CN114473084A - 一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备 - Google Patents
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Abstract
一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，属于大型油压机设备维护技术领域，该在线修复设备包括定位安装在下垫板中心的固定底座，固定底座通过旋转驱动机构Ⅰ转动连接有旋转支架，旋转支架通过升降驱动机构连接有攻丝修复装置，本发明的有益效果是，本发明实现了大型油压机主缸下表面螺纹孔的在线自动修复，修复过程安全可靠，可减小修复工作量，提高劳动效率，降低修复费用，节约成本，可满足螺纹孔修复的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及大型油压机设备维护技术领域，尤其涉及一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备。
背景技术
某厂车轮生产使用大型油压机压制对车轮进行预成型及成型，是车轮生产的关键设备。主缸下表面沿圆周方向通过多个螺栓与上垫板相连，主缸下表面的螺栓孔沿周向等角度布置，上垫板上安装有车轮压制所需的上模座及模子；下梁上表面同样安装有下垫板，下垫板上安装有车轮压制所需的下模座及模子。在车轮生产过程中，主缸、上垫板、上模座及模子下压到下梁上表面下垫板、下模座及模子上，车轮在上下模子之间完成压制。主缸、上垫板、上模座及模子与下垫板、下模座及模子同轴线。
在车轮生产过程中由于主缸带动上垫板、上模座及模子频繁下压及提升，当油压机工作一段时间后，上垫板的螺栓会出现松动，甚至导致主缸下表面螺栓孔损坏，导致上垫板无法固定，必须停产对主缸下表面螺栓孔进行修复处理。而此主缸重量约100吨，拆除及吊运极为困难，必须拆除很多与主缸连接的零部件及部分厂房才能吊运出去，安装调节工作量也很大，整个修复周期很长，需要消耗很大的人力及物力，且修复费用极高；若人工现场复扣，由于螺纹孔尺寸大，需要很大的力旋转丝锥，且丝锥受力旋转过程中很难保证不发生倾斜，若出现倾斜对螺纹孔丝扣造成二次损害，而且复扣过程中没有竖直向上的托力，所以人工修复很难完成。
目前常用的修复方式为：把主缸锁住，拆除主缸下表面的下垫板、下模座及模子和主缸下方的上垫板、上模座及模子，吊运一台加工机床到主缸下面，现场安装调试机床，调试结束后对主缸下表面螺栓孔进行修复，螺栓孔修复结束后拆除机床，并把机床吊出，并倒运出厂房，然后安装垫板、模座及模子。若连续工作此修复周期最快约为40小时，甚至修复时间更长，此种修复方式修复周期长，费用高，工作量大，严重影响现场生产效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，可实现大型油压机主缸下表面螺纹孔在线自动修复，修复过程安全可靠，可减小修复工作量，提高劳动效率，降低修复费用，节约成本，可满足螺纹孔修复的工艺要求。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，包括定位安装在下垫板中心的固定底座，所述固定底座通过旋转驱动机构Ⅰ转动连接有旋转支架，所述旋转支架通过升降驱动机构连接有攻丝修复装置。
所述下垫板的中心设置有中心挡圈，所述中心挡圈与所述固定底座卡接定位相连。
所述固定底座上沿周向设置有环形滑道，所述环形滑道与所述旋转支架转动相连。
所述旋转支架包括两个相对的弧形板，两个弧形板的底端与所述环形滑道滑动相连，两个弧形板之间的底部连接有水平板Ⅰ，所述水平板Ⅰ上安装有所述旋转驱动机构Ⅰ和升降驱动机构，两个弧形板之间的顶端之间连接有水平板Ⅱ，所述水平板Ⅱ上导向连接有攻丝修复装置。
