CN114226249A - 一种螺栓分类设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域。一种螺栓分类设备，包括一机架，机架的底部安装有滚轮，机架上安装有前侧板、后侧板以及右侧板，前侧板、左侧板以及后侧板相连围成一U形框架；右侧板上固定有第一导料板，U形框架内还安装有从右至左倾斜排布的分选机构，分选机构包括立板、料斗板、直线导轨、提升板以及快换板；立板从右至左倾斜向下，立板上安装有直线导轨，直线导轨与提升板滑动连接，提升板与快换板可拆卸连接；机架上还安装有提升气缸，提升气缸的活塞杆与各个分选机构的提升板传动连接；相邻的分选机构的竖板与料斗板之间存有提升板升降的间隙。本专利通过气缸带动各个分选机构的提升板运动，进而可以将各个分选机构的料斗板上的螺栓进行分选。

Description

一种螺栓分类设备

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体是螺栓分类设备。

背景技术

随着社会的不断高速发展，飞机作为一种交通工具越来越普遍，飞机发动机的检修也越来越普遍，在航空发动机检修时需要将所有螺栓全部拆卸下来检查螺栓外观及相关参数，拆卸时所有螺栓都是放置到一个料盒中，检修完成以后需要将螺栓按照要求装到对应的位置，此时用人工分拣螺栓耗费大量人工，效率不高，因此需要发明一种针对航空螺栓进行自动化分类的螺栓分类设备，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种螺栓分类设备，以解决以上至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种螺栓分类设备，包括一机架，所述机架的底部安装有滚轮，其特征在于，所述机架上安装有前侧板、后侧板以及右侧板，所述前侧板、左侧板以及后侧板相连围成一U形框架；

所述右侧板上固定有从右至左倾斜向下的第一导料板，所述第一导料板的两端与所述前侧板以及所述后侧板固定连接；

所述U形框架内还安装有从右至左倾斜排布的分选机构，所述分选机构包括立板、料斗板、直线导轨、提升板以及快换板；

所述立板从右至左倾斜向下，所述料斗板从右至左倾斜向下，所述立板的底部与水平面的夹角大于所述料斗板的底部与水平面的夹角；

所述立板的左侧面固定有所述料斗板；

所述立板上安装有所述直线导轨，所述直线导轨与所述提升板滑动连接，所述提升板与所述快换板可拆卸连接；

所述机架上还安装有用于驱动各个分选机构的提升板升降的提升气缸，所述提升气缸的活塞杆与各个分选机构的提升板传动连接；

位于最右侧分选机构的立板、第一料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，最右侧的分选机构的立板与第一料斗板之间存有位于最右侧分选机构的提升板升降的间隙；

位于最左端的分选机构的立板的左侧连接的料斗板为一收集斗，位于最左端的分选机构的立板与相邻的料斗板之间存有位于最左端的分选机构的提升板升降的间隙；

相邻分选机构的立板、相邻分选机构之间的料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，相邻的分选机构的立板与料斗板之间存有提升板升降的间隙；

所述提升板的上端面为分选面，所述分选面包括左右设置的第一斜面以及第二斜面，所述第一斜面从左至右倾斜向上，所述第二斜面从左至右倾斜向下；

所述立板的顶面为从右至左倾斜向下的引导面；

所有分选机构中位于左侧的提升板的第一斜面左右方向上的长度小于位于右侧的提升板的第一斜面的左右方向上的长度。

本专利通过气缸带动各个分选机构的提升板运动，进而可以将各个分选机构的料斗板上的螺栓进行分选，当螺栓的尺寸可以被快换板顶起时，将快换板高于立柱，即可将螺栓引导入下一个料斗板上，依次途径不同的分选机构进行分选。

立板相对于水平面有一个倾斜角，该倾斜角的作用是为了在提升气缸将螺栓向上提升的时候防止2层及以上的螺栓堆叠导致错误的分选。

料斗板相对于水平面也有一个倾斜角，该倾斜角主要是为了让从上一个料斗中分选过来的物料自己滑到最低点方便分选。

进一步优选的，所述快换板与所述提升板滑动连接。便于实现快换板的更换。实现不同尺寸的螺栓的分选。

进一步优选的，所述快换板上设有用于标识可分选的螺栓尺寸的标识体。

进一步优选的，所述料斗板底部与水平面的夹角不小于10度。

钢与钢之间滑动摩擦系数取0.15：

计算过程如下：

料斗板的底部与水平面的夹角为a，螺栓的重力G，螺栓对料斗板的正压力为N，螺栓下压运动的牵引力为F1，摩擦力为Ff，滑动摩擦系数f,如果要物体能够从斜面上自由向下滑动应满足条件F1>Ff,

