CN115026554B - 三轴移载拧紧设备及柱塞泵测试工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三轴移载拧紧设备及柱塞泵测试工艺，该设备包括移载框架、横轴安装架、拧紧轴安装架、拧紧轴组件以及两个弹簧平衡器；横轴安装架滑块相对横轴安装架导轨滑动；拧紧轴安装架导轨固定在横轴安装架的横轴立板上；拧紧轴组件包括拧紧电机、空心拧紧轴、批头、两个手柄，且拧紧轴固定在拧紧轴安装架的箱式导轴承上。利用该设备进行柱塞泵测试工艺的步骤包括：前滑台气缸和后滑台气缸将柱塞泵固定夹紧，手柄在弹簧平衡器平衡力的作用下，使得批头插入合盖螺丝的内六方孔内，将柱塞泵合盖螺丝拧紧，并实时监测采集峰值扭矩。本发明采用弹簧平衡器对拧紧轴的重量进行平衡，全程仅需一人操作，实现了峰值扭矩自动采集。

Description

三轴移载拧紧设备及柱塞泵测试工艺

技术领域

本发明涉及一种用于箱体合盖螺丝的三轴移载拧紧设备。

背景技术

在机械加工和装配领域，对于中小型箱体（例如柱塞泵）的合盖螺丝，采用加长扳手进行拧紧，对于要进行水压试验、油压试验、气密性试验的箱体，合盖螺丝的拧紧扭矩要求很严格。若拧紧扭矩过小，试验时会出现漏水、漏油、漏气等现象。若拧紧扭矩过大，则箱体在试验完毕后，拆解复检时，合盖螺丝不好拆卸，会对合盖螺丝产生损坏。因此，在进行合盖螺丝的装拆时，对其扭矩要求很严格。

在进行合盖螺丝的装拆时，多采用加力扳手或者扭矩扳手，需要多人配合操作，人力耗费极大，对于批量箱体进行合盖螺丝的拧紧和拆卸时，生产效率极低，无法满足正常的生产节拍要求，在整个拧紧和拆卸过程中，无法实时记录拧紧扭矩或者拆卸扭矩，更无法采集峰值扭矩。采用加力扳手，操作者无法知道拧紧和拆卸过程中的扭矩值，更谈不上记录其峰值扭矩，采用扭矩扳手拧紧或拆卸时，当拧紧或拆卸扭矩达到扭矩扳手设定的扭矩时，扭矩扳手发出声响进行提示，但拧紧和拆卸过程的扭矩值无法实时监测记录，对于拧紧和拆卸过程的扭矩峰值，也无法进行采集，极大的影响了拧紧和拆卸过程的质量。

发明内容

本发明目的是提供一种三轴移载拧紧设备及柱塞泵测试工艺，其解决了现有箱体合盖螺丝的拧紧方式带来的人力耗费大、生产效率低且无法采集峰值扭矩的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种三轴移载拧紧设备，用于合盖螺丝的拧紧和拆卸，其特殊之处是，包括移载框架、横轴安装架、拧紧轴安装架、拧紧轴组件以及两个弹簧平衡器；所述移载框架包括框架、多根滚筒、前滑台气缸和后滑台气缸所述框架包括位于中部的框架前梁和框架后梁、位于顶部的两根横轴安装架导轨；所述前滑台气缸设置在框架前梁上；所述后滑台气缸设置在框架后梁上；所述多根滚筒安装在框架前梁和框架后梁之间；所述横轴安装架包括横轴底板、横轴立板、拧紧轴安装架导轨和横轴安装架滑块；所述横轴底板和横轴立板垂直固连，所述横轴安装架滑块固定于横轴底板上且相对横轴安装架导轨滑动；所述拧紧轴安装架导轨固定在横轴立板上；所述拧紧轴安装架包括拧紧轴安装架滑块、滑块安装板、导柱、箱式导轴承；所述拧紧轴安装架滑块固定在滑块安装板上且相对拧紧轴安装架导轨滑动；所述导柱沿竖直方向固定在滑块安装板上；所述箱式导轴承设置在导柱上；所述拧紧轴组件包括控制单元、拧紧电机、空心拧紧轴、批头、两个手柄、分别设置在两个手柄上的拧紧按钮和拆卸按钮；所述拧紧电机的壳体与拧紧轴、两个手柄固连；所述拧紧电机的输出轴穿过拧紧轴与批头固连；所述拧紧轴固定在箱式导轴承上；所述两个弹簧平衡器安装在拧紧轴安装架上部；所述两个弹簧平衡器的拉绳分别与两个手柄固连；所述控制单元用于实时监测和控制拧紧电机输出的拧紧扭矩或拆卸扭矩并采集峰值扭矩。

