CN116252138A - 一种螺纹连接连杆拆装装置及连杆长度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺纹连接连杆拆装装置及连杆长度控制方法，连杆拆装装置包括：机架、电机、气滑环、转动夹具、导轨及滑动平台。电机、气滑环和导轨固定安装在机架上，转动夹具通过气滑环与电机转动连接，滑动平台滑动安装在导轨上。将球铰定位夹持在转动夹具上，将连杆体定位夹持在滑动平台上。利用电机带动转动夹具及球铰旋转，使得与球铰螺纹配合的连杆体随滑动平台在朝向转动夹具的方向上滑动，实现连杆拆装。在转动夹具转动过程中，利用气滑环向转动夹具持续供气，以保持转动夹具对球铰的夹持力。避免因供气泄漏导致转动夹具夹持力下降，防止旋转中的球铰脱落、飞出，避免出现设备损毁或人身安全事故。

Description

一种螺纹连接连杆拆装装置及连杆长度控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种螺纹连接连杆拆装装置及连杆长度控制方法。

背景技术

国内外大部分高速客车及城轨为有效抑制车体侧滚，一般都有安装抗侧滚扭杆装置，为便于抗侧滚扭杆装置在转向架及车体上的安装，部分抗侧滚扭杆装置的连杆设计为螺纹连接类长度可调结构，螺纹配合长度可达100mm。抗侧滚扭杆装置安装时根据转向架与车体的距离，调节长度完成安装。此种连杆一般由连杆体和球铰组成，需要将球铰与连杆体旋入旋出完成组装及检修拆卸。

目前螺纹连接类长度可调连杆主要靠人工手动旋转连杆体与球铰，进行组装和拆卸。且为地摊式作业、作业不规范、劳动强度大、效率低。连杆长度的误差较大，导致连杆难以安装，因而影响抗侧滚扭杆系统的性能。因此必要采用拆装装置来完成连杆拆装及连杆长度调节工作，以减轻劳动强度、提高拆装效率、减少连杆长度误差、保证抗侧滚扭杆系统的性能。

经专利检索，与本申请有一定关系的主要有以下专利：

1、申请号为“202110437320.3”、申请日为“2021.04.22”、公开号为“CN113118745A”、公开日为“2021.07.16”、名称为“一种大口径螺纹件自动拧紧装配装置及其装配方法”、申请人为“河南科技大学”的中国发明专利，该发明专利公开一种大口径螺纹件自动拧紧装配装置及其装配方法，包括第一平台和第二平台；所述第一平台包括固定台面和支撑件，所述支撑件用于托举并固定第一螺纹件；所述第二平台包括底座、活动台面和台面调节机构，活动台面设置在底座正上方，所述台面调节机构设置在底座和活动台面之间，台面调节机构包括多自由度的调节气缸，调节气缸的两端分别与底座和活动台面铰接，所述第二平台上设置有拧紧机构，所述拧紧机构用于固定并旋转第二螺纹件，使第二螺纹件和第一螺纹件实现旋接拧紧。该装置能够实现两个螺纹件的自动对中，在保证同轴度的情况下，自动对接，可输出不同扭矩值，满足不同的拧紧力矩要求。但该专利在拧紧作业中过程中，夹紧气缸8-1并没有与气源连通，只能依靠紧气缸8-1内的余气压力夹紧螺纹件。气缸8-1内的余气一旦泄漏，将导致处在旋转中的螺纹件脱落、飞出，造成设备损毁或人身安全事故。而且该专利结构复杂、生产成本高。

2、申请号为“201310593021.4”、申请日为“2013.11.22”、公开号为“CN103753494A”、公开日为“2014.04.30”、名称为“螺纹件装配装置”、申请人为“重庆盾铭电磁阀有限公司”的中国发明专利，该发明专利公开了一种机床部件，具体涉及一种螺纹件装配装置，包括支架，所述支架上设置有位于同一水平线上的主动轮和支撑轮，支撑轮和主动轮均与支架铰接；支撑轮与主动轮上方设有压紧轮，所述压紧轮与支撑轮、主动轮呈锐角三角形设置；压紧轮、摇臂、活动连杆和压板顺次铰接；所述活动连杆为竖直设置，摇臂的中部及压板的中部均与支架铰接；压紧轮下方设置有零件固定座，零件固定座通过固定连杆与摇臂连接，零件固定座与固定连杆铰接。但该专利不适合用来拆装连杆。

