所述导向套内部上下运动，所述导向套的侧壁下端开设有进料仓，球齿通过所述进料仓进入所述导向套内部，球齿包括相互连接的球体段和圆柱段，初始状态时，所述压头的下端位于所述进料仓的上方，球齿进入所述导向套后，所述施压机构通过所述活塞杆向下施压时，所述压头的下端抵顶所述球体段，使球齿向下撑开所述弹性夹头继而被压装入钎头；

所述压头的用于抵顶所述球体段的下端面设有球面凹坑，所述球面凹坑的球径与球齿的球体段的球面球径相同；

所述压头包括柱体段和圆锥段，所述柱体段的上下两端分别连接所述活塞杆和所述圆锥段，所述圆锥段上大下小，所述球面凹坑为所述圆锥段的下端面；所述弹性夹头的顶部为与所述导向套连接的弹性夹头螺栓，底部为围成一圈的能够包裹所述圆柱段的若干弹片，每一所述弹片包括向下倾斜设置的锥形段和位于所述锥形段下端的且平行于所述导向套的柱形段，若干所述弹片闭合时，由若干所述柱形段围合成的圆柱形的直径小于球齿的圆柱段的直径，所述圆锥段与所述弹片的所述锥形段的锥度相同；

所述施压机构包括液压缸固定架、液压缸固定板和向下固定于所述液压缸固定板的液压缸，所述液压缸固定架上具有倾斜度不同的两组斜面，每组所述斜面上固定有一所述液压缸固定板；所述导向机构具有两个，每个所述导向机构还包括导向座，所述导向座向上固定于与之对应的所述液压缸固定板，所述导向套安装于所述导向座，每一所述液压缸和与之对应的所述导向机构的中轴线处于同一直线上。

2.如权利要求1所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：所述夹紧定位机构包括三爪液压卡盘和定位销轴，所述三爪液压卡盘用于自定心的夹紧钎头，所述分度传动机构包括传动轴，所述传动轴插入所述三爪液压卡盘内，钎头的底部与所述传动轴的上端面接触，所述定位销轴的上端为自由端用于插入钎头的其中一水孔内，所述定位销轴的下端固定于所述传动轴。

3.如权利要求2所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：所述三爪液压卡盘包括盘体和可移动的设于所述盘体上且位于一正三角形的三条内角平分线上的三个卡爪，一贯孔贯穿所述盘体的上、下表面的中心位置，所述传动轴向上插入所述贯孔中，所述贯孔从下至上依次为相互连通的且孔径依次减小的下贯孔、中贯孔和上贯孔，插入所述贯孔的传动轴从下至上依次为分别与所述下贯孔、中贯孔和上贯孔螺纹连接的粗轴、中轴和细轴，所述定位销轴固定于所述细轴的上端侧部，所述细轴的上端面用于支撑钎头的底部，钎头位于三个所述卡爪的之间且被三个所述卡爪夹紧。

4.如权利要求2所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：所述分度传动机构还包括伺服/步进电机、轴承座和设于所述轴承座内的角接触球轴承，所述传动轴向下穿过所述角接触球轴承和所述轴承座后通过减速器与所述伺服/步进电机连接，所述伺服/步进电机转动时，所述减速器带动所述传动轴一起转动。

5.如权利要求4所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：所述传动轴通过圆螺母固定在所述角接触球轴承上且可随所述角接触球轴承一起相对所述轴承座转动，所述传动轴向下伸出所述轴承座的部分设有键，所述减速器通过所述键与所述传动轴连接，通过所述减速器与所述键的啮合，所述传动轴可随所述减速器的转动而转动。

6.如权利要求1所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：还包括机架，所述机架从下至上依次包括向上支撑所述分度传动机构的底座安装板、向上支撑所述夹紧定位机构的立柱底板和向上支撑所述施压机构的立柱横梁板，所述立柱底板通过四根立柱向上支撑所述立柱横梁板，所述底座安装板通相对设置的二底座角架向上支撑所述立柱底板。

7.如权利要求6所述的新型球齿钎头压装机，其特征在于：每一所述底座角架的上端具有向内90°弯折的板沿，每一所述立柱的上端向上贯穿所述立柱横梁板后与立柱螺母螺纹固定，每一所述立柱的下端向下依次贯穿所述立柱底板和所述板沿后与立柱螺母螺纹固定。

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