上述三轴移载拧紧设备还可包括设置在前滑台气缸和后滑台气缸上的仿型夹爪。

上述三轴移载拧紧设备还可包括设置在手柄与拧紧轴之间的手柄角度调节座。

上述三轴移载拧紧设备还可包括放置在滚筒上的托盘。

上述控制按钮包括逆时针启动按钮、顺时针启动按钮、气缸启动按钮以及三轴拧紧设备的电源按钮。

上述三轴移载拧紧设备还可包括分别位于移载框架两侧的上料工位和测试工位；所述上料工位和测试工位上分别设置多根滚筒。

本发明还提供一种基于上述三轴移载拧紧设备的柱塞泵测试工艺，包括以下步骤：

1）将柱塞泵吊装放置在上料工位的托盘内，在柱塞泵合盖螺孔内放入合盖螺丝；

2）托盘连同柱塞泵一并送入三轴移载拧紧设备，前滑台气缸和后滑台气缸启动，将柱塞泵固定夹紧；

3）手柄在弹簧平衡器平衡力的作用下，使得带批头的拧紧轴前后、左右、上下移动，直至批头插入柱塞泵上的合盖螺丝的内六方孔内，按下手柄上的拧紧按钮，将柱塞泵合盖螺丝一一拧紧，并实时监测其拧紧扭矩，自动采集峰值扭矩；

4）前滑台气缸和后滑台气缸关闭，将柱塞泵松开，将带柱塞泵的托盘输送至测试工位，进行气密性试验和柱塞泵启动试验；

5）带托盘的柱塞泵返回至三轴移载拧紧设备，参照步骤2和步骤3，将柱塞泵合盖螺丝一一拆卸；

6）前滑台气缸和后滑台气缸关闭，将柱塞泵松开，将带柱塞泵的托盘返回至上料工位；

7）取走合盖螺丝，并将柱塞泵吊装下线，拆解后对零部件进行复检。

本发明的有益效果：

1、本发明三轴移载拧紧设备采用拧紧轴对箱体或柱塞泵的合盖螺丝进行拧紧和拆卸，拧紧轴的控制系统可对拧紧或拆卸过程的扭矩进行实时监测，记录，并对于其峰值扭矩进行自动采集，全程仅需一人操作，极大的减少了操作人员的数量，数据的记录和采集实现了自动化和信息化，消除了人工记录、采集和处理数据极易出错的可能性。

2、本发明三轴移载拧紧设备在箱体或柱塞泵合盖螺丝的拧紧过程中，使用拧紧轴控制系统对合盖螺丝拧紧或拆卸扭矩进行实时监测记录，对峰值扭矩进行采集，避免了拧紧和拆卸过程中对箱体或柱塞泵零部件的损坏，为箱体或柱塞泵后续测试和复检工序提供了可靠保证。

3、本发明在进行三轴移载拧紧设备拧紧轴安装过程中，采用弹簧平衡器对拧紧轴的重量进行平衡，使得人工可以轻易的移动拧紧轴，使其较为轻便的对箱体和柱塞泵进行拧紧和拆卸。

4、本发明采用三轴移载拧紧设备在进行合盖螺丝的拧紧或拆卸时，仅需一人操作，相较于加力扳手或者扭矩扳手，极大的减少了操作人员的数量，节约操作空间，降低操作者的工作强度。