3、申请号为“202020340482.6”、申请日为“2020.03.18”、公开号为“CN211867063U”、公开日为“2020.11.06”、名称为“一种带螺纹零件的装配装置”、申请人为“立讯智造（浙江）有限公司”的实用新型专利，该实用新型公开了一种带螺纹零件的装配装置，其属于带螺纹零件的装配技术领域，包括底座；水平固定机构，包括位于底座上的产品固定组件，产品固定组件用于固定带螺纹零件；竖直固定机构，包括固定于底座上的支架，固定于支架上的动力组件，与支架滑动连接的推块组件和固定于推块组件上的夹爪组件，推块组件通过第一弹性件与动力组件的输出端连接，夹爪组能夹持带螺纹零件，并用于限制带螺纹零件转动。但该专利只能用于小型螺纹连接件安装，并不适合用来拆装连杆。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种螺纹连接连杆拆装装置及连杆长度控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种螺纹连接连杆拆装装置，所述连杆包括：连杆体球铰一及球铰二，连杆体一端设有球铰二、另一端设有内螺纹，球铰一设有外螺纹，连杆体与球铰一通过螺纹连接；连杆拆装装置包括：机架、电机、转动夹具、导轨及滑动平台，电机和导轨固定安装在机架上，转动夹具安装在电机转轴上，滑动平台滑动安装在导轨上；将球铰一定位夹持在转动夹具上，将连杆体定位夹持在滑动平台上，利用电机带动转动夹具及球铰一旋转，使得与球铰一螺纹配合的连杆体随滑动平台在朝向转动夹具的方向上滑动，使球铰一旋入连杆体内，从而实现连杆拆装。在电机与转动夹具之间设置有气滑环，在转动夹具转动过程中，利用气滑环向转动夹具持续供气，以保持转动夹具对球铰一的夹持力。避免因供气泄漏导致转动夹具夹持力下降，防止旋转中的球铰一脱落、飞出，避免出现设备损毁或人身安全事故。

进一步地，气滑环包括：静环、进气孔、动环和出气管，静环固定安装在机架上，动环与静环气密转动连接；进气孔设置在静环上、用来与气源连接，出气管设置在动环上，动环通过出气管与转动夹具气密连接。固定在机架上的静环在向动环密封供气的同时，还能够对电机转轴及转动夹具起到转动支撑作用，以增加电机转轴及转动夹具的强度和刚度。

进一步地，动环与静环接触的端面设置有环形的通气槽，在通气环形槽内圈和外圈同心设置有环形的密封槽，密封槽内设置有密封圈；动环的一端设置有用来与电机转轴连接的连轴键槽。利用设置在密封槽内的密封圈，实现动环与静环在转动过程中保持密封。

进一步地，转动夹具包括：气缸一及夹脚，两个夹脚安装在气缸一两端，气缸一在充气时带动两个夹脚相向移动，将处在两个夹脚之间的球铰一夹紧。

进一步地，在夹脚上设置有夹爪，夹爪包括：夹爪螺孔、夹爪柱面及夹爪球面，夹爪球面与夹爪柱面相接，夹爪螺孔设置在夹爪柱面上，利用螺栓将夹爪安装在夹脚上。利用夹爪球面来夹持球形的球铰一，能够夹持得更稳固，避免旋转中的球铰一脱落，防止出现设备损毁或人身安全事故。

进一步地，夹爪球面半径与夹爪柱面半径相等，爪球面半径不大于球铰一外径。使得夹爪球面与球铰一之间能够形成两个接触点或两条接触线，使夹持得更稳固。

进一步地，滑动平台上设置有气缸二、夹垫及定位挡块，夹垫设置在气缸二两个夹脚之间，气缸二带动两个夹垫相向移动，将处在两个夹垫之间的连杆体夹紧。

进一步地，夹垫为L形或V形。通过改变L形夹垫底板厚度h1，可以调整连杆体的轴线高度，以便使连杆体与球铰一处在同一轴线上。而V形夹垫在夹紧连杆体后，能够使连杆体的轴线高度自动调到V形顶高度h2，实现自动定心。

