CN113733001B - 一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自锁螺丝机设备技术领域，且公开了一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，包括固定套筒，固定套筒外表面的一侧固定安装有电磁线圈，固定套筒的一端活动套接有延伸至其内腔中部的传动主轴，且传动主轴的一端与活动套接在固定套筒内部的密封活塞Ⅰ的一侧固定连接。该基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，通过对固定套筒上所形成的左右两个腔室及其所填充的磁流变液的设置，利用其上的磁流变液在磁场的作用下处于类固体状的状态，以保持该自锁螺丝机上的压力弹簧的压缩状态，进而在锁紧螺丝时利用压力弹簧的弹力为其提供稳定有效地轴向进给压力，进而有效地保持了该自锁螺丝机对于产品的装配质量，稳定性及可靠性较高。

Description

一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机
技术领域
本发明涉及自锁螺丝机设备技术领域，具体为一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机。
背景技术
在机械产品的固定连接方式中螺丝连接是一种常见的技术手段，而在传统的装配工艺中多采用螺丝刀拧紧螺丝的方式以对产品进行装配作业，这种原始的手动操作方式需要较多的装配人员，其劳动效率较为低下，且因操作不一致的影响从而导致产品的装配质量也得不到相应的保障。
故，一种机械化的自锁螺丝机应运而生，通过电动的方式以产生旋转动力来代替频繁手工拧紧螺丝的动作，进而极大地减轻了锁螺丝的工作强度，有效地提高了螺丝锁紧时的一致性，保证了产品在装配时的质量。
但是，螺丝在锁紧时不但需要提供相应的旋转动力，同时为保证螺丝刀与螺丝之间稳定的动力传递，还需要为其提供相应的轴向进给压力，而现有的自锁螺丝机对于螺丝的轴向进给压力都是固定的，致使其在锁紧不同规格的螺丝时，要么轴向进给压力过小而极易发生打滑的现象，致使螺丝的锁紧力矩较小而达不到使用的需求；要么轴向进给压力过大而造成丝牙的过度挤压损伤，进而影响其对于产品的连接强度，致使其对于产品的装配质量较差且使用寿命较短。
故，亟需一种自适应的自锁螺丝机，可以在锁紧螺丝时为其提供稳定有效地轴向进给压力，以保证产品的装配质量。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，具备可以在锁紧螺丝时为其提供稳定有效地轴向进给压力、对于产品的装配质量较高、使用寿命较长、稳定性及可靠性较高的优点，解决了现有的自锁螺丝机对于螺丝的轴向进给压力都是固定的，致使其在锁紧不同规格的螺丝时，要么轴向进给压力过小而极易发生打滑的现象，致使螺丝的锁紧力矩较小而达不到使用的需求；要么轴向进给压力过大而造成丝牙的过度挤压损伤，进而影响其对于产品的连接强度，致使其对于产品的装配质量较差且使用寿命较短的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，包括固定套筒，所述固定套筒外表面的一侧固定安装有电磁线圈，所述固定套筒的一端活动套接有延伸至其内腔中部的传动主轴，且传动主轴的一端与活动套接在固定套筒内部的密封活塞Ⅰ的一侧固定连接，所述传动主轴外表面的一侧且位于固定套筒的外部设有传动滑槽，所述密封活塞Ⅰ的另一侧固定安装有传动套筒，所述传动套筒的外表面活动套接有压力弹簧与活动套接在固定套筒内腔另一侧的密封活塞Ⅱ之间传动连接，且密封活塞Ⅱ的一侧固定安装有传动卡块与传动套筒的内部之间传动连接，所述密封活塞Ⅱ的另一侧固定安装有延伸至固定套筒外部的螺丝刀具，所述固定套筒的内部设有连通至固定套筒左右两个腔室的连通管槽。
