CN110253270B - 一种钢管塔螺栓自动装配机 - Google Patents

Abstract

一种钢管塔螺栓自动装配机，属于电力铁塔技术领域。工作时，首先由卡爪和弹簧实现对螺栓的夹持，卡爪在气动马达的作用下能够带动螺栓转动，此时螺母安装在螺母夹中，螺母夹中的托板和弹簧能够将螺母压紧，这样，当卡爪下行，解锁结构将限位的销子顶开后，转动的螺栓接触到螺母的中心丝孔，螺母就会沿着螺栓上行，直至从螺母夹中脱出，而此时压环气缸动作，压环下行压动卡爪，使之围绕转轴转动，卡爪支架的夹头距离增大，螺母连同螺栓一同下落，经过转台斜坡后掉落入圆筐中，本发明采用机械和气动的方式来实现螺栓和螺母的装配，相比人工手动的方式可以提高工作效率，同时，螺母在螺栓上的旋入深度能够得到保证，提高了产品的质量。

Description

一种钢管塔螺栓自动装配机

技术领域

本发明涉及电力铁塔领域，具体地说是一种钢管塔螺栓自动装配机。

背景技术

钢管塔作为一种重要的输电线路形式，一直以来受到业内人士的广泛关注，传统的钢管塔在发货的时候都会按照预先的设计配套发货螺栓螺母，螺栓和螺母在包装前都会首先进行预装配，也就是说，发货出厂的螺栓和螺母都是装配好的，然而目前，市场上尚没有专用的螺栓螺母装配设备，一根杆体上需要配套的几十套螺栓螺母都需要采用人工旋扭的方式进行安装，费时费力，不适合进行大规模的生产作业。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种钢管塔螺栓自动装配机。

本发明的核心技术思想是：设计一种能够自动将螺栓和螺母安装在一起的机构，在工作的过程中，首先由卡爪和弹簧实现对螺栓的夹持，卡爪在气动马达的带动下能够带动螺栓转动，此时螺母安装在螺母夹中，螺母夹中的托板和弹簧能够将螺母压紧，这样，当卡爪下行时，解锁结构将限位的销子顶开后，一旦转动的螺栓接触到螺母的中心丝孔，螺母就会沿着螺栓上行，直至从螺母夹中脱出，此后螺母随着螺栓一同旋转，而此时压环气缸动作，压环将压迫卡爪，使的卡爪围绕转轴转动，卡爪支架的夹头距离增大，螺母连同螺栓一同下落，经过转台斜坡后掉落入圆筐中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢管塔螺栓自动装配机，包括一级料斗，一级料斗为圆筒形，一级料斗的底部有一级料斗支架，一级料斗支架为空心的圆台型，圆台的一端有法兰,法兰上开有螺纹孔，一级料斗支架的圆柱部分外圆面上有沉孔，沉孔内部安装卡爪弹簧，卡爪弹簧为压缩型弹簧，弹簧的一端与卡爪弹簧托板连接,卡爪弹簧托板为卡爪的一部分，卡爪通过卡爪转轴固定在一级料斗支架上，一级料斗支架上开有对称的槽口，槽口内安装卡爪转轴，卡爪的一端有卡爪勾头，卡爪勾头为圆柱头；卡爪共有四个，均匀的安装在一级料斗支架上的槽口内，一级料斗支架上有凸台，凸台中部开孔，凸台上安装第三轴承，第三轴承的外环安装在二级料斗的底部凹槽内，一级料斗内填充螺栓。

一级料斗支架上有传动套筒，传动套筒外圆面上有凸台，凸台上安装第一齿轮，传动套筒内圆面上有沉槽，沉槽内安装第二轴承，传动套筒的端面安装轴承压环，轴承压环由内外两个凸台，分别实现对第一齿轮和轴承压环的轴向压紧，第一齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮通过弹性联轴器与气动马达连接，气动马达通过法兰安装在锥形护套上，马达的进气管连接到气动马达接头上。