进一步地，滑动平台上设置有拨杆，机架上设置有用来控制连杆长度的限位开关。在连杆的装配过程中，实现连杆长度自动控制。

一种采用上述螺纹连接连杆拆装装置的连杆长度控制方法，其特征在于包括下述步骤：

S1：根据连杆的预定长度，调节限位开关在机架上的位置；

S2：按连杆体设有内螺纹的一端朝向转动夹具的方向、将连杆体放置在两块夹垫之间，将球铰二抵紧定位挡块进行定位，开启气阀向气缸二供气，气缸二带动两个夹垫相向移动，将连杆体夹紧；

S3：将球铰一的外螺纹旋入连杆体内螺纹内，旋入不小于1圈；

S4：沿导轨将滑动平台拖向转动夹具，使得球铰一的顶端抵紧转动夹具的定位板进行定位，开启气阀向气缸一供气，气缸一带动两个夹脚及夹爪相向移动，将球铰一夹紧；

S5：启动电机，电机通过转动夹具带动球铰一旋转，将球铰一旋进连杆体内，在旋进过程中气源通过气滑环持续向气缸一供气，同时连杆体及滑动平台被旋转的球铰一拖动；

S6：在连杆体及滑动平台被拖向转动夹具的过程中，连杆的长度逐渐缩短，当滑动平台上的拨杆碰到限位开关时，电机停机，此时连杆的长度为预定长度，然后关闭气阀，使得气缸一松开球铰一，气缸二松开连杆体，取下装配好的连杆，完成连杆长度调节工作。

本发明的有益效果为：通过在连杆拆装装置中设置气滑环，利用气滑环向转动夹具持续供气，以保持转动夹具对球铰的夹持力，避免因供气泄漏导致转动夹具夹持力下降。同时利用具有球面的夹爪夹持球形的球铰，能够将球铰夹持得更稳固。防止旋转中的球铰脱落、飞出，避免出现设备损毁或人身安全事故。另外本发明的连杆拆装装置，能够实现连杆长度自动控制。减轻了劳动强度、提高了拆装效率、减少了连杆长度误差、保证了抗侧滚扭杆系统的性能。

附图说明

图1为螺纹连接连杆实施例一立体结构示意图，

图2为螺纹连接连杆实施例二立体结构示意图，

图3为连杆拆装装置立体结构示意图，

图4为连杆拆装装置局部立体结构示意图，

图5为图4中A—A剖视示意图，

图6为夹爪立体结构示意图，

图7为L形夹垫立体结构示意图，

图8为V形夹垫立体结构示意图，

图9为连杆拆装装置拆装连杆时立体结构示意图，

图10为连杆拆装装置拆装连杆时局部俯视示意图，

图11为图10中B—B剖视示意图，

图12为连杆拆装装置气路控制图。

图中：1—机架；2—电机；3—气滑环、31—静环、32—进气孔、33—动环、34—出气管、35—密封槽、36—通气槽、37—连轴键槽；4—转动夹具、41—气缸一、42—定位板、P—定位板与球铰一接触定位点；43—夹脚、44—夹爪、441—夹爪螺孔、442—夹爪圆柱面、R442—夹爪圆柱面半径、443—夹爪球面、R443—夹爪圆球面半径、M/N—夹爪与球铰一接触点；5—导轨；6—滑动平台、61—气缸二、62—夹垫、621—L形夹垫立板、622—L形夹垫底板、h1—L形夹垫底板厚度、623—V形夹垫、h2—V形顶高度、63—定位挡块、64—拨杆；7—限位开关；8—气源、9—过滤器、10—气阀；100—连杆、101—球铰一、R101—球铰一外径、102—连杆体、103—球铰二。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1和图2所示，连杆100包括：连杆体102球铰一101及球铰二103，连杆体102一端设有球铰二103、另一端设有内螺纹，球铰一101设有外螺纹，连杆体102与球铰一101通过螺纹连接。