已知条件有F1＝G*sinx，N＝G*cosx,Ff＝N*f,

所以有G*sinx>f*G*cosx计算得到sinx/cosx>f,得到tanx>f＝0.15,即x>8.6°。

计算得到倾斜角要大于8.6°。

进一步优选的，所述前侧板或者所述后侧板的外壁上安装有一推料机构；

所述推料机构包括推料气缸、导轨以及与所述分选机构个数相匹配的推料单元，所述推料单元包括滑动板、导向气缸以及推料板，所述导向气缸的缸体安装在所述滑动板上，所述导向气缸的活塞杆与所述推料板相连；

所述推料气缸的活塞杆与所述推料单元的滑动板传动连接，所述推料单元的滑动板与所述导轨滑动连接；

所述导轨的引导轨道为从右至左倾斜向下，且所述导轨平行于所述料斗板的倾斜方向。

便于推料机构将料斗板上的螺栓推动至分选处。

进一步优选的，所述推料板呈L形，所述推料板包括与导向气缸的活塞杆相邻的横板以及竖板，所述竖板与横板的左端相连。

进一步优选的，所述前侧板或者所述后侧板的左右两端均安装有用于限制推料单元左右滑动时的极限位置的限位机构。

进一步优选的，所述限位机构包括安装底座、液压缓冲器以及螺栓，所述螺栓与所述液压缓冲器并排设置，所述螺栓与所述安装底座螺纹连接，且所述螺栓与锁紧螺母螺纹连接，所述锁紧螺母与所述安装底座相抵。

便于通过螺栓实现机械限位。

所述分选机构设有四个，所述收集斗、分选机构、U形框架以及第一导料板围成五个从左至右排布的料斗，五个料斗分别为从右至左依次排布的第一料斗、第二料斗、第三料斗、第四料斗以及第五料斗；

所述螺栓分类设备的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，导向气缸、提升气缸以及推料气缸均处于初始位置，呈缩回状态；

将待分选的物料投入到右侧最高位置的第一料斗上；

步骤二，启动按钮开启分选程序；

步骤三，导向气缸伸出到位后，推料气缸伸出到位，推料气缸缩回到位，导向气缸缩回到位；

步骤四，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗上的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗；

重复步骤三的操作；

步骤五，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被提升机构提升至第三料斗，

重复步骤三的操作；

步骤六，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被提升机构提升至第四料斗，

重复步骤三的操作；

步骤七，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第四料斗，位于第四料斗的部分螺栓被提升机构提升至第五料斗，重复步骤三的操作。

通过重复步骤七，将不同料斗内的螺栓进行分选完成。

附图说明

图1为本发明具体实施例1的一种内部剖视结构示意图；

图2为本发明具体实施例1的一种结构示意图；

图3为本发明具体实施例1的另一视角下的一种结构示意图；

图4为本发明具体实施例1的局部结构示意图；

图5为本发明具体实施例1的限位机构的一种结构示意图；

图6为本发明具体实施例1的分选机构的一种结构示意图；

图7为本发明具体实施例1位于最右侧分选机构的一种结构示意图；

图8为本发明具体实施例1位于最右侧分选机构的一种结构示意图；

图9为本发明具体实施例1推料机构的一种结构示意图；

图10为本发明具体实施例1推料单元的一种结构示意图；

图11为本发明具体实施例1分选机构的一种结构示意图；

图12为本发明具体实施例1料斗板底部与水平面的夹角的示意图；

图13为本发明具体实施例1提升板处的局部结构示意图。

其中：1为机架，3为第一导料板，4为分选机构，5为收集斗，6为推料机构，7为推料单元，21为连接角铁，41为立板、42为料斗板、43为提升板，44为快换板、45为直线导轨，46为连接座，47为护罩，48为U形连接板，49为提升气缸，61为液压缓冲器，62为螺栓，63为安装底座，71为推料气缸，72为导轨，73为滑动板，74为气缸安装座，75为导向气缸，76为推料板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图13，具体实施例1：一种螺栓分类设备，包括一机架1，机架1的底部安装有滚轮，机架1上安装有前侧板、后侧板以及右侧板，前侧板、左侧板以及后侧板相连围成一U形框架；右侧板上固定有从右至左倾斜向下的第一导料板3，第一导料板3的两端与前侧板以及后侧板固定连接；

