CN108772687B - 一种可旋式螺母认帽退出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可旋式螺母认帽退出装置，所述装置包括框体、升降机构、拧紧退出机构；所述框体包括安装板、滑动板、立板、筋板、底板；所述升降机构可驱动滑动板实现上下升降；所述拧紧退出机构可实现螺母认帽和退出，其结构包括齿条滑动槽、滑动件、齿条、浮动接头、旋转用气缸、轴承座、角接触球轴承、升降导向轴、压缩弹簧、锁盖、十二角套筒、齿轮轴。本发明的可旋式螺母认帽退出装置，在升降导向轴与十二角套筒之间设置有弹性装置，认帽时，当十二角套筒被推入与螺栓接触时，弹性装置随着升降气缸的顶出上升而被压缩，在随后的拧紧操作中释放弹簧压力，避免了过度挤压螺母，并且避免了拧紧方向歪斜和跳扣现象。

Description

一种可旋式螺母认帽退出装置

技术领域

本发明涉及一种螺母自动装配技术领域，尤其涉及一种可旋式螺母认帽退出装置。

背景技术

螺母与螺栓、螺钉是机械装配中必不可少的连接件之一，传统安装螺母的方法为人工和半自动方式两种。人工方式是：单手持螺栓、螺钉穿过被连接件，另一只手持螺母与螺栓进行连接，连接后再使用工具拧紧，这种方法拧紧的力度难以控制，特别是小螺距，过紧的话螺母容易滑丝，过松的话起不到拧紧的作用，且由于所产生的力矩主要由操作人的力气或扳手的杠杆长度决定，所以，还存在劳动强度大、劳动效率低等缺陷。半自动方式是：将螺母送到螺母拧紧机的治具下，最后由电动或气动螺母拧紧机将螺母拧紧到螺栓上，现有的方式存在无法识别螺母的初始位置的情况，即无法一次性实现对位拧紧，效率低，成本高，成功率低等缺陷；鉴于上述缺陷，实有必要设计一种效率高，成本低，螺母的紧松力能精确控制的螺母认帽退出装置。

发明内容

针对现有螺母拧紧装置中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种效率高，成本低，螺母的紧松力能精确控制的螺母认帽退出装置。

本发明的技术方案如下：

一种可旋式螺母认帽退出装置，所述装置包括框体、升降机构、拧紧退出机构；所述框体包括安装板、滑动板、立板、筋板、底板；安装板垂直连接于两块平行设置的立板上端，底板垂直连接于两块平行设置的立板下端，滑动板设置于安装板和底板之间，并位于两块平行设置的立板内侧；安装板、两块立板、底板形成所述螺母认帽退出装置的整体框架结构；滑动板中部设置有通孔一，安装板中部相应位置也设置有通孔二，定心杆依次贯通通孔二、通孔一安装于底板上；所述升降机构可驱动滑动板实现上下升降；所述拧紧退出机构可实现螺母认帽和退出，其结构包括齿条滑动槽、滑动件、齿条、浮动接头、旋转用气缸、轴承座、角接触球轴承、升降导向轴、压缩弹簧、锁盖、十二角套筒、齿轮轴；所述拧紧退出机构可以随着滑动板上下升降，所述拧紧退出机构随着滑动板的升降运动通过定心杆导向。

优选地，所述升降机构包括导向轴、无油衬套、升降气缸、气缸杆；导向轴为两根，两根导向轴上端均连接于安装板，下端均连接于底板，滑动板可在升降气缸的驱动下通过无油衬套沿导向轴上下升降。

优选地，滑动板两侧开有可供两根导向轴纵向贯通的导向孔，两根导向轴纵向穿过导向孔连接于安装板和底板之间。

优选地，所述升降气缸安装于底板上端，升降气缸的气缸杆连接于滑动板；无油衬套为两个，分别固定于滑动板的相应两个导向孔内，两根导向轴纵向贯通两个所述无油衬套的内圈连接于安装板和底板之间。

