CN113305329A - 一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，属于法兰加工技术领域。本发明包括机架、定心装置、换位装置、调距装置、驱动装置、打孔装置、清扫装置，通过定心装置、换位装置、调距装置、驱动装置、打孔装置和清扫装置自动化地完成不锈钢法兰的钻孔和废料回收，利用驱动装置同时驱动打孔装置和清扫装置工作，既减少了动力源的数量，又提高了工作的效率，而且通过换位装置和调距装置，可以在不重复定位的前提下，根据实际需要更换打孔装置和清扫装置的工作位置，操作简单，精度高。

Description

一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备

技术领域

本发明属于法兰加工技术领域，特别涉及一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备。

背景技术

法兰又叫法兰盘或突缘，是一种用于管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，通过螺栓使两法兰紧连。所以法兰在加工过程中，需要在周围进行打孔。现阶段利用加工中心等对法兰进行钻孔加工时，由于加工数量多，工作量大，无形中浪费了极大的人力、物力和财力，而且由于操作的危险性，在人身安全问题上存在一定的隐患。此外，法兰加工后产生的废料，由于没有专门的工具进行回收，也造成了浪费。

申请号为2020222530665的专利公开了一种高铁连接法兰钻孔机，包括空心框、驱动电机、双向丝杆、螺纹滑套和连接板等，对法兰进行钻孔，但是仍然无法完成废料回收和钻孔的同时进行，也无法随意更换钻孔半径和位置。针对以上问题，本发明提供了一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，包括机架、定心装置、换位装置、调距装置、驱动装置、打孔装置、清扫装置，所述的定心装置设置在机架的下方，通过驱动滑动定位块，完成固定定位；所述的换位装置设置在定心装置上；所述的换位装置包括矩形转动环，通过齿轮组驱动矩形转动环转动，以使中间转轴转动，调整打孔装置和清扫装置的位置；所述的中间转轴一端与机架连接，另一端与定心装置中的安装板连接；所述的打孔装置和调距装置设置在机架上；所述的调距装置一端与打孔装置连接，另一端与清扫装置连接；所述的打孔装置和清扫装置通过调距装置驱动在机架上滑动，完成距离调整；所述的驱动装置设置在机架上，通过驱动驱动装置上的传动齿轮组，为驱动装置两端的打孔装置和清扫装置同时提供驱动力，完成钻孔和清扫；所述的打孔装置包括钻头，用于对法兰进行钻孔；所述的清扫装置包括弧形毛刷和刷子，用于对钻孔后的废料进行清理回收。

进一步的，所述的定心装置还包括安装板；所述的安装板有两个；所述的滑动定位块两端滑动安装在两个安装板之间，底端的安装板上转动安装有蜗杆；所述的蜗杆与底部安装板上电机输出轴固定连接；所述的蜗杆与蜗轮啮合配合；所述的蜗轮通过支架转动安装在底端的安装板上；所述的蜗轮上固定安装有定位转杆的一端，所述的定位转杆另一端与定位摇杆的一端铰接；所述的定位摇杆另一端与滑动定位块铰接。

进一步的，所述的换位装置还包括安装架；所述的安装架固定安装在安装板上；所述的中间转轴与安装架转动连接；所述的安装架下端面设置有齿轮组；所述的齿轮组与矩形转动环固定连接；所述的矩形转动环与中间转轴转动连接；转动环固定安装在中间转轴上；所述的矩形转动环内滑动安装有滑动槽；复位弹簧的一端固定安装在滑动槽上，另一端固定安装在复位弹簧上。

进一步的，所述的安装架上设置有若干个凸台；所述的转动环上设置有若干个凹槽；所述的滑动槽底端设置滑动台；当滑动槽转动到凹槽时，齿轮组驱动矩形转动环和转动环一起转动，以使中间转动带动打孔装置和清扫装置转动，完成位置转化。

进一步的，所述的调距装置还包括调距转杆；所述的调距转杆固定安装在电机输出轴上；所述的电机固定安装在中间转轴上；所述的调距转杆两端分别转动安装有调距摇杆的一端，所述的调距摇杆另一端转动安装在调距滑块上；所述的调距滑块滑动安装在机架上；所述的调距滑块有两个。

进一步的，所述的传动齿轮组包括中心齿轮；所述的中心齿轮固定安装在驱动电机的输出轴上；所述的驱动电机固定安装在机架上；所述的中心齿轮与转动齿轮啮合；所述的转动齿轮与转动轴固定连接；所述的转动轴转动安装在机架上；所述的转动轴上固定安装有主动圆锥齿轮；所述的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合配合；所述的主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮通过固定架连接；所述的固定架两端分别与主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮转动连接；所述的从动圆锥齿轮的中心轴与调距滑块转动连接；两个所述的从动圆锥齿轮的中心轴底端分别固定安装有安装盘和导向转盘。