锥形护套小端面开口，护套的内部中空，护套大端面上有弹簧卡槽，弹簧卡槽内安装压环，压环底部为压环法兰，卡槽内部安装复位弹簧，复位弹簧为压缩型弹簧，压环的圆环部分与第一压环气缸和第二压环气缸连接，第一压环气缸和第二压环气缸安装在支架安装在锥形护套上，第一压环气缸和第二压环气缸的进气管连接到气缸气管接头上，锥形护套的圆柱部分外圆面上加工螺纹，锥形护套的底部有解锁杆。

螺母夹的底部安装压紧弹簧，压紧弹簧的顶端安装托板，螺母夹内安装螺母，螺母夹的侧面有沉槽，沉槽内安装限位销，限位销为方形，销子上表面加工有弧形圆角，限位销通过限位弹簧安装在螺母夹侧壁的沉槽内。

气缸气管接头安装到导正套上，导正套为圆筒形，内侧筒壁上加工螺纹，导正套的底部连接第一导正气缸和第二导正气缸，第一导正气缸和第二导正气缸安装在立柱上，并通过气缸气管接头连接气源。

螺母夹安装在转台上，转台的承载面为转台斜坡，转台斜坡上有沉槽，沉槽直径等于螺母夹的外径，转台的底部有滚轮，滚轮安装在环形导轨中，环形导轨铺设在地面上。

本发明的一种钢管塔螺栓自动装配机与现有技术相比所产生的有益效果是：

(1)采用机械和气动的方式来实现螺栓和螺母的装配，相比于传统的人工手动的方式可以大大的提高工作效率，同时，螺母在螺栓上的旋入深度能够得到保证，这样就提高了产品的质量。

(2)螺母被装入到螺母夹后在限位销的作用下不能够从螺母夹中弹出，当设备的旋转头下行，解锁杆将限位销压开后，在弹簧的作用下，螺母上行并始终保持与螺栓接触压紧的状态，这样就保证了二者之间能够顺利的旋合在一起。

(3)当螺栓和螺母旋合接触后，导正气缸上行，解锁杆脱离，螺母夹上的定位销能够很快的弹出，防止了下一级螺母受弹簧弹力影响弹出。

(4)螺栓和螺母完成旋合以后，压环气缸动作，卡爪松开，此时在重力的作用下，螺栓掉落，通过斜坡进入圆筐，而存储于料筒中的下一级螺杆在重力的作用下会紧接着下落并被卡爪卡紧，这样就实现了螺栓的自动进给。

(5)导正气缸、压环气缸以及气动马达均采用高压空气作为动力，当螺栓和螺母出现卡死现象，气动马达自身会发生打滑，这样能够有效的保护机械结构不受损坏。

附图说明

附图1是本发明结构主视图；

附图2是本发明结构夹头夹持状态主视图；

附图3是本发明结构夹头松开状态主视图；

附图4是本发明结构螺母夹主视图；

附图5是本发明结构转台三维图；

附图6是本发明结构一级料斗支架三维图；

附图7是本发明结构卡爪三维图；

附图8是本发明结构压环三维图；

图中，1、一级料斗，101、一级料斗法兰，102、二级料斗，2、底座，201、立柱，3、转台，4、导正套，5、锥形护套，6、压环法兰，7、压环，8、复位弹簧，901、第一压环气缸，902、第二压环气缸，10、压环气缸接头，111、第一导正气缸，112、第二导正气缸，113、气缸气管接头，12、气动马达接头，13、螺栓，14、弹簧卡槽，15、气动马达，16、环形导轨、17、滚轮，18、转台斜坡，19、螺母夹凹槽，20、圆筐，21、第一轴承，22、轴承压环，23、第一齿轮，24、卡爪弹簧托板，25、卡爪弹簧，26、卡爪转轴，27、卡爪勾头，28、卡爪，29、可更换导向套，30、第二轴承，31、一级料斗支架，32、传动套筒，33、第二齿轮，34、第三轴承，35、螺母，36、托板，37、压紧弹簧，38、解锁杆，39、限位弹簧，40、限位销，41、螺母夹，42、转台从动齿轮，43、转台主动齿轮，44、转台驱动电机

