CN110303331B - 可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法 - Google Patents

Abstract

可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法。现有螺纹的拧紧用三角卡盘将轴固定，人工用扳手拧紧，效率较低，不适合大规模使用，而且螺纹和螺纹孔之间存在少量的角度偏移，效果不理想。本发明其组成包括：电机驱动齿轮转动系统，电机驱动齿轮转动系统包括伺服电机（18），伺服电机通过减速器（17）与小齿轮（15）连接，小齿轮与大齿轮（14）啮合，大齿轮安装在空心轴（34）上并通过平键（13）圆周固定，空心轴前端通过铰制孔螺栓（35）分别与三根爪（12）和活动法兰（11）连接，空心轴外部通过角接触球轴承（8）与轴承座（33）连接，空心轴后端通过2个圆螺母锁紧，后固定板通过关节轴承与后基座（27）连接。本发明用于可浮动自动螺纹拧紧机构。

Description

可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法

技术领域：

本发明涉及一种可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法。

背景技术：

螺纹的拧紧和拆卸在实际的装配过程中经常被用到，尤其是在汽车的装配中，大多数情况下，都是通过人工手动拧紧或是应用气枪来拧紧螺栓，但是如果是在一些特定的情况下，不方便人工进行操作，如周围工作环境差，消耗体力大等，现有螺纹的拧紧是用三角卡盘将轴固定，然后人工用扳手拧紧，这种方法效率较低，并没有完全脱离人工作业，不适合大规模使用，而且螺纹和螺纹孔之间可能存在少量的角度偏移，因此拧紧的效果并不理想。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法，可以实现螺纹的夹紧、旋转传送进螺纹孔的功能，还可以自动调整螺纹与螺纹孔之间微小角度偏移，从而提高了工作效率。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种可浮动自动螺纹拧紧机构，其组成包括：电机驱动齿轮转动系统、气缸带动三爪圆盘夹取系统、气缸推动三爪圆盘前进系统、关节轴承微小转动系统，其特征是：所述的电机驱动齿轮转动系统包括伺服电机，所述的伺服电机通过减速器与小齿轮连接，所述的小齿轮与大齿轮啮合，所述的大齿轮安装在空心轴上并通过平键圆周固定，所述的空心轴前端通过铰制孔螺栓分别与三根爪和活动法兰连接，所述的空心轴外部通过角接触球轴承与轴承座连接，所述的空心轴后端通过2个圆螺母锁紧，前连接板、活动板、后连接板、后固定板通过3根光轴连接，所述的后固定板通过关节轴承与后基座连接，所述的后固定板连接气缸B并推动所述的后连接板，所述的后连接板连接气缸A推动所述的活动板运动，所述的活动板与芯轴连接并且所述的芯轴外端套有所述的空心轴。

所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的后固定板、所述的活动板分别通过直线轴承与所述的光轴连接，所述的后连接板、所述的前连接板分别通过光轴支承座与所述的光轴连接，所述的光轴末端连接光轴挡圈，所述的光轴挡圈通过螺栓A固定，所述的后基座端部分别通过螺母A固定。

所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的后基板、所述的后固定板、所述的后连接板、所述的活动板、所述的前连接板均为三角形，所述的后固定板上设置有三个关节轴承的连接座。

所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的活动法兰两边分别装两个推力球轴承，其中一侧的推力球轴承固定在所述的芯轴的轴肩，另一侧由开槽螺母压紧推力球轴承固定在芯轴末端。

一种可浮动自动螺纹拧紧机构及拧紧方法，该方法包括如下步骤：

首先是将螺纹放入三根爪内侧，通过气缸A排气带动活动板从而带动芯轴运动，所述的芯轴又与活动法兰和三根爪连接，从而实现螺纹的夹紧功能；

其次是伺服电机连接减速器带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮安装在空心轴上，从而驱动空心轴带动三根爪夹紧的螺纹进行转动，与此同时，气缸B推动后连接板从而推动螺纹向螺纹孔方向移动；

若螺纹与螺纹孔之间存在微小偏转角度，可以通过与后基板连接的关节轴承进行调整。

有益效果：

1.本发明的结构可以实现螺纹的自动拧紧功能，还能够自动调整螺纹和螺纹孔之间存在的微小偏移角度，减少了人工作业，提高了工作效率。

2.本发明采用步进电机和气缸作为动力传输，该结构简单实用、操作方便、而且避免了人工用扳手对螺纹的拧紧和拆卸，完全脱离人工作业，适合大规模广泛应用。

3.本发明采用了后固定板通过关节轴承与后基座连接能够使螺纹发生微小偏转，该结构通过关节轴承能够实现螺纹与螺纹孔之间微小偏角的调整，有效保证了螺纹的顺利安装。

4.本发明采用后固定板的前端与气缸B连接，气缸芯轴B与后连接板连接能够推动螺纹向前运动，该结构能够使螺纹向前运动平稳，同时后连接板的前端与气缸A连接，气缸芯轴A与芯轴连接从而带动三根爪夹紧螺纹，完成拧紧螺纹过程，采用该结构能够使工作过程安全可靠。