优选地，所述齿条滑动槽内部形成可供滑动件横向直线滑动的滑槽；旋转用气缸驱动滑动件实现横向直线滑动。

优选地，所述齿条滑动槽为倒F型结构，其上端螺接于滑动板侧边中部，其下端悬于滑动板与底板之间，倒F头内部形成可供滑动件横向滑动的的滑槽。

优选地，所述旋转用气缸的一端通过安装板连接于一侧立板的内侧，旋转用气缸的另一端通过浮动接头连接滑动件。

优选地，所述滑动件内固定连接有齿条，齿轮轴套设于定心杆外侧，齿轮轴的近齿端加工有螺纹和键槽，其键槽与齿条啮合；齿轮轴外依次从下至上套设有轴承座和一对角接触球轴承；轴承座螺接于滑动板的通孔一周围下部，一对所述角接触球轴承的作用是使旋转动作顺畅，其中一个角接触球轴承安装于滑动板的通孔一内缘，另一个角接触球轴承安装在轴承座内，齿轮轴的上端连接有升降导向轴。

优选地，所述齿轮轴及一对角接触球轴承的轴向固定一端由安装在此处的圆螺母配上止动垫圈完成，另一端由轴肩限定。

优选地，升降导向轴的结构如下：开设有螺孔的圆环形安装底座上部连接外圆筒，圆环形安装底座和外圆筒为一体式结构，外圆筒侧边连接有挡板，相应的安装板的通孔二侧边进一步开设有挡边槽，当升降导向轴穿设于通孔二内时，升降导向轴的挡板可与挡边槽接触受力；所述升降导向轴为中空台阶型结构，台阶一的分型线位于外圆筒中部偏上，台阶二位于台阶一上侧，台阶一下部通孔直径为R1，台阶二的下部通孔直径为R2，台阶二的上部通孔直径为R3，R3>R1>R2；外圆筒的上部突出一体式设置有横截面为两段圆弧一组合两段扁方一形成的内筒，内筒外侧开设有螺纹一。

优选地，十二角套筒的下部外缘套设于锁盖内，锁盖为横截面为两段圆弧二组合两段扁方二形成的空心环形结构，锁盖的空心环形结构内部设置有退刀槽和螺纹二，锁盖外套于升降导向轴的内筒外侧，锁盖和内筒的两段圆弧和两段扁方嵌套配合，螺纹二与内筒外侧开设的螺纹一旋转配合，十二角套筒的下端部通过压缩弹簧抵接于升降导向轴的台阶二；升降导向轴、十二角套筒内部同轴穿设有定心杆；拧紧退出机构可在定心杆的导向作用下沿着滑动板一同升降。

优选地，所述筋板为两块，分别设置于立板和底板的连接内角处。

本发明与现有技术相比，优点在于：

1)本发明的可旋式螺母认帽退出装置，通过设置有弹性装置，认帽时如果初始的对位不够精准，由于型机构具备一定的自适应能力，因此可以进行一定的延迟纠正，避免了初始对位不正带来的卡死现象；

2)本发明的通过调节不同的弹性力度及尺寸，可以适应各种规格、形状的螺钉、螺母；

3)本发明的可旋式螺母认帽退出装置，在升降导向轴与十二角套筒之间设置有弹性装置，认帽时，当十二角套筒被推入与螺栓接触时，弹性装置随着升降气缸的顶出上升而被压缩，在随后的拧紧操作中释放弹簧压力，避免了过度挤压螺母，并且避免了拧紧方向歪斜和跳扣现象。