进一步的，所述的打孔装置还包括伸缩气缸；所述的伸缩气缸一端固定安装在安装盘上，另一端固定安装在钻头安装板上；钻头固定安装在钻头安装板上。

进一步的，所述的清扫装置还包括竖直滑杆；所述的竖直滑杆上端滑动安装在导向转盘上；所述的竖直滑杆为内部伸缩结构，下端固定安装有弧形毛刷；所述的导向转盘下端固定安装有中心轴；所述的中心轴上滑动安装有中心柱；所述的中心柱底端固定安装有刷子；所述的中心柱通过连杆机构驱动，在中心轴上滑动。

进一步的，所述的连杆机构包括固定立杆；所述的固定立杆固定安装在导向转盘上；伸缩转杆的一端与竖直滑杆铰接，另一端与中心柱铰接；所述的伸缩转杆与固定立杆转动连接；转动电机固定安装在固定立杆上；所述的转动电机的输出轴与伸缩转杆固定连接；所述的伸缩转杆两端可伸缩。

本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明通过定心装置、换位装置、调距装置、驱动装置、打孔装置和清扫装置自动化地完成不锈钢法兰的钻孔和废料回收；(2)打孔装置和清扫装置都是通过驱动装置驱动，利用一个动力源，带动两个装置分别完成工作，结构简单，节约能源；(3)换位装置通过上面设置的凸台、凹槽等，完成间歇调整打孔装置和清扫装置的位置定位，无需重复定位，操作简单，有效地避免由于重复定位对精度造成的影响。

附图说明

图1、图2为本发明整体结构示意图。

图3—图6为本发明部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此通过发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1—图6所示的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，包括机架1、定心装置2、换位装置3、调距装置4、驱动装置5、打孔装置6、清扫装置7，定心装置2设置在机架1的下方，通过驱动滑动定位块205，完成固定定位；换位装置3设置在定心装置2上，换位装置3包括矩形转动环305，通过齿轮组驱动矩形转动环305转动，以使中间转轴转动，调整打孔装置6和清扫装置7的位置；中间转轴一端与机架1连接，另一端与定心装置2中的安装板206连接；打孔装置6和调距装置4设置在机架1上；调距装置4一端与打孔装置6连接，另一端与清扫装置7连接；打孔装置6和清扫装置7通过调距装置4驱动在机架1上滑动，完成距离调整；驱动装置5设置在机架1上，通过驱动驱动装置5上的传动齿轮组，为驱动装置5两端的打孔装置6和清扫装置7同时提供驱动力，完成钻孔和清扫；打孔装置6包括钻头603，用于对法兰进行钻孔；清扫装置7包括弧形毛刷707和刷子708，用于对钻孔后的废料进行清理回收。

定心装置2还包括安装板206，安装板206有两个，滑动定位块205两端滑动安装在两个安装板206之间，底端的安装板206上转动安装有蜗杆201；蜗杆201与底部安装板206上电机输出轴固定连接；蜗杆201与蜗轮202啮合配合；蜗轮202通过支架转动安装在底端的安装板206上；蜗轮202上固定安装有定位转杆203的一端，定位转杆203另一端与定位摇杆204的一端铰接；定位摇杆204另一端与滑动定位块205铰接。工作的时候，将定心装置2插入到不锈钢法兰的中心圆孔中，启动底部安装板206上的电机，电机带动蜗杆201转动，蜗杆201使得周围的蜗轮202转动，蜗轮202上的定位转杆203转动，定位转杆203转动时会推动定位摇杆204移动，定位摇杆204将滑动定位块205向外推动，直到滑动定位块205触碰到中心孔的外圆，完成定位固定，定心装置2停止运动。

换位装置3还包括安装架301；安装架301固定安装在安装板206上，中间转轴与安装架301转动连接；安装架301下端面设置有齿轮组，齿轮组与矩形转动环305固定连接；矩形转动环305与中间转轴转动连接；转动环304固定安装在中间转轴上；矩形转动环305内滑动安装有滑动槽306；复位弹簧307的一端固定安装在滑动槽306上，另一端固定安装在复位弹簧307上。