5.本发明的空心轴上装有电机驱动的齿轮从而带动螺纹转动，驱动齿轮转动部件固定于整个机构的侧边，使整个机构布局合理，具有占用空间小等优点。

附图说明：

附图1是本发明的整体结构示意图。

附图2是本发明齿轮啮合部分的结构示意图。

附图3是附图1的左视图。

附图4是附图1的右视图。

其中：1前连接板、2光轴支撑座、3直线光轴、4后连接板、5活动板、6直线轴承、7芯轴、8角接触球轴承、9气缸A、10气缸芯轴A、11活动法兰、12爪、13平键、14大齿轮、15小齿轮、16电机连接座、17减速器、18伺服电机、19推力球轴承、20锁紧圆螺母、21后固定板、22气缸B、23气缸芯轴B、24光轴挡圈、25开槽螺母、26关节轴承、27后基座、28螺母A（六角螺母M5-C）、29螺栓A（六角螺栓M5×20-C）、30六角螺栓M10×25-C、31六角螺栓M8×30-C、32六角螺栓M8×20-C、33轴承座、34空心轴、35铰制孔螺栓。

具体实施方式：

实施例1：

一种可浮动自动螺纹拧紧机构，其组成包括：电机驱动齿轮转动系统、气缸带动三爪圆盘夹取系统、气缸推动三爪圆盘前进系统、关节轴承微小转动系统，所述的电机驱动齿轮转动系统包括伺服电机18，所述的伺服电机通过减速器17与小齿轮15连接，所述的小齿轮与大齿轮14啮合，所述的大齿轮安装在空心轴34上并通过平键13圆周固定，所述的空心轴前端通过铰制孔螺栓35分别与三根爪12和活动法兰11连接，所述的空心轴外部通过角接触球轴承8与轴承座33连接，所述的空心轴后端通过2个圆螺母20锁紧，前连接板1、活动板5、后连接板4、后固定板21通过3根光轴3连接，所述的后固定板通过关节轴承26与后基座27连接，所述的后固定板连接气缸B22并推动所述的后连接板，所述的后连接板连接气缸A9推动所述的活动板运动，所述的活动板与芯轴7连接并且所述的芯轴外端套有所述的空心轴。

实施例2：

根据实施例1所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的后固定板、所述的活动板分别通过直线轴承与所述的光轴连接，所述的后连接板、所述的前连接板分别通过光轴支承座2与所述的光轴连接，所述的光轴末端连接光轴挡圈24，所述的光轴挡圈通过螺栓A29固定，所述的后基座端部分别通过螺母A28固定，即螺母A将所述的关节轴承固定在所述的后基座上。

实施例3：

根据实施例2所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的后基板、所述的后固定板、所述的后连接板、所述的活动板、所述的前连接板均为三角形，所述的后固定板上设置有三个关节轴承的连接座。

实施例4：

根据实施例3所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的活动法兰两边分别装两个推力球轴承19，其中一侧的推力球轴承19固定在所述的芯轴的轴肩，另一侧由开槽螺母25压紧推力球轴承固定在芯轴末端。

实施例5：

一种利用实施例1-4所述的可浮动自动螺纹拧紧机构的拧紧方法，该方法包括如下步骤：

首先是将螺纹放入三根爪内侧，通过气缸A排气带动活动板从而带动芯轴运动，所述的芯轴又与活动法兰和三根爪连接，从而实现螺纹的夹紧功能；

其次是伺服电机连接减速器带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮安装在空心轴上，从而驱动空心轴带动三根爪夹紧的螺纹进行转动，与此同时，气缸B推动后连接板从而推动螺纹向螺纹孔方向移动；