U形框架内还安装有从右至左倾斜排布的分选机构4，分选机构4包括立板41、料斗板42、直线导轨45、提升板43以及快换板44；立板41从右至左倾斜向下，料斗板42从右至左倾斜向下，立板41的底部与水平面的夹角大于料斗板42的底部与水平面的夹角；立板41上安装有直线导轨45，直线导轨45与提升板43滑动连接，提升板43与快换板44可拆卸连接；机架1上还安装有用于驱动各个分选机构4的提升板43升降的提升气缸49，提升气缸49的活塞杆与各个分选机构4的提升板43传动连接；

位于最右侧分选机构的立板、第一料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，最右侧的分选机构的立板与第一料斗板之间存有位于最右侧分选机构的提升板升降的间隙；

位于最左端的分选机构的立板的左侧连接的料斗板为一收集斗，位于最左端的分选机构的立板与相邻的料斗板之间存有位于最左端的分选机构的提升板升降的间隙；

相邻分选机构的立板、相邻分选机构之间的料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，相邻的分选机构的竖板与料斗板之间存有提升板升降的间隙；

提升板43的上端面为分选面，分选面包括左右设置的第一斜面以及第二斜面，第一斜面从左至右倾斜向上，第二斜面从左至右倾斜向下；竖板的顶面为从右至左倾斜向下的引导面；所有分选机构4中位于左侧的提升板43的第一斜面左右方向上的长度小于位于后侧的提升板43的第一斜面的左右方向上的长度；位于最左端的分选机构4的立板41的左侧连接有收集斗5。

本专利通过气缸带动各个分选机构4的提升板43运动，进而可以将各个分选机构4的料斗板42上的螺栓进行分选，当螺栓的尺寸可以被快换板顶起时，将快换板高于立柱，即可将螺栓引导入下一个料斗板42上，依次途径不同的分选机构4进行分选。

相邻的分选机构4的立柱通过连接座46相连。直线导轨与U形连接板48滑动连接，U形连接板的两端穿过立柱与提升板可拆卸连接。U形连接板与连接座46可拆卸连接。

前侧板以及后侧板上可拆卸连接有连接角铁21。同一个立板通过至少两个连接角铁21与前侧板以及后侧板相连。

立板41相对于水平面有一个倾斜角，该倾斜角的作用是为了在提升气缸49将螺栓向上提升的时候防止2层及以上的螺栓堆叠导致错误的分选。

料斗板42相对于水平面也有一个倾斜角，该倾斜角主要是为了让从上一个料斗中分选过来的物料自己滑到最低点方便分选。

快换板与提升板43滑动连接。便于实现快换板的更换。实现不同尺寸的螺栓的分选。

快换板上设有用于标识可分选的螺栓尺寸的标识体。

料斗板42底部与水平面的夹角不小于10度。

钢与钢之间滑动摩擦系数取0.15：

计算过程如下：

参见图11，料斗板42的底部与水平面的夹角为x，螺栓的重力G，螺栓对料斗板42的正压力为N，螺栓下压运动的牵引力为F1，摩擦力为Ff，滑动摩擦系数f,如果要物体能够从斜面上自由向下滑动应满足条件F1>Ff,

已知条件有F1＝G*sinx，N＝G*cosx,Ff＝N*f,

所以有G*sinx>f*G*cosx计算得到sinx/cosx>f,得到tanx>f＝0.15,即x>8.6°。

计算得到倾斜角要大于8.6°。

第一倾斜面的长度小于1.25倍的当前可分选出的螺栓的头部的半径。且大于下一级可分选出的螺栓(也就是比当前可分选出的螺栓头部小)头部的半径1.25倍。

计算如下：

第一倾斜面与水平面的夹角等于料斗板42与水平面的夹角。

参见图12，已知：a＝b＝10°；d＝a+b，a为第一倾斜面与水平面的夹角，b为提升板的倾斜方向与螺栓头部重心方向的夹角；d为螺栓平行于提升板倾斜方向上的切线与第一倾斜面的夹角；