安装架301上设置有若干个凸台；转动环304上设置有若干个凹槽；滑动槽306底端设置滑动台；当滑动槽306转动到凹槽时，齿轮组驱动矩形转动环305和转动环304一起转动，以使中间转动带动打孔装置6和清扫装置7转动，完成位置转化。打孔装置6完成一个钻孔工作后，启动固定安装在安装板206上端表面的齿轮组电机，通过齿轮组电机驱动齿轮组中的安装架301转动；安装架301固定安装在齿轮组电机输出轴上；从动齿轮303与主动齿轮302啮合；从动齿轮303转动安装在安装架301上；主动齿轮302与矩形转动环305固定连接；从动齿轮303转动带动矩形转动环305转动，当矩形转动环305转动到转动环304的凹槽对面时候，复位弹簧307使得滑动槽306弹出，卡到转动环304的凹槽中，此时矩形转动环305转动时候就会使得转动环304和中间转轴一起转动，这样机架1就会转动，使得打孔装置6和清扫装置7也转动；当滑动槽306下端的滑动台移动到安装架301上的凸台上后，会将滑动槽306向后移动，此时与转动环304分开，不再带动转动环304转动，此时，打孔装置6达到下一个钻孔位置，而清扫装置7正好达到打孔装置6刚完成钻孔的位置。

调距装置4还包括调距转杆401；调距转杆401固定安装在电机输出轴上；电机固定安装在中间转轴上；调距转杆401两端分别转动安装有调距摇杆402的一端，调距摇杆402另一端转动安装在调距滑块403上；调距滑块403滑动安装在机架1上；调距滑块403有两个。完成固定定位后，启动调距转杆401连接的电机，带动调距转杆401转动，调距转杆401会带动调距摇杆402转动，以推动调距滑块403水平移动，根据不锈钢法兰周围的孔距离中心孔的距离，确定调距滑块403的移动范围，从而确定调距滑块403下方打孔装置6和清扫装置7距离中心孔的距离，即半径，完成距离位置的确定。

传动齿轮组包括中心齿轮501；中心齿轮501固定安装在驱动电机的输出轴上；驱动电机固定安装在机架1上；中心齿轮501与转动齿轮502啮合；转动齿轮502与转动轴506固定连接；转动轴506转动安装在机架1上；转动轴506上固定安装有主动圆锥齿轮503；主动圆锥齿轮503与从动圆锥齿轮504啮合配合；主动圆锥齿轮503和从动圆锥齿轮504通过固定架505连接；固定架505两端分别与主动圆锥齿轮503和从动圆锥齿轮504转动连接；从动圆锥齿轮504的中心轴与调距滑块403转动连接；两个从动圆锥齿轮504的中心轴底端分别固定安装有安装盘601和导向转盘701。打孔的半径确定后，启动驱动电机，使得中心齿轮501转动，中心齿轮501使得两个转动齿轮502转动，此时转动轴506随着转动齿轮502转动，使得主动圆锥齿轮503转动，通过主动圆锥齿轮503驱动从动圆锥齿轮504转动，从动圆锥齿轮504下方的轴会带动打孔装置6和清扫装置7一起转动。

打孔装置6还包括伸缩气缸602；伸缩气缸602一端固定安装在安装盘601上，另一端固定安装在钻头安装板上；钻头603固定安装在钻头安装板上。打孔装置6整体转动时候，钻头603转动，在不锈钢法兰表面进行钻孔，启动伸缩气缸602，不断地将钻头603向下推出，加深钻孔深度，完成钻孔。

清扫装置7还包括竖直滑杆702；竖直滑杆702上端滑动安装在导向转盘701上；竖直滑杆702为内部伸缩结构，下端固定安装有弧形毛刷707；导向转盘701下端固定安装有中心轴709；中心轴709上滑动安装有中心柱706；中心柱706底端固定安装有刷子708；中心柱706通过连杆机构驱动，在中心轴709上滑动。

连杆机构包括固定立杆703；固定立杆703固定安装在导向转盘701上；伸缩转杆705的一端与竖直滑杆702铰接，另一端与中心柱706铰接；伸缩转杆705与固定立杆703转动连接；转动电机704固定安装在固定立杆703上；转动电机704的输出轴与伸缩转杆705固定连接；伸缩转杆705两端可伸缩。当清扫装置7到达打孔装置6钻孔完的地方后，驱动装置5继续带动打孔装置6和清扫装置7转动，清扫装置7中的弧形毛刷707对不锈钢法兰表面的碎屑进行清扫，由于弧形毛刷707为弧形，不断地将碎屑向钻孔的中心推，清理干净后，启动转动电机704，带动伸缩转杆705顺时针转动，此时中心柱706沿着中心轴709向下滑动，直到中心柱706底端的刷子708深入到孔中，将孔中的碎屑捅下去，然后在法兰下端放置承接的容器，这样就完成了碎屑的收集。