附图说明

图1是本发明三轴移载拧紧设备与上料工位、测试工位的位置关系示意图；

图2是本发明三轴移载拧紧设备的结构示意图；

图3是本发明三轴移载拧紧设备的移载框架结构示意图；

图4是本发明三轴移载拧紧设备的横轴安装架机构示意图；

图5是本发明三轴移载拧紧设备的拧紧轴安装架结构示意图；

图6是本发明三轴移载拧紧设备的拧紧轴安装架另一个角度的结构示意图。

附图标记：

1-移载框架，101-调节地脚，102-脚轮，103-框架，104-封板，105-框架前梁，106-后导向板，107-框架后梁，108-后安装座，109-后滑台气缸，110-横轴安装架导轨，111-导轨安装板，112-限位块，113-前滑台气缸，114-前安装座，115-滚筒，116-顺时针启动按钮，117-前导向板，118-门板，119-逆时针启动按钮，120-电源按钮，121-护板，122-气缸启动按钮；

2-横轴安装架，201-横轴安装架滑块，202-横轴底板，203-三角筋，204-拧紧轴安装架导轨，205-限位块，206-横轴立板；

3-拧紧轴安装架，301-批头，302-手柄角度调节座，303-手柄，304-过渡套，305-安装底板，306-加强筋，307-下安装座，308-下安装座底座，309-导向底板，310-箱式导轴承，311-上安装座，312-第一竖筋，313-导柱，314-第三竖筋，315-下底板，316-第五竖筋，317-滑块安装板，318-加强竖筋，319-弹簧平衡器，320-压盖，321-调节套筒，324-上盖板，325-挂梁，329-第四竖筋，333-第二竖筋，334-第一安装板，335-拧紧轴，337-吊环螺钉，340-第二安装板，341-拧紧轴安装架滑块；

4-柱塞泵，5-托盘，6-上料工位，7-测试工位。

具体实施方式

三轴移载拧紧设备与上料工位6和测试工位7配合使用，其主要包括移载框架1、横轴安装架2和拧紧轴安装架3。人工吊装柱塞泵4放置在上料工位6的托盘5上，通过滚筒115输送至三轴移载拧紧设备上，在三轴移载拧紧设备上进行柱塞泵4合盖螺丝的拧紧，拧紧完毕后，在滚筒115的输送下，进入测试工位7，在测试工位7上测试完毕后，通过滚筒115将带柱塞泵4的托盘5输送至三轴移载拧紧设备，在三轴移载拧紧设备上进行合盖螺丝的拆卸，拆卸完毕后，将柱塞泵4输送回上料工位6后，吊装下线。

横轴安装架2通过4只横轴安装架滑块201安装在移载框架1上部的横轴安装架导轨110上，在两根横轴安装架导轨110导向的作用下，横轴安装架2带动拧紧轴安装架3沿着横轴安装架导轨110运动，拧紧轴安装架3通过拧紧轴安装架滑块341与横轴安装架2上的拧紧轴安装架导轨204安装在一起，在拧紧轴安装架导轨204的导向作用下，拧紧轴安装架3沿着拧紧轴安装架导轨204运动。人工手握手柄303，在弹簧平衡器319的作用下，带动整个拧紧轴安装架3移动至柱塞泵合盖螺丝的正上方，人工手握手柄303将其下拉，使得拧紧轴335的批头301插入柱塞泵4合盖螺丝的内六方孔内，人工按下手柄303上的按钮进行合盖螺丝的拧紧或拆卸。

移载框架1的框架103由80×80×5的方管焊接而成，11根滚筒115安装在框架103中部，由变频电机驱动链轮链条实现滚筒的逆时针或顺时针转动，滚筒115两端安装有防护链条的护板121，在护板121的上部安装有前导向板117和后导向板106，放置在托盘5上的柱塞泵4在前导向板117和后导向板106的作用下，在滚筒115上运动。在前导向板117和后导向板106上，分别设置有控制滚筒逆时针转动的逆时针启动按钮119、控制滚筒顺时针转动的顺时针启动按钮116、气缸启动按钮122，以及三轴移载拧紧设备的电源按钮120。在移载框架的底部安装有脚轮102和调节地脚101，脚轮102可以使得拧紧设备在厂房内移动，调节地脚101可以调平三轴移载拧紧设备，从而起到调平滚筒115的作用，从而使得带托盘5的柱塞泵4在滚筒115上平稳的运动。框架103底部分别安装有封板104和门板118，三轴移载拧紧设备的电控柜和拧紧轴316控制单元安装在框架103底部。前滑台气缸113与前安装座114装为一体后，采用螺钉连接的方式安装在框架前梁105上，框架前梁105与框架103装为一体。后滑台气缸109与后安装座108装为一体后，采用螺钉连接的方式安装在框架后梁107上。两只横轴安装架导轨110分别安装在两件导轨安装板111上，4只限位块112两两分别安装在两件导轨安装板111的两端，两件导轨安装板111分别安装在框架103的顶部。