以螺栓平行于提升板倾斜方向上的切线与螺栓头部断面的交点为B，A为以螺栓平行于提升板倾斜方向上的切线与竖板之间的交点；

DC为第一倾斜面左右方向上的长度；

螺栓的半径为R，R＝AB＝OB,

BC＝OB*tanb，

AC＝AB+BC＝R+OB*tanb＝R+R*tanb，

DC＝AC/cosd＝(R+R*tanb)/cos(a+b)，公式(1)，

将a＝b＝10°代入公式(1)，得：

DC＝(R+R*tan10)/cos(10+10)＝R(1+tan10)/cos20＝1.25R。

故，第一倾斜面的长度小于1.25倍的当前可分选出的螺栓的头部的半径。且大于下一级可分选出的螺栓(也就是比当前可分选出的螺栓头部小)头部的半径1.25倍。

螺栓分选的次数的从大到小依次分选出。当前可分选出的螺栓为从提升板上提升掉落在当前料斗内。比当前可分选出的螺栓可以被提升板提升推入下一级料斗内。

比如M10需要留在当前料斗，M8需要推入下一个料斗，对于M10的螺栓头直径为16mm和M8的螺栓头直径为直径13mm，如果要把直径16以下的所有螺栓都推出去的话，那DC的尺寸就是用直径为16，DC就不能让M10的螺栓站在上面，所以DC就应该小于1.25*8＝10，大于1.25*6.5＝8.125。

前侧板或者后侧板的外壁上安装有一推料机构6；推料机构6包括推料气缸71、导轨72以及与分选机构4个数相匹配的推料单元7，推料单元7包括滑动板73、导向气缸75以及推料板76，导向气缸75的缸体安装在滑动板73上，导向气缸的活塞杆与推料板相连；推料气缸的活塞杆与推料单元7的滑动板传动连接，推料单元7的滑动板与导轨滑动连接；导轨的引导轨道为从右至左倾斜向下，且导轨平行于料斗板42的倾斜方向。便于推料机构6将料斗板42上的螺栓推动至分选处。滑动板73上安装有气缸安装座74，气缸安装座74上安装导向气缸75。推料板呈L形，推料板包括与导向气缸的活塞杆相邻的横板以及竖板，竖板与横板的左端相连。

位于最左侧的推料单元的滑动板以及位于最右侧推料单元的滑动板上安装有一限位块。

前侧板或者后侧板的左右两端均安装有用于限制推料单元7左右滑动时的极限位置的限位机构。参见图5，限位机构包括安装底座63、液压缓冲器61以及螺栓62，螺栓62与液压缓冲器61并排设置，螺栓与安装底座螺纹连接，且螺栓与锁紧螺母螺纹连接，锁紧螺母与安装底座相抵。限位块与限位机构相抵。

便于通过螺栓实现机械限位。

分选机构4设有四个，收集斗5、分选机构4、U形框架以及第一导料板3围成五个从左至右排布的料斗，五个料斗分别为从右至左依次排布的第一料斗、第二料斗、第三料斗、第四料斗以及第五料斗；

螺栓分类设备的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，导向气缸、提升气缸49以及推料气缸均处于初始位置，呈缩回状态；

将待分选的物料投入到右侧最高位置的第一料斗上；

步骤二，启动按钮开启分选程序；

步骤三，导向气缸伸出到位后，推料气缸伸出到位，推料气缸缩回到位，导向气缸缩回到位；

步骤四，提升气缸49伸出到位后缩回，位于第一料斗上的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗；

重复步骤三的操作；

步骤五，提升气缸49伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被提升机构提升至第三料斗，

重复步骤三的操作；

步骤六，提升气缸49伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被提升机构提升至第四料斗，

重复步骤三的操作；

步骤七，提升气缸49伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第四料斗，位于第四料斗的部分螺栓被提升机构提升至第五料斗，重复步骤三的操作。

通过重复步骤七，将不同料斗内的螺栓进行分选完成。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺栓分类设备，包括一机架，所述机架的底部安装有滚轮，其特征在于，所述机架上安装有前侧板、后侧板以及右侧板，所述前侧板、左侧板以及后侧板相连围成一U形框架，所述右侧板上固定有从右至左倾斜向下的第一导料板，所述第一导料板的两端与所述前侧板以及所述后侧板固定连接；

所述U形框架内还安装有从右至左倾斜排布的分选机构，所述分选机构包括立板、料斗板、直线导轨、提升板以及快换板；

所述立板从右至左倾斜向下，所述料斗板从右至左倾斜向下，所述立板的底部与水平面的夹角大于所述料斗板的底部与水平面的夹角，所述立板的左侧面固定有所述料斗板，所述立板上安装有所述直线导轨，所述直线导轨与所述提升板滑动连接，所述提升板与所述快换板可拆卸连接；