若螺纹与螺纹孔之间存在微小偏转角度，可以通过与后基板连接的关节轴承进行调整。

实施例6：

根据实施例1所述的可浮动自动螺纹拧紧机构，所述的电机驱动齿轮转动部分包括：伺服电机、减速器、电机连接座、小齿轮和大齿轮，所述的气缸带动三爪圆盘夹取部分包括：气缸A、后连接板、活动板、前连接板、空心轴、角接触球轴承、活动法兰和三根爪，所述的气缸推动三爪圆盘前进部分包括：气缸B和后固定板，所述的关节轴承转动部分包括：后基板、关节轴承和六角螺母。所述的前连接板、活动板、后连接板和后固定板均为三角形且由三根光轴连接，所述的电机驱动齿轮转动部分位于整个机构的侧面，所述的活动板和芯轴连接，所述的空心轴前端与活动法兰和三根爪连接。

参见附图1，本实施例中设置后基座和后固定板通过关节轴承连接，螺母A将关节轴承固定在后基座上，后固定板和气缸B通过六角螺栓31连接，气缸芯轴B23和后连接板连接，后连接板和气缸A通过六角螺栓31连接，气缸芯轴A10和芯轴上的安装法兰连接，芯轴上的安装法兰用六角螺栓32固定在活动板上，芯轴外套有一个空心轴。

参见图1、图2所示，设置伺服电机连接减速器带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，小齿轮外侧的电机连接座16分别与减速器和前连接板连接，大齿轮通过平键固定在空心轴上，靠近活动板的一侧用两个锁紧圆螺母锁紧，靠近前连接板的一侧用角接触球轴承连接，轴承座33通过六角螺栓30固定在前连接板上。

参见图1所示，前连接板、活动板、后连接板、后固定板由三根光轴连接，光轴支撑座2通过六角头螺栓29固定在前连接板1上，直线轴承6通过六角头螺栓29固定在活动板5上，光轴支撑座2通过六角头螺栓29固定在后连接板4上，直线轴承6通过六角头螺栓29固定在后固定板21上，光轴3依次穿过光轴支撑座2和直线轴承6，光轴3末端连接一个光轴挡圈24。

参见图1所示，空心轴34前端与活动法兰11通过铰制孔螺栓35连接，芯轴7穿过空心轴34和活动法兰11，活动法兰11两侧安装两个推力球轴承19，靠近爪12那侧的推力球轴承9用六角开槽螺母25锁紧，另一侧则通过空心轴34轴肩固定。

Claims (2)

1.一种可浮动自动螺纹拧紧机构，其组成包括：电机驱动齿轮转动系统、气缸带动三爪圆盘夹取系统、气缸推动三爪圆盘前进系统、关节轴承微小转动系统，其特征是：所述的电机驱动齿轮转动系统包括伺服电机，所述的伺服电机通过减速器与小齿轮连接，所述的小齿轮与大齿轮啮合，所述的大齿轮安装在空心轴上并通过平键圆周固定，所述的空心轴前端通过铰制孔螺栓分别与三根爪和活动法兰连接，所述的空心轴外部通过角接触球轴承与轴承座连接，所述的空心轴后端通过2个圆螺母锁紧，前连接板、活动板、后连接板、后固定板通过3根光轴连接，所述的后固定板通过关节轴承与后基座连接，所述的后固定板连接气缸B并推动所述的后连接板，所述的后连接板连接气缸A推动所述的活动板运动，所述的活动板与芯轴连接并且所述的芯轴外端套有所述的空心轴；

采用后固定板通过关节轴承与后基座连接能够使螺纹发生微小偏转，通过关节轴承实现螺纹与螺纹孔之间微小偏角的调整；

所述的后固定板、所述的活动板分别通过直线轴承与所述的光轴连接，所述的后连接板、所述的前连接板分别通过光轴支承座与所述的光轴连接，所述的光轴末端连接光轴挡圈，所述的光轴挡圈通过螺栓A固定，所述的后基座端部分别通过螺母A固定；

所述的后基座、所述的后固定板、所述的后连接板、所述的活动板、所述的前连接板均为三角形，所述的后固定板上设置有三个关节轴承的连接座；

所述的活动法兰两边分别装两个推力球轴承，其中一侧的推力球轴承固定在所述的芯轴的轴肩，另一侧由开槽螺母压紧推力球轴承固定在芯轴末端。

2.一种利用权利要求1所述的可浮动自动螺纹拧紧机构的拧紧方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

首先是将螺纹放入三根爪内侧，通过气缸A排气带动活动板从而带动芯轴运动，所述的芯轴又与活动法兰和三根爪连接，从而实现螺纹的夹紧功能；

其次是伺服电机连接减速器带动小齿轮转动，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮安装在空心轴上，从而驱动空心轴带动三根爪夹紧的螺纹进行转动，与此同时，气缸B推动后连接板从而推动螺纹向螺纹孔方向移动；

若螺纹与螺纹孔之间存在微小偏转角度，可以通过与后基座连接的关节轴承进行调整。

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