拧紧轴安装架3通过拧紧轴安装架滑块341与横轴安装架2上的拧紧轴安装架导轨204连接，在拧紧轴安装架导轨204的导向下，拧紧轴安装架3沿着拧紧轴安装架导轨204运动。拧紧轴安装架3主要用来进行拧紧轴335的安装，拧紧轴335通过上安装座311安装在导向底板309上，4件箱式导轴承310安装在导向底板309的背面，下安装座底座308安装在导向底板309下部，拧紧轴335下半部分安装在下安装座底座308和下安装座307形成的轴孔内，使得拧紧轴335和导向底板309成为一体，导向底板309下半部分两侧分别与手柄303的安装底板305连接，手柄303与安装底板305间采用手柄角度调节座302和过渡套304连接，拧紧轴335下部安装有批头301，人工双手握住手柄303使得整个拧紧轴335前后、左右、上下移动，当拧紧轴335上批头301插入柱塞泵4合盖螺丝的内六方螺孔中，当人工按下手柄上的拧紧按钮，拧紧轴335正转启动，拧紧轴拧紧柱塞泵4上的合盖螺丝，当人工按下手柄上的拆卸按钮，拧紧轴335反转启动，拧紧轴335拧松柱塞泵4上的合盖螺丝。在安装底板305的背面分别设置有加强筋306，在两块加强筋306上分别安装有吊环螺钉337，弹簧平衡器319的拉绳与吊环螺钉337连接。

箱式导轴承310安装在导柱313上，导柱313两端分别与第二安装板340和第一安装板334连接，两块安装板间采用第一竖筋312连接，第一安装板334上部安装有第二竖筋333和第三竖筋314，第二竖筋333和第三竖筋314上部与下底板315连接，下底板315上部分别安装有第四竖筋329、第五竖筋316和滑块安装板317，4件拧紧轴安装架滑块341与滑块安装板317连接，滑块安装板317上部安装有加强竖筋318，上盖板324分别与第四竖筋329、第五竖筋316和加强竖筋318连接，在第四竖筋329和第五竖筋316上分别设有轴孔，轴孔内安装有弹簧平衡器319的挂梁325，弹簧平衡器319安装孔分别安装在挂梁325上，通过调节套筒321来调节弹簧平衡器319在挂梁325的位置，通过压盖320固定弹簧平衡器319在挂梁325的位置。

横轴安装架通过横轴安装架滑块201与移载框架顶部的横轴安装架导轨110安装为一体，在横轴安装架导轨110导向的作用下，横轴安装架2带动拧紧轴安装架3沿横轴安装架导轨110进行运动。横轴安装架滑块201安装在横轴底板202的底部，横轴底板202与横轴立板206采用螺钉的方式进行连接，三角筋203将横轴底板202和横轴立板206连接在一起，两根拧紧轴安装架导轨204安装在横轴立板上，两件限位块205设置在拧紧轴安装架导轨204的两端，安装在横轴立板206上。

三轴移载拧紧设备在进行箱体或者柱塞泵合盖螺丝拧紧或拆卸时，采用前后滑台气缸带仿型夹爪对箱体或者柱塞泵进行固定，使得在拧紧或拆卸过程中柱塞泵或箱体固定不动。

三轴移载拧紧设备上，手柄与过渡套筒之间采用手柄角度调节座相连，手柄角度调节座可以调节手柄的角度，以便于人工操作时进行抓握。

本发明工作过程：

三轴移载拧紧设备主要用于柱塞泵4合盖螺丝的拧紧和拆卸，拧紧设备的右侧与上料工位6连接，左侧与测试工位7连接，拧紧设备与左右两侧的上料工位6和测试工位7配合使用。合盖螺丝是将柱塞泵4的泵腔和泵盖连接起来的紧固件，其拧紧过程对拧紧扭矩的要求极为严格，若拧紧扭矩过大，则在泵盖拆解过程中极易损坏柱塞泵的零部件，若拧紧扭矩过小，则无法完成柱塞泵的测试。采用拧紧轴对合盖螺丝拧紧和拆卸，可以实时的监测和控制拧紧和拆卸的扭矩，对峰值扭矩进行采集。

