CN112809060A - 一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置，有效的解决了现有技术中变导程的螺旋叶片在制作过程中出现的导程变化不均匀，螺旋叶片的强度不足，需要反复定位，精度太低，产品的质量受人为因素影响较大的问题；其解决的技术方案是，包括机架，机架内有螺杆，螺杆上有齿轮，螺杆后侧有转轴，转轴上有圆筒，转轴左侧有带轮，螺杆左端有第一圆板，第一圆板左侧有第二圆板，第一圆板与第二圆板之间有两套往复丝杠机构，其中两个螺母套之间有多个扇形板，扇形板两侧铰接有连杆，连杆另一侧与环形板铰接，机架上端有导杆，导杆上有滑套，齿轮左侧上有固定筒，滑套下端有竖板，竖板上有第一电机，第一电机上连接有铣刀；机架内下侧有工件。

Description

一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，特别是一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置。

背景技术

螺旋蛟龙及螺旋叶片作为输送运料机构，在生产资料中经常会用到。其中一部分机械采用螺旋叶片送料时的特点，采取变导程的螺旋叶片，实现密封或者挤压的作用。常见的如，养殖场的粪便处理时，利用导程的变化实现将粪便挤压实现固液分离；在轮胎炼油行业，反应釜进料口采用变导程的螺旋进料机构实现进料口的密封，防止油气泄露产生爆炸。在螺旋叶片工作过程中，螺旋导程的变化越均匀，其压缩、挤压亦或是密封的性能越好。现有技术中，对于这种变导程的螺旋叶片，有的是先采用手动划线的方式定位，用以打定位孔，然后将独立的切割开的环形铁片套上，在利用夹具将每个环形铁片拉开并首位焊接形成螺旋状，随后沿着划线轨迹与主轴进行焊接在一起，至此，一个成品制作完成。在此过程中，最突出的问题是，手动划线精度较差，应力集中在打孔部位，且易变形，一旦出现损坏，主轴及螺旋状叶片全部作废，误工误事；打孔时，大部分钻机采用的是平常的钻机，每钻一个孔都需要重新夹持定位主轴，并不能保证所有的安装孔都处于所需要的变导程螺旋线上，同样的也会影响成品的强度。

在上述过程中，精度与效率相互矛盾，且受人为影响也较大，钻头容易出现偏颇，导致钻头断裂；对于不同型号的螺旋叶片的打孔，需要重新计算、定位，不但操作繁琐，效率低下，精度还无法保证，且更为重要的是，制作出来的成品的质量参差不齐，劣品率较大，不利于对产品质量的控制。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置，有效的解决了现有技术中变导程的螺旋叶片在制作过程中出现的导程变化不均匀，螺旋叶片的强度不足，需要反复定位，精度太低，产品的质量受人为因素影响较大的问题。

其解决的技术方案是，包括机架，机架内安装有水平状且能转动的螺杆，螺杆上套装有能转动的齿轮，螺杆与齿轮之间经螺纹连接，螺杆后侧有与其平行且能转动的转轴，转轴上套装有与其同轴的圆筒，圆筒与转轴经多个固定杆固定在一起，圆筒外缘面上设置有与齿轮啮合的齿牙，转轴左侧有与与其同轴的带轮，螺杆左端固定有第一圆板，第一圆板左侧有第二圆板，第一圆板与第二圆板之间有两套往复丝杠机构，其中螺母套外侧固定有环形板，第一圆板与第二圆板之间有多个横杆，横杆贯穿环形板，环形板能沿着横杆左右滑动，两个丝杠同轴固定在一起，两个丝杠同时转动时，两个丝杠上的螺母套相互靠近或远离，两个螺母套之间有多个呈圆周均布的扇形板，扇形板两侧铰接有连杆，连杆另一侧与环形板铰接，环形板、多个连杆、多个扇形板组成变径轮，变径轮与带轮之间经链条连接在一起；

所述的机架上端固定有与螺杆平行的导杆，导杆上套装有能沿其滑动的滑套，齿轮左侧上固定有与其同轴的固定筒，滑套下端固定有竖板，固定筒贯穿竖板，固定筒与竖板之间安装有轴承，竖板上固定有第一电机，第一电机上连接有铣刀；机架内下侧有与螺杆平行且能转动的工件，工件处于铣刀的正下方。