所述固定底座的中心安装有固定轴，所述固定轴穿过所述旋转支架后与固定齿轮相连，所述固定齿轮与所述旋转驱动机构Ⅰ传动相连。
所述旋转支架底部固定有安装架Ⅰ，所述安装架Ⅰ上安装所述旋转驱动机构Ⅰ，所述旋转驱动机构Ⅰ包括驱动马达Ⅰ，所述驱动马达Ⅰ通过主动齿轮与所述固定齿轮相啮合。
所述旋转支架的底部安装有所述升降驱动机构，所述升降驱动机构的驱动端与所述攻丝修复装置相连。
所述攻丝修复装置包括上下导向连接在所述旋转支架顶部的导向支架，所述导向支架的底端与所述升降驱动机构相连，所述导向支架的顶部安装有丝锥组件，所述丝锥组件的底端穿过所述导向支架后与旋转驱动机构Ⅱ相连。
所述旋转支架顶部设置有多个导杆，所述导向支架的周向设置有与对应的导杆导向配合的导向孔；多个导向杆围成的安装空间的中心处设置有导套，所述导向支架的底端中心设置有与所述导套导向配合的导向轴，所述导向轴的底端与所述升降驱动机构相连。
所述旋转驱动机构Ⅱ包括固定在所述导向支架顶部的安装架Ⅱ，所述安装架Ⅱ内安装有驱动马达Ⅱ，所述驱动马达Ⅱ通过齿轮传动机构与所述丝锥组件的底端相连。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过将上垫板、上模座及模子、下模座及模子拆除后，将修复设备定位安装在下垫板上，可保证修复设备的中心与主缸同轴线，使修复设备上的攻丝修复装置在旋转驱动机构Ⅰ的带动下与主缸下端的螺纹孔相对，使修复设备的定位更快捷、方便，而且保证了修复的精度。
2、本发明通过在旋转支架上安装驱动马达Ⅰ，驱动马达Ⅰ带动主动齿轮转动，在主动齿轮与固定齿轮啮合相连的作用下，在固定齿轮固定的情况下，使整个旋转支架绕固定底座的环形滑道转动，根据主缸下表面螺纹孔的相对位置来设定驱动马达Ⅰ到达修复位置的转动角度，实现了自动调整对位；根据攻丝修复装置的丝锥组件原始状态下与主缸下表面之间的距离来设定升降驱动机构的定位行程，通过升降驱动机构带动丝锥组件上升到主缸的下表面，实现了螺纹孔修复前的定位；根据螺纹孔的深度来设定升降驱动机构的修复行程，通过升降驱动机构带动丝锥组件上升，同时旋转驱动机构Ⅱ带动丝锥组件转动，则可实现螺纹孔的自动修复，提高了修复的精度。
综上，本发明实现了大型油压机主缸下表面螺纹孔的在线自动修复，修复过程安全可靠，可减小修复工作量，提高劳动效率，降低修复费用，节约成本，可满足螺纹孔修复的工艺要求。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的在线修复设备的装配图；
图2为现有技术中下垫板的结构示意图；
图3为本发明的在线修复设备的结构示意图；
图4为图3的爆炸图；
上述图中的标记均为：1.下垫板，11.中心挡圈，2.固定底座，21.环形滑道，3.旋转驱动机构Ⅰ，31.驱动马达Ⅰ，32.主动齿轮，33.编码器Ⅰ，4.旋转支架，41.弧形板，42.水平板Ⅰ，43.水平板Ⅱ，44.导杆，45.导套，5.升降驱动机构，51.编码器Ⅱ，6.攻丝修复装置，61.导向支架，611.导向孔，612.导向轴，62.丝锥组件，621.安装筒，622.丝锥，63.旋转驱动机构Ⅱ，631.安装架Ⅱ，632.驱动马达Ⅱ，633.齿轮传动机构，634.编码器Ⅲ，7.固定轴，8.固定齿轮，9.安装架Ⅰ。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明具体的实施方案为：如图1～图4所示，一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，包括定位安装在下垫板1中心的固定底座2，固定底座2通过旋转驱动机构Ⅰ3转动连接有旋转支架4，旋转支架4通过升降驱动机构5连接有攻丝修复装置6，将上垫板、上模座及模子、下模座及模子拆除后，将固定底座2定位安装在下垫板1上，可保证固定底座2和旋转支架4的中心与主缸同轴线，使攻丝修复装置6在旋转驱动机构Ⅰ3的带动下与主缸下端的螺纹孔相对，使攻丝修复装置6的定位更快捷、方便，而且保证了修复的精度。