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例的作以下详细说明。

一种钢管塔螺栓自动装配机，包括一级料斗1，一级料斗1为圆筒形，一级料斗的底部有一级料斗支架31，一级料斗支架31为空心的圆台型，圆台的一端有法兰,法兰上开有螺纹孔，一级料斗支架31的圆柱部分外圆面上有沉孔，沉孔内部安装卡爪弹簧25，卡爪弹簧25为压缩型弹簧，弹簧的一端与卡爪弹簧托板24连接,卡爪弹簧托板24为卡爪28的一部分，卡爪28通过卡爪转轴26固定在一级料斗支架31上，一级料斗支架31上开有对称的槽口，槽口内安装卡爪转轴26，卡爪28的一端有卡爪勾头27，卡爪勾头27为圆柱头；卡爪28共有四个，均匀的安装在一级料斗支架31上的槽口内，一级料斗支架31上有凸台，凸台中部开孔，凸台上安装第三轴承34，第三轴承34的外环安装在二级料斗102的底部凹槽内，一级料斗1填充螺栓13。

作为本发明的第一实施例，转轴26通过焊接的方式固定在一级料斗支架31上的槽口内。

作为本发明的第二实施例，一级料斗支架31上的槽壁上有卡槽，卡槽内安装转轴26。

作为本发明的第一实施例，当卡爪弹簧25处于自由伸缩状态时，卡爪28底部形成的圆孔内径小于螺栓直径。

作为本发明的第一实施例，一级料斗1为分体式结构，分为一级料斗和二级料斗，二者之间通过法兰连接，安装时，一级料斗首先通过螺栓安装在立柱201上，二级料斗安装第一轴承21后，再通过螺栓和法兰与一级料斗连接。

一级料斗支架31上有传动套筒32，传动套筒32外圆面上有凸台，凸台上安装第一齿轮23，传动套筒32内圆面上有沉槽，沉槽内安装第二轴承30，传动套筒32的端面安装轴承压环22，轴承压环22有内外两个凸台，分别实现对第一齿轮23和轴承压环22的轴向压紧，第一齿轮23和第二齿轮33实现啮合，第二齿轮33通过弹性联轴器与气动马达15连接，气动马达15通过法兰安装在锥形护套5上，马达的进气管连接到气动马达接头12上。

作为本发明的第一实施例，第一轴承21采用能够承受轴向压力的交叉滚子轴承，第二轴承31和第三轴承34采用深沟球轴承。

作为本发明的第一实施例，一级料斗支架31为壶型，壶顶开口直径大于一级料斗1底部轴肩的直径。

作为本发明的第一实施例，轴承压环22通过螺钉锁紧在传动套筒32的圆筒端面上。

作为本发明的第一实施例，传动套筒32上开有键槽，第一齿轮23与传动套筒32通过平键连接。

作为本发明的第二实施例，传动套筒32上开有键槽，第一齿轮23与传动套筒32通过花键连接。

锥形护套5小端面开口，护套的内部中空，护套大端面上有弹簧卡槽14，弹簧卡槽14内安装压环7，压环7底部为压环法兰6，卡槽14内部安装复位弹簧8，复位弹簧8为压缩型弹簧，压环7的圆环部分与第一压环气缸901和第二压环气缸902连接，第一压环气缸901和第二压环气缸902安装在支架安装在锥形护套5上，第一压环气缸901和第二压环气缸902的进气管连接到压环气缸接头10上，锥形护套5的圆柱部分外圆面上加工螺纹，锥形护套5的底部有解锁杆38。

作为本发明的第一实施例，锥形护套5大端面上安装两个压环气缸。

作为本发明的第一实施例，压环7底部为圆环形，顶部有两个柱头，安装时，压环7的柱头穿过锥形护套5顶部的开孔后与第一压环气缸901和第二压环气缸902的输出杆通过法兰连接。

螺母夹41的底部安装压紧弹簧37，压紧弹簧37的顶端安装托板36，螺母夹41内安装螺母35，螺母夹41的侧面有沉槽，沉槽内安装限位销40，限位销40为方形，销子上表面加工有弧形圆角，限位销40通过限位弹簧39安装在螺母夹41侧壁的沉槽内。