本发明结构巧妙，能够尽可能的使螺旋叶片的导程均匀变化，使得螺旋线上的安装孔处于核实位置，不需要频繁装夹、测量、定位，且能保证安装孔的垂直度，尽量避免钻头崩裂损坏，利于产品的质量管控，减少人为失误，操作简单，适应性强。

附图说明

图1为本发明主视剖视图。

图2为本发明侧视图。

图3为本发明俯视剖视图。

图4为图1中A-A剖视图。

图5为本发明加工的第一种工件。

图6为本发明加工的第二种工件。

图7为本发明加工的第三种工件。

图8为本发明改装后标记笔在工件主轴上标记的轨迹。

图9为图1中B处放大图。

图10为本发明中的变径轮结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。

由图1至图10给出，本发明包括机架1，机架1内安装有水平状且能转动的螺杆2，螺杆2上套装有能转动的齿轮3，螺杆2与齿轮3之间经螺纹连接，螺杆2后侧有与其平行且能转动的转轴4，转轴4上套装有与其同轴的圆筒5，圆筒5与转轴4经多个固定杆固定在一起，圆筒5外缘面上设置有与齿轮3啮合的齿牙，转轴4左侧有与与其同轴的带轮6，螺杆2左端固定有第一圆板7，第一圆板7左侧有第二圆板8，第一圆板7与第二圆板8之间有两套往复丝杠12机构，其中螺母套9外侧固定有环形板10，第一圆板7与第二圆板8之间有多个横杆11，横杆11贯穿环形板10，环形板10能沿着横杆11左右滑动，两个丝杠12同轴固定在一起，两个丝杠12同时转动时，两个丝杠12上的螺母套9相互靠近或远离，两个螺母套9之间有多个呈圆周均布的扇形板13，扇形板13两侧铰接有连杆14，连杆14另一侧与环形板10铰接，环形板10、多个连杆14、多个扇形板13组成变径轮，变径轮与带轮6之间经链条连接在一起；

所述的机架1上端固定有与螺杆2平行的导杆15，导杆15上套装有能沿其滑动的滑套16，齿轮3左侧上固定有与其同轴的固定筒17，滑套16下端固定有竖板18，固定筒17贯穿竖板18，固定筒17与竖板18之间安装有轴承，竖板18上固定有第一电机19，第一电机19上连接有铣刀；机架1内下侧有与螺杆2平行且能转动的工件20，工件20处于铣刀的正下方。

为了实现两个丝杠12同时转动，所述的丝杠12左端连接有第二电机21，第二电机21固定在第二圆板8上。

为了安装工件20，所述的机架1右侧板上有开口向左的圆柱形壳体22，壳体22右端连接有第三电机23，第三电机23固定在机架1右侧板上，壳体22扣装在工件20右端，壳体22侧壁上开设有多个槽口，槽口内铰接有半圆形的夹片24，夹片24的端部与槽口铰接，壳体22外侧套装有环形筒25，环形筒25与壳体22之间经螺纹连接，旋拧环形筒25并使环形筒25向左移动时，环形筒25能将多个夹片24同时向工件20靠拢并夹紧工件20；所述的机架1左侧板上贯穿有圆柱块26，圆柱块26右端面上开设有矩形孔，矩形孔内插装有能左右移动的顶杆27，顶杆27右端伸出矩形筒，顶杆27右端固定有锥形块，锥形块右端顶住工件20；圆柱块26左端贯穿有顶紧螺钉，顶紧螺钉与矩形块之间经螺纹连接，顶紧螺钉右端与顶杆27左端接触，旋拧顶紧螺钉能使顶杆27向右将工件20顶紧。

为了实现螺杆2主动转动，所述的螺杆2右端连接有第四电机，第四电机固定在机架1右侧板上。

值得注意的是，相对于传统打孔安装的工艺，精度不足、应力易集中的情况，本发明是采用铣刀对工件20上加工一个预装轨迹的槽，然后将螺旋叶片的根部卡装预装槽内，最后进行焊接，能保证螺旋叶片与主轴之间的连接强度，也由于导程变化均匀，所以盈利也不容易集中，提高整个工件20的工作稳定性。

即使采用传统的先划线、再打孔、后安装焊接的工艺，只需将本装置中的第一电机19及铣刀更换成相应的钻头即可，打出的多个安装孔均处于同一条导程均匀变化的螺旋线上，相对于传统的划线、测量打孔，精度上明显占优。