具体地，其中的下垫板1的中心设置有中心挡圈11，将下模座安装到下垫板1上由中心挡圈11固定，防止下模座在工作过程中发生偏移，使上下模座、模子同轴线，保证了车轮压制成品的质量，而且其中的固定底座2设置为环形座，固定底座2的内圈与中心挡圈11卡接定位相连，固定底座2的外周方向设置有多个安装孔，安装孔内安装有螺栓并通过螺栓与下垫板1固定相连，保证了固定底座2安装的牢固性，同时又保证了固定底座2和旋转支架4的中心与主缸同轴线，保证了螺纹孔修复的精度和质量。
具体地，其中的固定底座2上沿周向设置有环形滑道21，环形滑道21与旋转支架4转动相连，其中的旋转支架4包括两个相对的弧形板41，两个弧形板41的底端与环形滑道21滑动相连，两个弧形板41之间的底部连接有水平板Ⅰ42，水平板Ⅰ42上安装有旋转驱动机构Ⅰ3和升降驱动机构5，两个弧形板41之间的顶端之间连接有水平板Ⅱ43，水平板Ⅱ43上导向连接有攻丝修复装置6。
具体地，其中的固定底座2的内圈中心处连接有固定板，固定板上焊接固定有与之垂直的固定轴7，固定轴7穿过旋转支架4的水平板Ⅰ42后与固定齿轮8固定相连，固定齿轮8与旋转驱动机构Ⅰ3传动相连以实现旋转支架4的转动，来调节攻丝修复装置6的角度位置。
其中的旋转支架4底部固定有安装架Ⅰ9，安装架Ⅰ9上安装旋转驱动机构Ⅰ3，该旋转驱动机构Ⅰ3包括驱动马达Ⅰ31，驱动马达Ⅰ31通过主动齿轮32与固定齿轮8相啮合，驱动马达Ⅰ31上通过安装座安装有用于检测其转动角度的编码器Ⅰ33，其中的驱动马达Ⅰ31可设置成液压马达或伺服马达，当驱动马达Ⅰ31设置成液压马达时，驱动马达Ⅰ31与液压控制系统相连，编码器Ⅰ33通过PLC与液压控制系统中的比例阀或者伺服阀相连可对驱动马达Ⅰ31正反转、转动速度及转动角度进行高精度自动化控制，且液压回路中安装有液压锁，在驱动马达Ⅰ31停止转动时能够锁定转动，防止旋转支架4转动；当驱动马达Ⅰ31设置成伺服马达时，编码器Ⅰ33通过PLC与驱动马达Ⅰ31的驱动电机相连以控制驱动马达Ⅰ31正反转、转动速度及转动角度进行高精度自动化控制。即根据主缸下表面螺纹孔的相对位置来设定攻丝修复装置6到达修复位置的转动角度，设置转动速度，并输入PLC中，驱动马达Ⅰ31带动主动齿轮32转动，由于主动齿轮32与固定齿轮8啮合相连，且固定齿轮8固定不动，使整个旋转支架4绕固定底座2的环形滑道21转动，当编码器Ⅰ33检测转动角度到达设定的角度后，PLC控制液压控制系统或驱动电机来控制驱动马达Ⅰ31停止转动，实现了螺纹孔修复的自动调整对位。
具体地，其中的旋转支架4的底部安装有升降驱动机构5，升降驱动机构5的驱动端与攻丝修复装置6相连。该升降驱动机构5可设置成液压缸、气缸或电缸等可伸缩的驱动部件，优选地设置成液压缸，液压杆下端安装有编码器Ⅱ51，用于检测液压缸活塞杆的行程，液压缸与液压控制系统相连，该液压控制系统中的比例阀或者伺服阀对液压缸的升降、移动速度及定位进行高精度自动化控制，且液压回路中安装有液压锁，在液压缸活塞杆停止移动时能够锁定液压缸的活塞杆，防止液压缸的活塞杆攒动，编码器Ⅱ51通过PLC与液压控制系统相连可使攻丝修复装置6精确修复定位。
具体地，其中的攻丝修复装置6包括上下导向连接在旋转支架4顶部的导向支架61，导向支架61的底端与升降驱动机构5相连。具体结构为：旋转支架4顶部设置有多个导杆44，导向支架61的周向设置有与对应的导杆44导向配合的导向孔611；多个导向杆围成的安装空间中心的下方设置有导套45，导向支架61的底端中心设置有与导套45导向配合的导向轴612，导向轴612的底端与升降驱动机构5相连，升降驱动机构5动作，导向支架61在导杆44和导套45的导向作用下做稳定升降动作，避免了导向支架61在升降过程中发生抖动歪斜的问题，保证了修复过程的稳定性和修复的质量。
