CN113927339A - 一种阀体定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀体定位装置，包括位于壳体顶部的导向槽，导向槽在圆周方向均布至少三组指向导向槽圆心的夹持槽，夹持槽用于引导卡爪的运动；导向槽底部依次连接位于壳体内部的动力输入机构和动力输出机构，动力输出机构顶部连接圆周滑台，圆周滑台顶面设有至少一组连接块，壳体内部设有至少一组卡爪，卡爪底部具有斜面，每一组连接块顶部均与对应的卡爪底部斜面接触；动力输出机构推动圆周滑台带动连接块沿垂直方向上升，每一组连接块推动对应的卡爪底部斜面，使每一组卡爪经夹持槽沿水平方向朝向导向槽的圆心运动实现夹持定位。使卡爪在夹持槽活动范围内实现对阀体夹紧目标的无级变换，满足工件微小尺寸的变化且整体无需额外动力源。

Description

一种阀体定位装置

技术领域

本发明涉及阀门制造领域，具体为一种阀体定位装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

阀门用于开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件，阀体是阀门中的重要组成结构，目前利用铸造成型来完成大型阀体的生产，铸造成型后的阀体毛胚经多次粗、精加工处理后可达到装配与使用标准。

阀体的处理过程需要经过定位，确保铸造成型的尺寸和精度满足装配与使用标准，由于大型铸造阀体体积与重量较大，传统的定位装置难以实现对其的快速、精准定位，特别是针对大型阀体法兰端的定位，现有技术将阀体运输至呈圆周阶梯状的定位器上，利用定位器具有的圆周阶梯结构实现对阀体法兰端外径的定位过程，由于定位器上圆周尺寸为分级变化，使得对阀体法兰外径的定位精度较差，难以针对阀体法兰具有的微小尺寸变化进行位置调整，无法满足高性能、高精度加工要求下对于高定位精度的需求。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种阀体定位装置，利用阶梯状的导向槽容纳工件并承担工件重量，导向槽底部的多个单轴气缸受压，而三轴气缸则利用被压缩后的气体，沿垂直方向推动圆周滑台，圆周滑台顶部边缘的连接块推动卡爪底部的斜面，使得卡爪朝向阶梯状导向槽的圆心方向运动，多个卡爪同时运动实现对放入导向槽内阀体法兰的夹持定位。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种阀体定位装置，包括位于壳体顶部的导向槽，导向槽在圆周方向均布至少三组指向导向槽圆心的夹持槽，夹持槽用于引导卡爪的运动；导向槽底部依次连接位于壳体内部的动力输入机构和动力输出机构，动力输出机构顶部连接圆周滑台，圆周滑台顶面设有至少一组连接块，壳体内部设有至少一组卡爪，卡爪底部具有斜面，每一组连接块顶部均与对应的卡爪底部斜面接触；动力输出机构推动圆周滑台带动连接块沿垂直方向上升，每一组连接块推动对应的卡爪底部斜面，使每一组卡爪经夹持槽沿水平方向朝向导向槽的圆心运动实现阀体的夹持定位。

导向槽具有至少一组圆形凹槽，截面呈阶梯状，导向槽中心设有有导向孔，导向孔连接垂直布置的导向销。

导向槽底部设有至少一组支撑弹簧，支撑弹簧底部与基座相连。

动力输入机构包括位于导向槽底部的至少一组单轴气缸，单轴气缸的活动端与导向槽底部连接，固定端连接在基座上。

动力输出机构包括位于导向槽底部的至少一组三轴气缸，三轴气缸的固定端与基座连接，活动端与圆周滑台连接。

单轴气缸的腔体通过三通管路与三轴气缸的腔体连接，三通管路第三出口通过气阀与大气连接。

圆周滑台底面与三轴气缸的活动端连接，连接块位于圆周滑台的边缘且靠近壳体内侧壁。

卡爪包括连接在一起的夹持部和支撑部，支撑部底端与基座活动连接，支撑部顶端与夹持部连接，夹持部位于导向槽开设的夹持槽内，夹持部的下底面具有斜面，该斜面与连接块接触。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、通过气缸形成的动力输入和输出机构的运动，在导向槽导向的基础上实现对工件位置的调整与夹紧，解决传统阀体加工定位器缺乏对工件位置进行主动调节能力的问题，满足阀体加工过程中对于高精度定位的需求，提高加工精度，减少工件生产过程中的瑕疵。

2、装置夹紧过程中的动力来源于阀体的重力做功，无需外加动力源，使得装置使用过程更高效、便捷且在面向中大型阀体加工过程中故障率较低。

3、相较于传统定位器只使用于固定尺寸的阀体定位，在卡爪适用范围内可实现对工件夹紧目标的无级变换，满足柔性流水线加工需求，覆盖工件一定范围内的制造误差。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明一个或多个实施例提供的整体结构示意图；

图2是本发明一个或多个实施例提供的俯视视角外形结构示意图；

图3是本发明一个或多个实施例提供的侧视视角外形结构示意图；

图4是本发明一个或多个实施例提供的侧视视角内部结构示意图；

图5是本发明一个或多个实施例提供的俯视视角内部结构示意图；

图中：1、导向槽，2、导向销，3、壳体，4、基座，5、圆周滑台，6、连接块，7、三轴气缸，8、卡爪，81、夹持槽，9、单轴气缸，10、支撑弹簧。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