按上述思路，同理可推出，即使是传统的先划线、再打孔、后安装焊接的工艺，在划线环节，本装置也能轻松胜任，只需将本装置中的第一电机19及铣刀换成标记笔即可。

值得注意的是，铣刀与第一电机19之间安装专用的铣刀动力头，且第一电机19的动力要与进给量适配；第二电机21为伺服电机，启动一次只转动固定的圈数而且恢复到原来位置；第三电机23为伺服电机，且能带动工件20以恒定的速度转动，第三电机23的转速可以通过自带的控制器调整，方便更改导程的变化速率；第四电机能带动螺杆2匀速转动；第一电机19、第二电机21、第三电机23、第四电机需要同时接通电源。

当然，螺杆2两端与机架1之间安装有轴承；圆柱块26与机架1左侧板之间安装有轴承；圆柱形壳体22与机架1右侧板之间安装有轴承；滑套16与导杆15之间安装有直线轴承；机架1左侧板上安装有张紧轮，能保证皮带能随时保持张紧状态。

为了阐述方便，设定图1、图2、图3中所示的状态为初始状态，此时带轮6与变径轮之间的传动比为1:1，螺杆2与齿轮3之间的转速大小相同，此时齿轮3在左右方向上不发生位移。使用时，将工件20，即用以安装螺旋叶片的主轴的右端，置于壳体22内，旋拧环形筒25，环形筒25向左移动过程中，多个夹片24同时向中间靠拢，并将工件20的右端夹紧，然后旋拧圆柱块26左端的顶紧螺钉，顶紧螺钉向右移动将顶杆27向右压紧，顶杆27右端的锥形块顶住工件20的轴心，至此，工件20装夹完成；接通电源，第二电机21转动带动两个丝杠12同时转动，两个螺母套9做相向或相背运动，螺母套9上的环形板10经多个连杆14带动扇形板13向外侧或内侧移动，变径轮与带轮6之间的传动比也发生变化，导致转轴4与螺杆2之间的转速不一致，使得齿轮3沿着螺杆2向左移动，齿轮3经过固定筒17带动竖板18向左移动，竖板18带动其上的第一电机19及其上的铣刀向左移动，与此同时，第一电机19带动铣刀转动，铣刀在工件20表面加工出凹槽，该凹槽就是螺旋叶片即将焊接的部位，该凹槽呈导程均匀变化的螺旋状。

上述过程是当第二电机21触发一次，先转动一定圈数，紧接着螺母套9向反向移动并恢复到原位且第二电机21不再转动的工作过程，即变径轮的传动比由小到大再到小的过程、或者由大到小再到大的过程，其主要针对图5中的螺旋叶片的加工制作，若是图6或图7的工件20，建议依然采用传统的预打孔方式，但本装置在精度方面依然存在较大优势，但需要对本装置部分零件进行调整，具体如下：第二电机21触发一次螺母套9由各自中间部分向相互靠近的一侧移动，到达端部后往相互远离的一侧移动并到达最远端，再次折回并恢复到原状的过程，在此过程中当螺母套9第一次经过初始位置时第二电机21电机依然在转动，直至螺母套9第二次经过初始位置时第二电机21才停止转动；用标记笔代替第一电机19及铣刀。经上述改动，标记笔在工件20上的轨迹如图8所示，实线代表齿轮3由右向左移动时标记笔在工件20上的轨迹，虚线代表齿轮3由左向右移动时标记笔在工件20上留下的轨迹，然后将钻机安装在第一电机19的位置上，短暂启动电源后，根据加工需求选择在合适的距离上打孔，即可得到图6或者图7工件20所需的预安装孔，然后再将叶片按传统的方式焊接固定在主轴上即可。

本发明的突出优点及显著进步：

1.本发明中将螺杆2与齿轮3之间速度差转化为齿轮3在水平方向上的位移速度，并且利用带轮6与变径轮的传动比变化实现第一摩擦盘与第二摩擦盘之间的转动速度的相互切换，解决了现有技术中对变导程螺旋叶片加工过程中精度差，强度差的问题，免去了传统加工技术中反复夹装、测量、定位等步骤，有效的保证了打孔的精度与垂直度，使螺旋叶片在工作过程中不易发生应力应变，也能减少钻头的崩裂损坏的机率，大大削弱了人为因素对工件20质量的影响，利于质量管控。