其中的导向支架61的顶部安装有丝锥组件62，丝锥组件62的底端穿过导向支架61后与旋转驱动机构Ⅱ63相连。具体结构为：其中的丝锥组件62包括转动连接在导向支架61顶部的安装筒621，该安装筒621设置为阶梯筒，导向支架61的顶端中心处设置有通孔，安装筒621的一端穿过导向支架61的通孔后与旋转驱动机构Ⅱ63相连，安装筒621的另一端内设置有六角孔，六角孔与丝锥622的一端卡接相连且与之过盈配合，能够保证丝锥622可跟随安装筒621同步动作，且丝锥622与旋转支架4的中心之间的水平距离等于多个螺栓孔所在的分度圆的半径，保证了螺纹孔修复定位的精度和修复的质量。
其中的旋转驱动机构Ⅱ63包括固定在导向支架61顶部的安装架Ⅱ631，安装架Ⅱ631内安装有驱动马达Ⅱ632，该驱动马达Ⅱ632通过齿轮传动机构633(减速机构)与丝锥组件62底端的安装筒621相连，该驱动马达Ⅱ632上安装有用于检测其转动角度的编码器Ⅲ634。其中的驱动马达Ⅱ632可设置成液压马达或伺服马达，当驱动马达Ⅱ632设置成液压马达时，驱动马达Ⅱ632与液压控制系统相连，编码器Ⅲ634通过PLC与液压控制系统中的比例阀或者伺服阀相连可对驱动马达Ⅱ632正反转、转动速度及转动角度进行高精度自动化控制，且液压回路中安装有液压锁，在驱动马达Ⅱ632停止转动时能够锁定转动，防止丝锥622转动，确保螺纹孔在非修复工作状态下设备的安全性；当驱动马达Ⅱ632设置成伺服马达时，编码器Ⅲ634通过PLC与驱动马达Ⅱ632的驱动电机相连以控制驱动马达Ⅱ632正反转、转动速度及转动角度进行高精度自动化控制。即根据主缸下表面螺纹孔的大小选择安装相应规格的丝锥622，驱动马达Ⅱ632通过齿轮传动机构633带动安装筒621和丝锥622按照设定的速度同步转动，直到编码器Ⅱ51检测升降驱动机构5的行程达到设定行程后，PLC控制液压控制系统或驱动电机来控制驱动马达Ⅱ632停止转动，则完成了螺纹孔的修复。
上述在线修复设备对主缸下表面的周向的多个螺纹孔进行自动修复的工作过程是：
步骤1：在线修复设备的安装：首先锁住主缸，把主缸下表面的模子、模座及垫板，下梁上表面的模子及模座拆除吊出；然后，把螺纹孔在线修复设备整体吊运到现场；最后，把固定底座2通过螺杆或圆柱导杆44固定到下垫板1上，使固定底座2的内圈与中心挡圈11的外圈卡接配合。
步骤2：螺纹孔在线修复：1)启动螺纹孔在线修复设备的自动控制程序，PLC控制液压缸的控制比例阀或者伺服阀工作在一位，驱动液压缸活塞杆上升，带动攻丝修复装置6上升，当编码器Ⅱ51的数值为设定值X1时，攻丝修复装置6的丝锥622到达主缸的下表面；2)PLC通过控制比例阀或者伺服阀工作在一位，或控制驱动电机来控制驱动马达Ⅱ632动作，通过齿轮传动机构633带动丝锥622转动对螺纹孔进行修复，当编码器Ⅱ51的数值为设定值X2时，螺纹孔修复完成；3)PLC控制驱动马达Ⅱ632停止转动，同时控制液压缸的活塞杆停止上升，停留设定的时间后，PLC控制驱动马达Ⅱ632反转，通过齿轮传动机构633带动丝锥622反转进行退扣，同时PLC控制液压缸的活塞杆下降，带动攻丝修复装置6下降，当编码器Ⅱ51的数值为设定值X1时，丝锥622反转退扣完成；4)PLC控制驱动马达Ⅱ632停止转动，驱动液压缸的活塞杆带动攻丝修复装置6继续下降，当编码器Ⅱ51的数值为0时，PLC控制液压缸的活塞杆停止下降，一个螺纹孔修复完成。
步骤3：下一螺纹孔的在线修复：PLC控制驱动马达Ⅰ31动作，在主动齿轮32与固定齿轮8的啮合作用下，使旋转支架4转动，当编码器Ⅰ33的数值为Y1时，即驱动马达Ⅰ31转动带动旋转支架4转动设定的角度，使丝锥622位于主缸下表面与修复的螺纹孔相邻的另一个待修复的螺纹孔的正下方，PLC控制驱动马达Ⅰ31停止转动；PLC调用并运行步骤2的控制过程，完成下一个螺纹孔的修复；
步骤4：剩余螺纹孔的修复：PLC的控制程序按照步骤3、步骤2运行，依次对剩余的螺纹孔进行顺时针或逆时针修复；