作为本发明的第一实施例，螺母夹41和转台3采用分体式结构，螺母夹41的外壁上有矩形凸起，限位销40的安装位置相对于位于侧壁上的矩形凸起角度固定。

作为本发明的第二实施例，螺母夹41和转台3采用整体式结构，螺母夹41焊接在转台3上。

作为本发明的第一实施例，限位销40中心线距离螺母夹41顶部的尺寸等于螺母在螺栓上旋进的尺寸，即当螺母夹41内的螺母在螺栓上旋进上升到设定尺寸时，螺母刚好从螺母夹中脱离。

压环气缸接头10安装到导正套4上，导正套4为圆筒形，内侧筒壁上加工螺纹，导正套4的底部连接第一导正气缸111和第二导正气缸112，第一导正气缸111和第二导正气缸112安装在立柱201上，并通过气缸气管接头113连接气源。

螺母夹41安装在转台3上，转台3的承载面为转台斜坡18，转台斜坡18上有沉槽，沉槽直径等于螺母夹41的外径，转台3的底部有滚轮17，滚轮17安装在环形导轨16中，环形导轨16铺设在地面上，转台主动齿轮43通过联轴器与转台驱动电机44的输出轴连接

作为本发明的第一实施例，滚轮17为万向脚轮。

作为本发明的第一实施例，转台驱动电机44在工作的过程中进行间歇运动，每当螺母夹41内的螺母轴线与螺栓轴线重合时，转台驱动电机44停止运行，当螺母从螺母夹41脱出时，转台驱动电机44继续转动至下一个工位。

在工作的过程中，首先向料斗1内添加螺栓13，螺栓在重力的作用下下落，经过一级料斗1和二级料斗102，进入可更换导向套29中，由于螺栓头部比螺栓螺杆尺寸大，在卡爪弹簧的弹力作用下，卡爪28会从四个方向将螺栓13的螺柱部分卡住夹紧。

通过气动马达接头12为气动马达15通气后，气动马达15通过第一齿轮23和第二齿轮33带动传动套筒32旋转，传动套筒32通过法兰带动一级料斗支架31旋转，一级料斗支架31进而通过卡爪28带动螺栓13旋转，在这样一个过程中，一级料斗1和二级料斗102不动，存储在料斗中的螺栓也处于静止状态，只有被卡爪28夹持的螺栓跟随卡爪旋转。

当卡爪28转动起来以后，第一导正气缸111和第二导正气缸112通过压环气缸接头10供气，第一导正气缸111和第二导正气缸112动作伸长，带动导正套4下行，使得旋转的螺栓进入到螺母夹41中，同时解锁杆38进入到螺母夹41中，将限位销40压回到凹槽中，螺母夹41中的螺母35在压紧弹簧37的作用下和旋转的螺栓接触，并沿着螺栓的螺柱部分上升，直至脱离螺母夹41后，螺母跟随螺栓一同旋转。

此时，压环气缸接头10反向供气，第一导正气缸111和第二导正气缸112动作回缩，解锁杆38与限位销40脱离接触，限位销40在限位弹簧39的作用下回弹，对螺母夹41中的剩余螺母起到限位和锁紧的作用，然后转台驱动电机44通电旋转，通过转台从动齿轮42和转台主动齿轮43带动转台3旋转，使得安装螺母的螺栓处于转台上两个螺母夹的中间位置，压环气缸接头10为第一压环气缸901和第二压环气缸902通气，气缸动作伸长将压环7下压，压环7在下行的过程中会撞击卡爪28的卡爪弹簧托板24部分，使得卡爪28围绕卡爪转轴26转动，卡爪28对螺栓的夹持力消失，螺栓在重力的作用下下落到转台斜坡18上并最终滚落入圆筐20中。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员可以在本发明的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种钢管塔螺栓自动装配机，包括一级料斗(1)，所述一级料斗(1)为圆筒形，一级料斗的底部有一级料斗支架(31)，所述一级料斗支架(31)为空心的圆台型，圆台的一端有法兰，所述一级料斗支架(31)的圆柱部分外圆面上有开口槽，所述开口槽内安装卡爪弹簧(25)，所述卡爪弹簧(25)为压缩型弹簧，弹簧的一端与卡爪弹簧托板(24)连接,所述卡爪弹簧托板(24)为卡爪(28)的一部分，所述一级料斗支架(31)上开有对称的槽口，槽口内安装卡爪转轴(26)，所述卡爪(28)通过所述卡爪转轴(26)固定在所述一级料斗支架(31)上，所述卡爪(28)的一端有卡爪勾头(27)；所述一级料斗支架(31)上有凸台，凸台中部开孔，凸台上安装第三轴承(34)，所述第三轴承(34)的外环安装在二级料斗(102)的底部凹槽内，所述一级料斗(1)填充螺栓(13)，所述一级料斗(1)与所述二级料斗(102)通过螺栓连接，所述二级料斗(102)的下部安装可更换导向套(29)。