2.本发明中可以根据客户需求，可以方便的控制螺旋叶片的导程变化速度，通过调整第三电机23、第四电机转速，能方便的控制螺旋叶片的总长度，能加工多种变导程的螺旋绞龙，而且能保证螺旋叶片的导程均匀过渡，提高螺旋叶片的强度。

本发明结构巧妙，能够尽可能的使螺旋叶片的导程均匀变化，使得螺旋线上的安装孔处于核实位置，不需要频繁装夹、测量、定位，且能保证安装孔的垂直度，尽量避免钻头崩裂损坏，利于产品的质量管控，减少人为失误，操作简单，适应性强。

Claims (4)

1.一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置，其特征在于，包括机架（1），机架（1）内安装有水平状且能转动的螺杆（2），螺杆（2）上套装有能转动的齿轮（3），螺杆（2）与齿轮（3）之间经螺纹连接，螺杆（2）后侧有与其平行且能转动的转轴（4），转轴（4）上套装有与其同轴的圆筒（5），圆筒（5）与转轴（4）经多个固定杆固定在一起，圆筒（5）外缘面上设置有与齿轮（3）啮合的齿牙，转轴（4）左侧有与与其同轴的带轮（6），螺杆（2）左端固定有第一圆板（7），第一圆板（7）左侧有第二圆板（8），第一圆板（7）与第二圆板（8）之间有两套往复丝杠（12）机构，其中螺母套（9）外侧固定有环形板（10），第一圆板（7）与第二圆板（8）之间有多个横杆（11），横杆（11）贯穿环形板（10），环形板（10）能沿着横杆（11）左右滑动，两个丝杠（12）同轴固定在一起，两个丝杠（12）同时转动时，两个丝杠（12）上的螺母套（9）相互靠近或远离，两个螺母套（9）之间有多个呈圆周均布的扇形板（13），扇形板（13）两侧铰接有连杆（14），连杆（14）另一侧与环形板（10）铰接，环形板（10）、多个连杆（14）、多个扇形板（13）组成变径轮，变径轮与带轮（6）之间经链条连接在一起；

所述的机架（1）上端固定有与螺杆（2）平行的导杆（15），导杆（15）上套装有能沿其滑动的滑套（16），齿轮（3）左侧上固定有与其同轴的固定筒（17），滑套（16）下端固定有竖板（18），固定筒（17）贯穿竖板（18），固定筒（17）与竖板（18）之间安装有轴承，竖板（18）上固定有第一电机（19），第一电机（19）上连接有铣刀；机架（1）内下侧有与螺杆（2）平行且能转动的工件（20），工件（20）处于铣刀的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种轴上安装变稻城程螺旋叶片前的预加工装置，其特征在于，所述的丝杠（12）左端连接有第二电机（12），第二电机（21）固定在第二圆板（8）上。

3.根据权利要求1所述的一种轴上安装变稻城螺旋叶片前的预加工装置，其特征在于，所述的机架（1）右侧板上有开口向左的圆柱形壳体（22），壳体（22）右端连接有第三电机（23），第三电机（23）固定在机架（1）右侧板上，壳体（22）扣装在工件（20）右端，壳体（22）侧壁上开设有多个槽口，槽口内铰接有半圆形的夹片（24），夹片（24）的端部与槽口铰接，壳体（22）外侧套装有环形筒（25），环形筒（25）与壳体（22）之间经螺纹连接，旋拧环形筒（25）并使环形筒（25）向左移动时，环形筒（25）能将多个夹片（24）同时向工件（20）靠拢并夹紧工件（20）；所述的机架（1）左侧板上贯穿有圆柱块（26），圆柱块（26）右端面上开设有矩形孔，矩形孔内插装有能左右移动的顶杆（27），顶杆（27）右端伸出矩形筒，顶杆（27）右端固定有锥形块，锥形块右端顶住工件（20）；圆柱块（26）左端贯穿有顶紧螺钉，顶紧螺钉与矩形块之间经螺纹连接，顶紧螺钉右端与顶杆（27）左端接触，旋拧顶紧螺钉能使顶杆（27）向右将工件（20）顶紧。

4.根据权利要求1所述的一种轴上安装变导程螺旋叶片前的预加工装置，其特征在于，所述的螺杆（2）右端连接有第四电机，第四电机固定在机架（1）右侧板上。

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