附图说明

图1可旋式螺母认帽退出装置的立体结构示意图；

图2可旋式螺母认帽退出装置螺母认帽示意图；

图3可旋式螺母认帽退出装置螺母退出示意图；

图4拧紧退出机构立体结构示意图；

图5拧紧退出机构剖面示意图；

图6A升降导向轴的安装位置示意图；

图6B安装板示意图；

图6C升降导向轴立体示意图；

图6D升降导向轴剖面示意图；

图7十二角套筒和锁盖安装立体示意图；

图8锁盖立体示意图；

附图标记说明：安装板1、滑动板2、立板3、筋板4、导向轴5、底板6、导向孔7、升降气缸8、气缸杆9、无油衬套10、齿条滑动槽11、滑动件12、齿条13、浮动接头14、旋转用气缸15、轴承座16、角接触球轴承17、升降导向轴18、压缩弹簧19、锁盖20、十二角套筒21、齿轮轴22、通孔一23、通孔二24、定心杆25、圆螺母26、挡板27、挡边槽28、安装底座29、外圆筒30、台阶一31、台阶二32、圆弧一33、扁方一34、内筒35、螺纹一36、圆弧二37、扁方二38、退刀槽39、螺纹二40、止动垫圈41。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中相同的标号指代相同的部件，术语“一”、“二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明的可旋式螺母认帽退出装置作详细说明，参见附图1、2，本发明的一种可旋式螺母认帽退出装置，包括框体、升降机构、拧紧退出机构；所述框体包括安装板1、滑动板2、立板3、筋板4、底板6；安装板1垂直连接于两块平行设置的立板3上端，底板6垂直连接于两块平行设置的立板3下端，滑动板2设置于安装板1和底板6之间，并位于两块平行设置的立板3内侧；筋板4为两块，分别设置于立板3和底板6的连接内角处；安装板1、两块立板3、底板6形成所述螺母认帽退出装置的整体框架结构；所述升降机构包括导向轴5、无油衬套10、升降气缸8、气缸杆9；导向轴5为两根，两根导向轴5上端均连接于安装板1，下端均连接于底板6，滑动板2两侧开有可供两根导向轴5纵向贯通的导向孔7，两根导向轴5纵向穿过导向孔7连接于安装板1和底板6之间；升降气缸8安装于底板6上端，升降气缸8的气缸杆9连接于滑动板2；两个无油衬套10固定于滑动板2的相应两个导向孔7内，两根导向轴5纵向贯通两个所述无油衬套10的内圈接于安装板1和底板6之间，滑动板2可在升降气缸8的驱动下通过无油衬套10沿导向轴5上下升降。

所述拧紧退出机构包括齿条滑动槽11、滑动件12、齿条13、浮动接头14、旋转用气缸15、轴承座16、角接触球轴承17、升降导向轴18、压缩弹簧19、锁盖20、十二角套筒21、齿轮轴22；齿条滑动槽11为倒F型结构，其上端螺接于滑动板2侧边中部，其下端悬于滑动板2与底板6之间，倒F头内部形成可供滑动件12横向滑动的的滑槽，旋转用气缸15的一端通过安装板连接于一侧立板3的内侧，旋转用气缸15的另一端通过浮动接头14连接滑动件12，滑动件12内固定连接有齿条13；滑动板2中部设置有通孔一23，安装板1中部相应位置也设置有通孔二24，定心杆25依次贯通通孔二24、通孔一23，齿轮轴22套设于定心杆25外侧，齿轮轴22的近齿端加工有螺纹和键槽，其键槽与齿条13啮合；齿轮轴22外套设有轴承座16和其内的一对角接触球轴承17，轴承座16螺接于滑动板2的通孔一23周围下部，一对所述角接触球轴承17的作用是使旋转动作顺畅，其中一个角接触球轴承17安装于滑动板2的通孔一23内缘，另一个角接触球轴承17安装在轴承座16内；齿轮轴22及一对角接触球轴承17的轴向固定一端由安装在此处的圆螺母26配上止动垫圈41完成，另一端由轴肩限定；齿轮轴22的上端外侧连接有升降导向轴18。

升降导向轴18的结构如下：开设有螺孔的圆环形安装底座29上部连接外圆筒30，圆环形安装底座29和外圆筒30为一体式结构，外圆筒30侧边连接有挡板27，相应的安装板1的通孔二24侧边进一步开设有挡边槽28，当升降导向轴18穿设于通孔二24内时，升降导向轴18的挡板27可与挡边槽28接触受力；所述升降导向轴18为中空台阶型结构，台阶一31的分型线位于外圆筒30中部偏上，台阶二32位于台阶一31上侧，台阶一31下部通孔直径为R1，台阶二32的下部通孔直径为R2，台阶二32的上部通孔直径为R3，R3>R1>R2；外圆筒30的上部突出一体式设置有横截面为两段圆弧一33组合两段扁方一34形成的内筒35，内筒35外侧开设有螺纹一36。