所述机架上还安装有用于驱动各个分选机构的提升板升降的提升气缸，所述提升气缸的活塞杆与各个分选机构的提升板传动连接；

位于最右侧分选机构的立板、第一料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，最右侧的分选机构的立板与第一料斗板之间存有位于最右侧分选机构的提升板升降的间隙；

位于最左端的分选机构的立板的左侧连接的料斗板为一收集斗，位于最左端的分选机构的立板与相邻的料斗板之间存有位于最左端的分选机构的提升板升降的间隙；

相邻分选机构的立板、相邻分选机构之间的料斗板、前侧板以及后侧板围成收集斗，相邻的分选机构的立板与料斗板之间存有提升板升降的间隙；

所述提升板的上端面为分选面，所述分选面包括左右设置的第一斜面以及第二斜面，所述第一斜面从左至右倾斜向上，所述第二斜面从左至右倾斜向下；

所述立板的顶面为从右至左倾斜向下的引导面；

所有分选机构中位于左侧的提升板的第一斜面左右方向上的长度小于位于右侧的提升板的第一斜面的左右方向上的长度。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述快换板与所述提升板滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述快换板上设有用于标识可分选的螺栓尺寸的标识体。

4.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述料斗板底部与水平面的夹角不小于10度。

5.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：钢与钢之间滑动摩擦系数取0.15；

料斗板的底部与水平面的夹角为x，螺栓的重力G，螺栓对料斗板的正压力为N，螺栓下压运动的牵引力为F1，摩擦力为Ff，滑动摩擦系数f,如果要物体能够从斜面上自由向下滑动应满足条件F1>Ff,

已知条件有F1＝G*sinx，N＝G*cosx,Ff＝N*f,

所以有G*sinx>f*G*cosx计算得到sinx/cosx>f,得到tanx>f＝0.15,即x>8.6°。

6.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述前侧板或者所述后侧板的外壁上安装有一推料机构；

所述推料机构包括推料气缸、导轨以及与所述分选机构个数相匹配的推料单元，所述推料单元包括滑动板、导向气缸以及推料板，所述导向气缸的缸体安装在所述滑动板上，所述导向气缸的活塞杆与所述推料板相连；

所述推料气缸的活塞杆与所述推料单元的滑动板传动连接，所述推料单元的滑动板与所述导轨滑动连接；

所述导轨的引导轨道为从右至左倾斜向下，且所述导轨平行于所述料斗板的倾斜方向。

7.根据权利要求6所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述推料板呈L形，所述推料板包括与导向气缸的活塞杆相邻的横板以及竖板，所述竖板与横板的左端相连。

8.根据权利要求1所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述前侧板或者所述后侧板的左右两端均安装有用于限制推料单元左右滑动时的极限位置的限位机构。

9.根据权利要求8所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述限位机构包括安装底座、液压缓冲器以及螺栓，所述螺栓与所述液压缓冲器并排设置，所述螺栓与所述安装底座螺纹连接，且所述螺栓与锁紧螺母螺纹连接，所述锁紧螺母与所述安装底座相抵。

10.根据权利要求6所述的一种螺栓分类设备，其特征在于：所述分选机构设有四个，所述收集斗、分选机构、U形框架以及第一导料板围成五个从左至右排布的料斗，五个料斗分别为从右至左依次排布的第一料斗、第二料斗、第三料斗、第四料斗以及第五料斗；

所述螺栓分类设备的分选方法，包括如下步骤：

步骤一，导向气缸、提升气缸以及推料气缸均处于初始位置，呈缩回状态；

将待分选的物料投入到右侧最高位置的第一料斗上；

步骤二，启动按钮开启分选程序；

步骤三，导向气缸伸出到位后，推料气缸伸出到位，推料气缸缩回到位，导向气缸缩回到位；

步骤四，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗上的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗；

重复步骤三的操作；

步骤五，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被提升机构提升至第三料斗，

重复步骤三的操作；

步骤六，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被提升机构提升至第四料斗，

重复步骤三的操作；

步骤七，提升气缸伸出到位后缩回，位于第一料斗的部分螺栓被位于最右方的提升机构提升至第二料斗，位于第二料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第三料斗，位于第三料斗的部分螺栓被位于提升机构提升至第四料斗，位于第四料斗的部分螺栓被提升机构提升至第五料斗，重复步骤三的操作。

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