2.根据权利要求1所述一种钢管塔螺栓自动装配机，其特征在于，所述一级料斗支架(31)上有传动套筒(32)，所述传动套筒(32)通过第一轴承(21)与所述一级料斗(1)连接，套筒外圆面上有凸台，凸台上安装第一齿轮(23)，所述传动套筒(32)的端面安装轴承压环(22)，所述轴承压环(22)有内外两个凸台，分别实现对所述第一齿轮(23)和轴承压环(22)的轴向压紧，所述第一齿轮(23)和第二齿轮(33)啮合，所述第二齿轮(33)通过弹性联轴器与气动马达(15)连接，所述气动马达(15)通过法兰安装在锥形护套(5)上，马达的进气管连接到气动马达的接头(12)上，所述传动套筒(32)的底部有轴承座，轴承座上安装第二轴承(30)。

3.根据权利要求2所述一种钢管塔螺栓自动装配机，其特征在于，所述锥形护套(5)小端面开口，护套的内部中空，护套大端面上有弹簧卡槽(14)，所述弹簧卡槽(14)内安装压环(7)，所述压环(7)底部为压环法兰(6)，所述压环法兰(6)顶部为圆环型，所述弹簧卡槽(14)内部安装复位弹簧(8)，所述复位弹簧(8)为压缩型弹簧，所述压环(7)的凸起部分与第一压环气缸(901)和第二压环气缸(902)连接，所述第一压环气缸(901)和第二压环气缸(902)安装在支架上，支架安装在所述锥形护套(5)的大端面上，所述第一压环气缸(901)和第二压环气缸(902)的进气管与压环气缸接头(10)连接，所述锥形护套(5)的圆柱部分外圆面上加工螺纹，所述锥形护套(5)的底部有解锁杆(38)。

4.根据权利要求1所述一种钢管塔螺栓自动装配机，其特征在于，包括螺母夹(41)，所述螺母夹(41)的底部安装压紧弹簧(37)，所述压紧弹簧(37)的顶端安装托板(36)，所述螺母夹(41)内安装螺母(35)，所述螺母夹(41)的侧面有沉槽，沉槽内安装限位销(40)，所述限位销(40)为方形，销子上表面加工有弧形圆角，所述螺母夹内安装螺母的空间横截面为六边形，所述螺母(35)装入所述螺母夹后只能沿着螺母的轴线方向移动，而不能沿着自身的轴线转动。

5.根据权利要求3所述一种钢管塔螺栓自动装配机，其特征在于，所述压环气缸接头(10)安装到导正套(4)上，所述导正套(4)为圆筒形，内侧筒壁上加工螺纹，所述导正套(4)的底部连接第一导正气缸(111)和第二导正气缸(112)，所述第一导正气缸(111)和第二导正气缸(112)安装在立柱(201)上，并通过气缸气管接头(113)连接外部气源。

6.根据权利要求4所述一种钢管塔螺栓自动装配机，其特征在于，所述螺母夹(41)安装在转台(3)上，所述转台(3)的承载面为转台斜坡(18)，所述转台斜坡(18)上有沉槽，所述沉槽直径等于所述螺母夹(41)的外径，所述转台(3)的底部有滚轮(17)，所述滚轮(17)安装在环形导轨(16)中，所述环形导轨(16)铺设在地面上，所述转台(3)的外圆面上安装转台从动齿轮(42)，所述转台从动齿轮(42)与转台主动齿轮(43)啮合，所述转台主动齿轮(43)通过联轴器与转台驱动电机(44)的输出轴连接。

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