十二角套筒21的下部外缘套设于锁盖20内，锁盖20为横截面为两段圆弧二37组合两段扁方二38形成的空心环形结构，锁盖20的空心环形结构内部设置有退刀槽39和螺纹二40，锁盖20外套于升降导向轴18的内筒35外侧，锁盖20和内筒35的两段圆弧和两段扁方嵌套配合，螺纹二40与内筒35外侧开设的螺纹一36旋转配合，十二角套筒21的下端部通过压缩弹簧19抵接于升降导向轴18的台阶二32；升降导向轴18、十二角套筒21内部同轴穿设有定心杆25；拧紧退出机构可在定心杆25的导向作用下沿着滑动板2一同升降。

可旋式螺母认帽退出装置的动作顺序如下：十二角套筒上升→十二角套筒旋转认帽随之泄压→正转扭紧或反转松丝→十二角套筒下降→十二角套筒转回初始位；认帽动作的实现机理具体为：升降气缸8驱动，带动滑动板2沿导向轴5向上升，滑动板2向上升的同时，带动拧紧退出机构也往上升至螺母安装位置，压缩弹簧19随着升降气缸8的顶出上升而被压缩，此时，旋转用气缸15驱动齿条13在齿条滑动槽11内直线滑动，进而驱动齿轮轴22、升降导向轴18、十二角套筒21旋转，十二角套筒21旋转认帽成功，压缩弹簧19恢复伸出状态，十二角套筒21被顶出认帽动作完成；泄压实现机理具体为：在认帽动作完成后，旋转用气缸15泄压，升降导向轴18的挡板27可与挡边槽28接触受力，升降导向轴18的截面为圆环和扁方的组合形式，该形式可以限制旋转，提供螺栓螺母的拧紧或松开力。

螺母退出的实现机理具体为：螺母和螺杆被旋转松丝分离后，升降气缸8收回下降带动滑动板2下降，十二角套筒21下降至上表面与定心杆25的上表面齐平，螺母被退出。

应当理解的是，本发明描述的方法的步骤仅仅是示例性的描述，对其先后进行的时间顺序没有特殊的要求，除非其本身有必然的先后顺序关系。

如上所示，本发明虽然已参照有限的实施例和附图进行了说明，但在本发明所属领域中具备通常知识的人均可以从此记载中进行各种修改和变形。由此，其他实施例及权利要求书与等同物均属于权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述装置包括框体、升降机构、拧紧退出机构；所述框体包括安装板(1)、滑动板(2)、立板(3)、筋板(4)、底板(6)；安装板(1)垂直连接于两块平行设置的立板(3)上端，底板(6)垂直连接于两块平行设置的立板(3)下端，滑动板(2)设置于安装板(1)和底板(6)之间，并位于两块平行设置的立板(3)内侧；安装板(1)、两块立板(3)、底板(6)形成所述螺母认帽退出装置的整体框架结构；其中，滑动板(2)中部设置有通孔一(23)，安装板(1)中部相应位置也设置有通孔二(24)，定心杆(25)依次贯通通孔二(24)、通孔一(23)安装于底板(6)上；所述升降机构可驱动滑动板(2)实现上下升降；所述拧紧退出机构可实现螺母认帽和退出，其结构包括齿条滑动槽(11)、滑动件(12)、齿条(13)、浮动接头(14)、旋转用气缸(15)、轴承座(16)、角接触球轴承(17)、升降导向轴(18)、压缩弹簧(19)、锁盖(20)、十二角套筒(21)、齿轮轴(22)；所述拧紧退出机构可以随着滑动板(2)上下升降，所述拧紧退出机构随着滑动板(2)的升降运动通过定心杆(25)导向；所述齿条滑动槽(11)为倒F型结构，其上端螺接于滑动板(2)侧边中部，其下端悬于滑动板(2)与底板(6)之间，倒F头内部形成可供滑动件(12)横向滑动的滑槽；旋转用气缸(15)的一端通过安装板连接于一侧立板(3)的内侧，旋转用气缸(15)的另一端通过浮动接头(14)连接滑动件(12)；所述升降导向轴(18)的结构如下：开设有螺孔的圆环形安装底座(29)上部连接外圆筒(30)，圆环形安装底座(29)和外圆筒(30)为一体式结构，外圆筒(30)侧边连接有挡板(27)，相应的安装板(1)的通孔二(24)侧边进一步开设有挡边槽(28)，当升降导向轴(18)穿设于通孔二(24)内时，升降导向轴(18)的挡板(27)可与挡边槽(28)接触受力；所述升降导向轴(18)为中空台阶型结构，台阶一(31)的分型线位于外圆筒(30)中部偏上，台阶二(32)位于台阶一(31)上侧，台阶一(31)下部通孔直径为R1，台阶二(32)的下部通孔直径为R2，台阶二(32)的上部通孔直径为R3，R3>R1>R2；外圆筒(30)的上部突出一体式设置有横截面为两段圆弧一(33)组合两段扁方一(34)形成的内筒(35)，内筒(35)外侧开设有螺纹一(36)；所述十二角套筒(21)的下部外缘套设于锁盖(20)内，锁盖(20)为横截面为两段圆弧二(37)组合两段扁方二(38)形成的空心环形结构，锁盖(20)的空心环形结构内部设置有退刀槽(39)和螺纹二(40)，锁盖(20)外套于升降导向轴(18)的内筒(35)外侧，锁盖(20)和内筒(35)的两段圆弧和两段扁方嵌套配合，螺纹二(40)与内筒(35)外侧开设的螺纹一(36)旋转配合，十二角套筒(21)的下端部通过压缩弹簧(19)抵接于升降导向轴(18)的台阶二(32)；升降导向轴(18)、十二角套筒(21)内部同轴穿设有定心杆(25)；拧紧退出机构可在定心杆(25)的导向作用下沿着滑动板(2)一同升降。