步骤5：设备回零位：当最后一个螺纹孔修复完成后，按照步骤3PLC控制驱动马达Ⅰ31动作，带动旋转支架4转动，当编码器Ⅰ33的数值为Y1时，丝锥62216位于主缸下表面首先修复的螺纹孔的正下方，PLC控制驱动马达Ⅰ31停止转动，实现设备回零位。
步骤6：油压机主缸零部件装配：把螺纹孔在线自动修复工装整体吊出现场，回装上垫板、上模座及模子、下模座及模子，修复工作完成。
综上，本发明实现了大型油压机主缸下表面螺纹孔的在线自动修复，修复过程安全可靠，可减小修复工作量，提高劳动效率，降低修复费用，节约成本，可满足螺纹孔修复的工艺要求。
以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (10)
1.一种大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于，包括定位安装在下垫板中心的固定底座，所述固定底座通过旋转驱动机构Ⅰ转动连接有旋转支架，所述旋转支架通过升降驱动机构连接有攻丝修复装置。
2.根据权利要求1所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述下垫板的中心设置有中心挡圈，所述中心挡圈与所述固定底座卡接定位相连。
3.根据权利要求1所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述固定底座上沿周向设置有环形滑道，所述环形滑道与所述旋转支架转动相连。
4.根据权利要求3所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述旋转支架包括两个相对的弧形板，两个弧形板的底端与所述环形滑道滑动相连，两个弧形板之间的底部连接有水平板Ⅰ，所述水平板Ⅰ上安装有所述旋转驱动机构Ⅰ和升降驱动机构，两个弧形板之间的顶端之间连接有水平板Ⅱ，所述水平板Ⅱ上导向连接有攻丝修复装置。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述固定底座的中心安装有固定轴，所述固定轴穿过所述旋转支架后与固定齿轮相连，所述固定齿轮与所述旋转驱动机构Ⅰ传动相连。
6.根据权利要求5所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述旋转支架底部固定有安装架Ⅰ，所述安装架Ⅰ上安装所述旋转驱动机构Ⅰ，所述旋转驱动机构Ⅰ包括驱动马达Ⅰ，所述驱动马达Ⅰ通过主动齿轮与所述固定齿轮相啮合。
7.根据权利要求1所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述旋转支架的底部安装有所述升降驱动机构，所述升降驱动机构的驱动端与所述攻丝修复装置相连。
8.根据权利要求7所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述攻丝修复装置包括上下导向连接在所述旋转支架顶部的导向支架，所述导向支架的底端与所述升降驱动机构相连，所述导向支架的顶部安装有丝锥组件，所述丝锥组件的底端穿过所述导向支架后与旋转驱动机构Ⅱ相连。
9.根据权利要求8所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述旋转支架顶部设置有多个导杆，所述导向支架的周向设置有与对应的导杆导向配合的导向孔；多个导向杆围成的安装空间的中心处设置有导套，所述导向支架的底端中心设置有与所述导套导向配合的导向轴，所述导向轴的底端与所述升降驱动机构相连。
10.根据权利要求8所述的大型油压机主缸下表面螺纹孔在线修复设备，其特征在于：所述旋转驱动机构Ⅱ包括固定在所述导向支架顶部的安装架Ⅱ，所述安装架Ⅱ内安装有驱动马达Ⅱ，所述驱动马达Ⅱ通过齿轮传动机构与所述丝锥组件的底端相连。
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