优选的，所述密封活塞Ⅰ与固定套筒所形成的腔室的容积小于压力弹簧在压缩到最小长度时密封活塞Ⅱ与固定套筒所形成的腔室容积，且两个腔室之间通过连通管槽相互连通。
优选的，所述固定套筒与密封活塞Ⅰ所形成的腔室以及压力弹簧在最大长度时密封活塞Ⅱ与固定套筒所形成的腔室中均填充有满体积的磁流变液，且电磁线圈固定安装在靠近密封活塞Ⅰ的一侧。
优选的，所述传动卡块的横截面设为环形的波浪状结构，使其与传动套筒之间的传动连接只能沿着轴向相对滑动。
优选的，所述传动套筒与传动卡块之间在压力弹簧压缩到最小位置时的重合长度大于所需锁紧螺丝的长度。
(三)有益效果
本发明具备以下有益效果：
该基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，通过对固定套筒上所形成的左右两个腔室及其所填充的磁流变液的设置，利用其上的磁流变液在磁场的作用下处于类固体状的状态，以保持该自锁螺丝机上的压力弹簧的压缩状态，进而在锁紧螺丝时利用压力弹簧的弹力为其提供稳定有效地轴向进给压力，避免了现有的自锁螺丝机对于螺丝刀具所提供的轴线进给压力恒定，在锁紧不同规格的螺丝时对其所产生轴向进给压力过大或过小的问题，使其在装配的过程中对于产品的连接强度较好且不易造成丝牙的挤压损坏现象，进而有效地保持了该自锁螺丝机对于产品的装配质量，稳定性及可靠性较高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构的正视图；
图3为本发明结构图2的A处放大示意图。
图中：1、固定套筒；2、电磁线圈；3、传动主轴；4、密封活塞Ⅰ；5、传动滑槽；6、传动套筒；7、压力弹簧；8、密封活塞Ⅱ；9、传动卡块；10、螺丝刀具；11、连通管槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，包括固定套筒1，固定套筒1外表面的一侧固定安装有电磁线圈2，固定套筒1的一端活动套接有延伸至其内腔中部的传动主轴3，且传动主轴3的一端与活动套接在固定套筒1内部的密封活塞Ⅰ4的一侧固定连接，传动主轴3外表面的一侧且位于固定套筒1的外部设有传动滑槽5，密封活塞Ⅰ4的另一侧固定安装有传动套筒6，传动套筒6的外表面活动套接有压力弹簧7与活动套接在固定套筒1内腔另一侧的密封活塞Ⅱ8之间传动连接，且密封活塞Ⅱ8的一侧固定安装有传动卡块9与传动套筒6的内部之间传动连接，密封活塞Ⅱ8的另一侧固定安装有延伸至固定套筒1外部的螺丝刀具10，固定套筒1的内部设有连通至固定套筒1左右两个腔室的连通管槽11。
其中，对于传动主轴3上传动滑槽5的设置，使得该自锁螺丝机在外界的动力输出设备下，既能带动传动主轴3发生旋转动作以为螺丝刀具10锁紧螺丝提供有效的旋转动力，同时，又能带动传动主轴3进行轴向动作以确保该自锁螺丝机的正常运行。
本技术方案中，密封活塞Ⅰ4与固定套筒1所形成的腔室的容积小于压力弹簧7在压缩到最小长度时密封活塞Ⅱ8与固定套筒1所形成的腔室容积，且两个腔室之间通过连通管槽11相互连通。
其中，对于固定套筒1左右两个腔室容积的限定，以确保该自锁螺丝机在锁紧螺丝时，在压力弹簧7的弹力作用下密封活塞Ⅱ8可以稳定有效地带动螺丝刀具10向相应的一侧移动，而不会发生自锁死的现象致使其无法为螺丝提供稳定有效地轴向进给压力。
本技术方案中，固定套筒1与密封活塞Ⅰ4所形成的腔室以及压力弹簧7在最大长度时密封活塞Ⅱ8与固定套筒1所形成的腔室中均填充有满体积的磁流变液，且电磁线圈2固定安装在靠近密封活塞Ⅰ4的一侧。
其中，连通管槽11在该自锁螺丝机锁紧螺丝时处于断电的状态，而当该自锁螺丝机上的传动主轴3恢复最左侧的状态是时处于通电的状态，利用其上的磁流变液在磁场的作用下处于类固体状的状态，以保持该自锁螺丝机上的压力弹簧7的压缩状态，进而在锁紧螺丝时利用压力弹簧7的弹力为其提供稳定有效地轴向进给压力，以避免现有的自锁螺丝机对于螺丝刀具10所产生的轴线进给压力过大或过小的现象。