2.根据权利要求1所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述升降机构包括导向轴(5)、无油衬套(10)、升降气缸(8)、气缸杆(9)；导向轴(5)为两根，两根导向轴(5)上端均连接于安装板(1)，下端均连接于底板(6)，滑动板(2)可在升降气缸(8)的驱动下通过无油衬套(10)沿导向轴(5)上下升降。

3.根据权利要求2所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：滑动板(2)两侧开有可供两根导向轴(5)纵向贯通的导向孔(7)，两根导向轴(5)纵向穿过导向孔(7)连接于安装板(1)和底板(6)之间。

4.根据权利要求3所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述升降气缸(8)安装于底板(6)上端，升降气缸(8)的气缸杆(9)连接于滑动板(2)；无油衬套(10)为两个，分别固定于滑动板(2)的相应两个导向孔(7)内，两根导向轴(5)纵向贯通两个所述无油衬套(10)的内圈连接于安装板(1)和底板(6)之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述齿条滑动槽(11)与滑动板(2)固定连接，能跟随滑动板(2)上下升降，所述齿条滑动槽(11)内部形成可供滑动件(12)横向直线滑动的滑槽；旋转用气缸(15)驱动滑动件(12)实现横向直线滑动。

6.根据权利要求1所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述滑动件(12)内固定连接有齿条(13)，齿轮轴(22)套设于定心杆(25)外侧，齿轮轴(22)的近齿端加工有螺纹和键槽，其键槽与齿条(13)啮合；齿轮轴(22)外套设有轴承座(16)和其内的一对角接触球轴承(17)；轴承座(16)螺接于滑动板(2)的通孔一(23)周围下部，其中一个角接触球轴承(17)安装于滑动板(2)的通孔一(23)内缘，另一个角接触球轴承(17)安装在轴承座(16)内，齿轮轴(22)的上端外侧连接有升降导向轴(18)。

7.根据权利要求6所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述齿轮轴(22)及一对角接触球轴承(17)的轴向固定一端由安装在此处的圆螺母(26)配上止动垫圈(41)完成，另一端由轴肩限定。

8.根据权利要求1-4任一项所述的可旋式螺母认帽退出装置，其特征在于：所述筋板(4)为两块，分别设置于立板(3)和底板(6)的连接内角处。