柱塞泵4合盖螺丝的拧紧和拆卸如下所述：

人工按下上料工位6、拧紧设备、测试工位7的电源按钮，将柱塞泵4吊装放置在上料工位6托盘5内，人工在柱塞泵4合盖螺孔内放入合盖螺丝。

人工按下上料工位6滚筒逆时针转动的启动按钮，在上料工位6和拧紧设备滚筒正转的作用下，将托盘5连同柱塞泵4一并送入拧紧设备到达拧紧位置后，上料工位6和拧紧设备上的滚筒停止转动。

人工按下拧紧设备上的气缸启动按钮122，前滑台气缸113和后滑台气缸109启动，将柱塞泵4固定夹紧。

手柄303在弹簧平衡器319平衡的作用下，使得带批头301的拧紧轴335前后，左右、上下移动，将批头301插入柱塞泵4上的合盖螺丝内六方螺丝的内六方孔内，人工按下手柄上的拧紧按钮，将柱塞泵4合盖螺丝一一拧紧，在合盖螺丝的拧紧过程中，其拧紧扭矩可以实时监测，其拧紧过程中的扭矩可调、可控、可设定。在拧紧完成以后，拧紧过程的扭矩可以生成扭矩曲线，对峰值扭矩可以自动采集。

人工再次按下气缸启动按钮122，前滑台气缸113和后滑台气缸109关闭，将柱塞泵4松开，人工按下拧紧设备滚筒逆时针转动启动按钮119和测试工位7上的滚筒逆时针转动按钮，拧紧设备上的滚筒开始转动将带柱塞泵4的托盘5输送至测试工位7。

带托盘5柱塞泵4在测试工位7上进行气密性试验和柱塞泵启动试验。

气密性试验和柱塞泵启动试验完成后，人工按下测试工位7的滚筒顺时针转动按钮和拧紧设备滚筒顺时针转动按钮116，将带托盘5的柱塞泵4输送至拧紧设备的拆卸位，滚筒转动停止。

人工按下气缸启动按钮122，前滑台气缸113和后滑台气缸109将柱塞泵4夹紧固定。

手柄303，在弹簧平衡器319平衡的作用下，使得带批头301的拧紧轴335前后，左右、上下移动，将批头301插入柱塞泵4上的合盖螺丝内六方螺丝的内六方孔内，人工按下手柄拆卸按钮，将柱塞泵4合盖螺丝一一拆卸，在合盖螺丝的拆卸过程中，其拆卸扭矩可以实时监测，在拆卸完成以后，拆卸过程的扭矩可以生成扭矩曲线，对拆卸过程中的峰值扭矩可以自动采集。

合盖螺丝拆卸完毕以后，人工按下气缸启动按钮122，前滑台气缸113和后滑台气缸109关闭，将柱塞泵4松开。

人工按下拧紧设备上的滚筒顺时针转动按钮116，人工按下上料工位6上的滚筒顺时针转动按钮，将托盘5连同柱塞泵4一同输送至上料工位6的上料位。

在上料工位6人工取走合盖螺丝，并将柱塞泵吊装下线，拆解后对零部件进行复检。

Claims (7)

1.一种三轴移载拧紧设备，用于合盖螺丝的拧紧和拆卸，其特征在于：包括移载框架(1)、横轴安装架(2)、拧紧轴安装架(3)、拧紧轴组件以及两个弹簧平衡器(319)；

所述移载框架(1)包括框架(103)、多根滚筒(115)、前滑台气缸(113)和后滑台气缸(109)；所述框架包括位于中部的框架前梁(105)和框架后梁(107)、位于顶部的两根横轴安装架导轨(110)；所述前滑台气缸(113)设置在框架前梁(105)上；所述后滑台气缸(109)设置在框架后梁(107)上；所述多根滚筒(115)安装在框架前梁(105)和框架后梁(107)之间；