本技术方案中，传动卡块9的横截面设为环形的波浪状结构，使其与传动套筒6之间的传动连接只能沿着轴向相对滑动。
本技术方案中，传动套筒6与传动卡块9之间在压力弹簧7压缩到最小位置时的重合长度大于所需锁紧螺丝的长度。
其中，对于传动套筒6与传动卡块9之间重合长度的限定，以确保该自锁螺丝机在锁紧螺丝的过程中不会发生相互脱离，而无法传动动力的现象。
本实施例的使用方法和工作原理：
准备阶段：通过外界的动力输出设备来带动传动主轴3向左侧移动，直至密封活塞Ⅰ4与固定套筒1内腔的一侧之间发生接触，并利用连通管槽11而将其内腔中所填充的磁流变液全部挤压输送到密封活塞Ⅱ8与固定套筒1所形成的腔室中，并带动密封活塞Ⅱ8向一侧移动以压缩压力弹簧7，同时，接通电磁线圈2上的电源并产生相应的磁场，使得存留在连通管槽11内腔中的磁流变液转化成类固体状结构，以利用密封活塞Ⅱ8与固定套筒1内腔中填充的磁流变液锁定密封活塞Ⅱ8，而后，将外界的动力输出设备向右侧移动至初始位置上，同时，在密封活塞Ⅱ8与固定套筒1内腔中所填充的磁流变液的作用下，使得传动主轴3相对位置保持不变；
锁紧阶段：切断电磁线圈2上的电源以解除对于固定套筒1一侧所施加的磁场，同时利用外界的动力输出设备来带动传动主轴3发生旋转动作，并在密封活塞Ⅰ4及其上压力弹簧7、传动卡块9、密封活塞Ⅱ8的传动作用下而带动螺丝刀具10同步发生旋转动作，并且，在压力弹簧7的弹力作用下而带动螺丝刀具10向右侧移动，进而为锁紧的螺丝提供稳定有效的轴向进给压力，同时，将密封活塞Ⅱ8与固定套筒1所形成的腔室中的磁流变液经由连通管槽11而挤压输送到密封活塞Ⅰ4与固定套筒1所形成的腔室中，进而带动密封活塞Ⅰ4及其上的传动主轴3向右侧移动以恢复到初始的位置上；
当完成对该螺丝的锁紧动作时，重复上述步骤以对下一个螺丝进行锁紧动作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，包括固定套筒（1），其特征在于：所述固定套筒（1）外表面的一侧固定安装有电磁线圈（2），所述固定套筒（1）的一端活动套接有延伸至其内腔中部的传动主轴（3），且传动主轴（3）的一端与活动套接在固定套筒（1）内部的密封活塞Ⅰ（4）的一侧固定连接，所述传动主轴（3）外表面的一侧且位于固定套筒（1）的外部设有传动滑槽（5），所述密封活塞Ⅰ（4）的另一侧固定安装有传动套筒（6），所述传动套筒（6）的外表面活动套接有压力弹簧（7）与活动套接在固定套筒（1）内腔另一侧的密封活塞Ⅱ（8）之间传动连接，且密封活塞Ⅱ（8）的一侧固定安装有传动卡块（9）与传动套筒（6）的内部之间传动连接，所述密封活塞Ⅱ（8）的另一侧固定安装有延伸至固定套筒（1）外部的螺丝刀具（10），所述固定套筒（1）的内部设有连通至固定套筒（1）左右两个腔室的连通管槽（11）；
所述密封活塞Ⅰ（4）与固定套筒（1）所形成的腔室的容积小于压力弹簧（7）在压缩到最小长度时密封活塞Ⅱ（8）与固定套筒（1）所形成的腔室容积，且两个腔室之间通过连通管槽（11）相互连通，所述固定套筒（1）与密封活塞Ⅰ（4）所形成的腔室以及压力弹簧（7）在最大长度时密封活塞Ⅱ（8）与固定套筒（1）所形成的腔室中均填充有满体积的磁流变液，且电磁线圈（2）固定安装在靠近密封活塞Ⅰ（4）的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，其特征在于：所述传动卡块（9）的横截面设为环形的波浪状结构，使其与传动套筒（6）之间的传动连接只能沿着轴向相对滑动。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变液的自适应自锁螺丝机，其特征在于：所述传动套筒（6）与传动卡块（9）之间在压力弹簧（7）压缩到最小位置时的重合长度大于所需锁紧螺丝的长度。
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