阀门会通过至少一对法兰结构完成组装，而阀体上的法兰结构由铸造成型获得，针对大型铸造阀体而言，铸造成型受限于工艺限制难以一次性获得满足装配需求的法兰尺寸，因此铸造成型后需要对阀体的装配部分，即法兰端定位，定位后再进行后续的精加工从而制造出满足装配需求的阀体。

因此，以下实施例给出一种阀体定位装置，利用阶梯状的导向槽容纳阀体法兰端并承担阀体重量，导向槽底部的多个单轴气缸受压，三轴气缸利用被压缩后的气体，沿垂直方向推动圆周滑台，圆周滑台顶部边缘的连接块推动卡爪底部的斜面，使得卡爪朝向阶梯状导向槽的圆心方向运动，多个卡爪同时运动实现对放入导向槽内阀体法兰的夹持定位，一方面卡爪在夹持槽活动范围内实现对工件(阀体)夹紧目标的无级变换，满足工件夹持端(法兰)微小尺寸的变化，另一方面定位装置整体无需额外动力源，利用工件自重即可实现夹持定位结构简单故障率低。

对于不同型号规格的阀门而言，阀体的大小差异性非常大，小型阀体重量较小，利用重力势能获得的夹紧效果不理想。其次，大型阀体准许误差的绝对值远大于小型阀体，采取本实施例的定位装置针对大型阀体的定位精度具有较好的保障。

需要注意，本实施例通过多个卡爪的对心运动，实现对阀体的定位，即多个卡爪经夹持槽沿水平方向朝向导向槽的圆心运动，当阀体法兰端被卡爪夹紧时，导向槽的圆心与阀体法兰端的中心重合进而获得阀体法兰端的中心位置实现夹持定位。

实施例一：

如图1-5所示，本实施例的目的是提供一种阀体定位装置，包括位于壳体3顶部的导向槽1，导向槽1在圆周方向均布至少三组夹持槽81，夹持槽81用于引导卡爪8的运动；导向槽1底部依次连接位于壳体3内部的动力输入机构和动力输出机构，动力输出机构顶部连接圆周滑台5，圆周滑台5上表面设有至少一组连接块6，壳体3内部设有至少一组卡爪8，卡爪8底部具有斜面，每一组连接块6顶部均与对应的卡爪8底部斜面接触；动力输出机构推动圆周滑台5带动连接块6沿垂直方向上升，每一组连接块6推动对应的卡爪8底部斜面，使每一组卡爪8沿水平方向朝向导向槽1的圆心运动实现阀体的夹持定位。

导向槽1具有至少一组圆形凹槽，截面呈阶梯状，阶梯状导向槽1中心装配有导向销2，依此来确定导向槽1与壳体3的相对位置，本实施例中，阶梯状的导向槽1利用圆周直径变化的多个凹槽容纳不同尺寸的阀体法兰(工件)，当工件放入导向槽1内时，受到工件自重的影响导向槽1沿垂直方向下降，工件离开导向槽1，导向槽1沿垂直方向上升复位，导向销2用于引导导向槽1在垂直方向的往复运动；

阶梯状导向槽1在工作过程中通过阶梯状的结构对工件位置起导向作用，且作为工件的载体与动力输入机构相连，在工件重量做功实现工件夹紧过程中起纽带作用。

导向槽1底部设有至少一组支撑弹簧10，支撑弹簧10底部与基座4相连，本实施例中，导向槽1底部连接三根在圆周方向上呈120°分布的支撑弹簧10，用于导向槽1的复位。

动力输入机构包括位于导向槽1底部的至少一组单轴气缸9，单轴气缸9的活动端与导向槽1底部连接，固定端连接在基座4上。工作过程中，单轴气缸9的活塞杆随着阶梯状导向槽1的往复运动而动作，进而使得单轴气缸9的无杆腔体积与气体压强发生变化。无杆腔气口通过经由三通管路与三轴气缸7无杆腔气口相连，三通管路第三出口通过气阀与大气相连。在本装置中，动力输入机构通过工件重力的做功，使得单轴气缸9的无杆腔气体压强发生了变化，将工件的重力势能转移给动力输出机构，并利用卡爪8与连接块6的配合是卡爪沿水平方向运动实现夹持定位，进而实现了重力势能的有效利用；本实施例中，导向槽1底部连接三组在圆周方向上呈120°角分布的单轴气缸9。

动力输出机构包括位于导向槽1底部的至少一组三轴气缸7，三轴气缸7的固定端与基座4连接，活动端与圆周滑台5连接。

本实施例中，动力输出机构由三个圆周方向呈120°阵列的三轴气缸7组成，三轴气缸7后端盖与基座4连接，前端盖通过螺栓连接圆周滑台5，如前所述，当三轴气缸7的无杆腔气体压强发生变化时，三轴气缸7的活塞杆动作进而带动圆周滑台5运动，实现动力的输出过程。