所述横轴安装架(2)包括横轴底板(202)、横轴立板(206)、拧紧轴安装架导轨(204)和横轴安装架滑块(201)；所述横轴底板(202)和横轴立板(206)垂直固连，所述横轴安装架滑块(201)固定于横轴底板(202)上且相对横轴安装架导轨(110)滑动；所述拧紧轴安装架导轨(204)固定在横轴立板(206)上；

所述拧紧轴安装架(3)包括拧紧轴安装架滑块(341)、滑块安装板(317)、导柱(313)、箱式导轴承(310)；所述拧紧轴安装架滑块(341)固定在滑块安装板(317)上且相对拧紧轴安装架导轨(204)滑动；所述导柱(313)沿竖直方向固定在滑块安装板(317)上；所述箱式导轴承(310)设置在导柱(313)上；

所述拧紧轴组件包括控制单元、拧紧电机、空心拧紧轴(335)、批头(301)、两个手柄(303)、分别设置在两个手柄(303)上的拧紧按钮和拆卸按钮；所述拧紧电机的壳体与拧紧轴(335)、两个手柄(303)固连；所述拧紧电机的输出轴穿过拧紧轴与批头(301)固连；所述拧紧轴(335)固定在箱式导轴承(310)上；

所述两个弹簧平衡器(319)安装在拧紧轴安装架(3)上部；所述两个弹簧平衡器(319)的拉绳分别与两个手柄(303)固连；所述控制单元用于实时监测和控制拧紧电机输出的拧紧扭矩或拆卸扭矩并采集峰值扭矩。

2.根据权利要求1所述三轴移载拧紧设备，其特征在于：还包括设置在前滑台气缸(113)和后滑台气缸(109)上的仿型夹爪。

3.根据权利要求1所述三轴移载拧紧设备，其特征在于：还包括设置在手柄(303)与拧紧轴(335)之间的手柄角度调节座(302)。

4.根据权利要求1所述三轴移载拧紧设备，其特征在于：还包括放置在滚筒(115)上的托盘(5)。

5.根据权利要求1至4任一所述三轴移载拧紧设备，其特征在于：还包括控制按钮，所述控制按钮包括控制滚筒逆时针转动的逆时针启动按钮(119)、控制滚筒顺时针转动的顺时针启动按钮(116)、气缸启动按钮(122)以及三轴拧紧设备的电源按钮(120)。

6.根据权利要求5所述三轴移载拧紧设备，其特征在于：

还包括分别位于移载框架(1)两侧的上料工位(6)和测试工位(7)；所述上料工位(6)和测试工位(7)上分别设置多根滚筒(115)。

7.一种柱塞泵测试工艺，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的三轴移载拧紧设备，包括以下步骤：

1）将柱塞泵(4)吊装放置在上料工位(6)的托盘(5)内，在柱塞泵(4)合盖螺孔内放入合盖螺丝；

2）托盘(5)连同柱塞泵(4)一并送入三轴移载拧紧设备，前滑台气缸(113)和后滑台气缸(109)启动，将柱塞泵(4)固定夹紧；

3）手柄(303)在弹簧平衡器(319)平衡力的作用下，使得带批头(301)的拧紧轴(335)前后、左右、上下移动，直至批头(301)插入柱塞泵(4)上的合盖螺丝的内六方孔内，按下手柄上的拧紧按钮，将柱塞泵(4)合盖螺丝一一拧紧，并实时监测其拧紧扭矩，自动采集峰值扭矩；

4）前滑台气缸(113)和后滑台气缸(109)关闭，将柱塞泵(4)松开，将带柱塞泵(4)的托盘(5)输送至测试工位(7)，进行气密性试验和柱塞泵启动试验；

5）带托盘(5)的柱塞泵(4)返回至三轴移载拧紧设备，参照步骤2和步骤3，将柱塞泵(4)合盖螺丝一一拆卸；

6）前滑台气缸(113)和后滑台气缸(109)关闭，将柱塞泵(4)松开，将带柱塞泵(4)的托盘(5)返回至上料工位(6)；

7）取走合盖螺丝，并将柱塞泵吊装下线，拆解后对零部件进行复检。