Claims (9)

1.一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，包括机架，其特征在于：还包括定心装置、换位装置、调距装置、驱动装置、打孔装置、清扫装置，所述的定心装置设置在机架的下方，通过驱动滑动定位块，完成固定定位；所述的换位装置设置在定心装置上；所述的换位装置包括矩形转动环，通过齿轮组驱动矩形转动环转动，以使中间转轴转动，调整打孔装置和清扫装置的位置；所述的中间转轴一端与机架连接，另一端与定心装置中的安装板连接；所述的打孔装置和调距装置设置在机架上；所述的调距装置一端与打孔装置连接，另一端与清扫装置连接；所述的打孔装置和清扫装置通过调距装置驱动在机架上滑动，完成距离调整；所述的驱动装置设置在机架上，通过驱动驱动装置上的传动齿轮组，为驱动装置两端的打孔装置和清扫装置同时提供驱动力，完成钻孔和清扫；所述的打孔装置包括钻头，用于对法兰进行钻孔；所述的清扫装置包括弧形毛刷和刷子，用于对钻孔后的废料进行清理回收。

2.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的定心装置还包括安装板；所述的安装板有两个；所述的滑动定位块两端滑动安装在两个安装板之间，底端的安装板上转动安装有蜗杆；所述的蜗杆与底部安装板上电机输出轴固定连接；所述的蜗杆与蜗轮啮合配合；所述的蜗轮通过支架转动安装在底端的安装板上；所述的蜗轮上固定安装有定位转杆的一端，所述的定位转杆另一端与定位摇杆的一端铰接；所述的定位摇杆另一端与滑动定位块铰接。

3.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的换位装置还包括安装架；所述的安装架固定安装在安装板上；所述的中间转轴与安装架转动连接；所述的安装架下端面设置有齿轮组；所述的齿轮组与矩形转动环固定连接；所述的矩形转动环与中间转轴转动连接；转动环固定安装在中间转轴上；所述的矩形转动环内滑动安装有滑动槽；复位弹簧的一端固定安装在滑动槽上，另一端固定安装在复位弹簧上。

4.如权利要求3所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的安装架上设置有若干个凸台；所述的转动环上设置有若干个凹槽；所述的滑动槽底端设置滑动台；当滑动槽转动到凹槽时，齿轮组驱动矩形转动环和转动环一起转动，以使中间转动带动打孔装置和清扫装置转动，完成位置转化。

5.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的调距装置还包括调距转杆；所述的调距转杆固定安装在电机输出轴上；所述的电机固定安装在中间转轴上；所述的调距转杆两端分别转动安装有调距摇杆的一端，所述的调距摇杆另一端转动安装在调距滑块上；所述的调距滑块滑动安装在机架上；所述的调距滑块有两个。

6.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的传动齿轮组包括中心齿轮；所述的中心齿轮固定安装在驱动电机的输出轴上；所述的驱动电机固定安装在机架上；所述的中心齿轮与转动齿轮啮合；所述的转动齿轮与转动轴固定连接；所述的转动轴转动安装在机架上；所述的转动轴上固定安装有主动圆锥齿轮；所述的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合配合；所述的主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮通过固定架连接；所述的固定架两端分别与主动圆锥齿轮和从动圆锥齿轮转动连接；所述的从动圆锥齿轮的中心轴与调距滑块转动连接；两个所述的从动圆锥齿轮的中心轴底端分别固定安装有安装盘和导向转盘。

7.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的打孔装置还包括伸缩气缸；所述的伸缩气缸一端固定安装在安装盘上，另一端固定安装在钻头安装板上；钻头固定安装在钻头安装板上。

8.如权利要求1所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的清扫装置还包括竖直滑杆；所述的竖直滑杆上端滑动安装在导向转盘上；所述的竖直滑杆为内部伸缩结构，下端固定安装有弧形毛刷；所述的导向转盘下端固定安装有中心轴；所述的中心轴上滑动安装有中心柱；所述的中心柱底端固定安装有刷子；所述的中心柱通过连杆机构驱动，在中心轴上滑动。

9.如权利要求8所述的一种可自动回收废料的不锈钢法兰钻孔智能设备，其特征在于：所述的连杆机构包括固定立杆；所述的固定立杆固定安装在导向转盘上；伸缩转杆的一端与竖直滑杆铰接，另一端与中心柱铰接；所述的伸缩转杆与固定立杆转动连接；转动电机固定安装在固定立杆上；所述的转动电机的输出轴与伸缩转杆固定连接；所述的伸缩转杆两端可伸缩。

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