圆周滑台5底面均与三轴气缸7的活动端连接，圆周滑台5顶面设有连接块6，连接块6位于圆周滑台5的边缘靠近壳体3内侧壁；

本实施例中，圆周滑台5底面与三轴气缸7活塞前端盖相连，其上安装有金属连接块6，圆周滑台5受三轴气缸7推动而向上运动时，金属的连接块6与卡爪8的下底面(斜面)发生滑动摩擦，卡爪8受到基座4、壳体3和阶梯状的导向槽1开槽部分的导向作用，开始沿着夹持槽81向导向槽1的圆周中心移动，进而实现对工件的推动与夹紧。

卡爪8包括连接在一起的夹持部和支撑部，支撑部底端与基座4活动连接，支撑部顶端与夹持部连接，夹持部位于导向槽1开设的夹持槽81内，夹持部的下底面具有斜面，该斜面与连接块6接触；

本实施例中，由三根在圆周方向上呈120°分布的卡爪8形成夹紧机构，卡爪8运动时受到导向槽1内夹持槽81的导向作用，如前所述，在装置工作过程中，卡爪8受到连接块6的推动作用而实现运动与夹紧。

上述装置的工作过程如下：

工件(阀体)装入导向槽1内，导向槽1受到工件重力的影响沿垂直方向下降，导向槽1底部的单轴气缸9被压缩，单轴气缸9无杆腔体积减小压强增大，单轴气缸9的腔体与三轴气缸7的的腔体连通，则三轴气缸7的腔体体积增大，重力势能由导向槽1经动力输入机构(单轴气缸9)传递给了动力输出机构(三轴气缸7)，三轴气缸7的活动端受到自身腔体内气体的影响上升使得圆周滑台5沿垂直方向上升，则圆周滑台5顶面的多个连接块6(本实施例中为三个)同时推动对应位置的卡爪8夹持部的底面，由于卡爪8夹持部的底面是斜面，使得每一组卡爪8受到夹持槽81的导向作用，沿水平方向朝向导向槽1的圆心方向运动，则多组卡爪8围成的圆周直径缩小，实现工件的夹持定位。

传统的三爪夹具运动过程多以齿轮传动来保证各卡爪运动行程的一致性，在本实施例中，传统的齿轮传动无法与动力输入、输出机构有效集成。因此采用多个三轴气缸7的活动端连接在圆周滑台5下底面的方式，借此保证在装置工作过程中多个三轴气缸7之间和三根卡爪8之间的运动行程一致性，避免出现因工件与装置产生摩擦力而导致的卡爪8行程不一，进而造成定位不精准的情况，符合实际使用场景的要求，有效的利用工件的重力势能实现夹紧过程。

在工件加工结束后，打开三轴气缸7气阀，气缸无杆腔压强与大气保持一致，此时卡爪8夹紧力消失，移走工件后，支撑弹簧10内储存的势能释放推动装置复位。

本实施例在不外加额外能源输入装置的情况下，基于传统定位器简单、便捷的优势，有效利用中大型阀体的重力势能，实现了对中大型阀体的夹持定位过程。装置在满足阀体加工过程中对于高精度定位的需求的同时也实现了对工件夹紧目标的无级变换，满足柔性流水线加工需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀体定位装置，其特征在于：包括位于壳体顶部的导向槽，导向槽在圆周方向均布至少三组指向导向槽圆心的夹持槽，导向槽底部依次连接位于壳体内部的动力输入机构和动力输出机构，动力输出机构顶部连接圆周滑台，圆周滑台顶面设有至少一组连接块，壳体内部设有至少一组卡爪，卡爪底部具有斜面，每一组连接块顶部均与对应的卡爪底部斜面接触；动力输出机构推动圆周滑台带动连接块沿垂直方向上升，每一组连接块推动对应的卡爪底部斜面，使每一组卡爪经夹持槽沿水平方向朝向导向槽的圆心运动实现阀体的夹持定位。

2.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述导向槽具有至少一组圆形凹槽，截面呈阶梯状。

3.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述导向槽中心设有有导向孔，导向孔连接垂直布置的导向销。

4.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述导向槽底部设有至少一组支撑弹簧，支撑弹簧底部与基座相连。

5.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述动力输入机构包括位于导向槽底部的至少一组单轴气缸，单轴气缸的活动端与导向槽底部连接，固定端连接在基座上。

6.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述动力输出机构包括位于导向槽底部的至少一组三轴气缸，三轴气缸的固定端与基座连接，活动端与圆周滑台连接。

7.如权利要求6所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述单轴气缸的腔体通过三通管路与三轴气缸的腔体连接，三通管路第三出口通过气阀与大气连接。

8.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述圆周滑台底面与三轴气缸的活动端连接。

9.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述连接块位于圆周滑台的边缘且靠近壳体内侧壁。

10.如权利要求1所述的一种阀体定位装置，其特征在于：所述卡爪包括连接在一起的夹持部和支撑部，支撑部底端与基座活动连接，支撑部顶端与夹持部连接，夹持部位于导向槽开设的夹持槽内，夹持部的下底面具有斜面，该斜面与连接块接触。

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