如图3所示，连杆拆装装置包括：机架1、电机2、气滑环3、转动夹具4、导轨5及滑动平台6。电机2和气滑环3固定安装在机架1上，转动夹具4通过气滑环3与电机2转轴转动连接。两个导轨5按照朝向电机2和气滑环3的方向，平行设置在机架1上。滑动平台6滑动安装在导轨5上，滑动平台6上设置有气缸二61、夹垫62及定位挡块63，夹垫62设置在气缸二61两个夹脚之间，气缸二61带动两个夹垫62相向移动，将处在两个夹垫62之间的连杆体102夹紧。定位挡块63为间隔设置的两块L形板，固定在气缸二61远离电机2的一侧。

如图4至5所示，气滑环3包括：静环31、进气孔32、动环33、出气管34、密封槽35、通气环形槽36和连轴键槽37。静环31固定安装在机架1上，进气孔32设置在静环31上、用来与气源连接。动环33与静环31接触的端面设置有环形的通气槽36，在通气环形槽36内圈和外圈同心设置有环形的密封槽35，密封槽35内设置有密封圈，实现动环33与静环31之间气密转动连接。出气管34设置在动环33上，动环33通过出气管34与转动夹具4气密连接。动环33的一端设置有用来与电机2转轴连接的连轴键槽37。

如图6所示，夹爪44包括：夹爪螺孔441、夹爪柱面442及夹爪球面443，夹爪球面443与夹爪柱面442相接，夹爪螺孔441设置在夹爪柱面442上，利用螺栓将夹爪44安装在夹脚43上。

如图11所示，夹爪球面半径R443与夹爪柱面半径R442相等，爪球面半径R443不大于球铰一外径R101。使得夹爪球面443与球铰一101之间能够形成M和N两个接触点或两条接触线，使夹持得更稳固。

如图7所示：夹垫62为L形，通过改变L形夹垫底板厚度h1，可以调整连杆体102的轴线高度，以便使连杆体102与球铰一101处在同一轴线上。避免连杆体102与球铰一101之间出现偏心，防止球铰一101旋进连杆体102过程中产生弯矩，使得装配更为顺畅。

如图8所示：夹垫62为V形，在V形夹垫623夹紧连杆体102后，能够使连杆体102的轴线高度自动调到V形顶高度h2，实现自动定心。避免连杆体102与球铰一101之间出现偏心。

连杆100的装配过程如图9至12所示：将球铰一101定位夹持在转动夹具4上，将连杆体102定位夹持在滑动平台6上，利用电机2带动转动夹具4及球铰一101旋转，使得与球铰一101螺纹配合的连杆体102随滑动平台6在朝向转动夹具4的方向上滑动，实现连杆拆装。由于电机2与转动夹具4之间设置有气滑环3，在转动夹具4转动过程中，利用气滑环3向转动夹具4持续供气，以保持转动夹具4对球铰一101的夹持力。避免因供气泄漏导致转动夹具4夹持力下降，防止旋转中的球铰一101脱落、飞出，避免出现设备损毁或人身安全事故。

在装配连杆100时，可以控制所装配连杆100的长度，包括下述步骤：

S1：根据连杆的预定长度，调节限位开关7在机架1上的位置；

S2：按连杆体102设有内螺纹的一端朝向转动夹具4的方向、将连杆体102放置在两块夹垫62之间，将球铰二103抵紧定位挡块63进行定位，开启气阀10向气缸二61供气，气缸二61带动两个夹垫62相向移动，将连杆体102夹紧；

S3：将球铰一101的外螺纹旋入连杆体102内螺纹内，旋入不小于1圈；

S4：沿导轨5将滑动平台6拖向转动夹具4，使得球铰一101的顶端抵紧定位板42上的P点进行定位，开启气阀10向气缸一41供气，气缸一41带动两个夹脚43及夹爪44相向移动，将球铰一101夹紧；

S5：启动电机2，电机2通过转动夹具4带动球铰一101旋转，将球铰一101旋进连杆体102内，在旋进过程中气源8通过气滑环3持续向气缸一41供气，同时连杆体102及滑动平台6被旋转的球铰一101拖动；

S6：在连杆体102及滑动平台6被拖向转动夹具4的过程中，连杆100的长度逐渐缩短，当滑动平台6上的拨杆64碰到限位开关7时，电机2停机，此时连杆100的长度为预定长度，然后关闭气阀10，使得气缸一41松开球铰一101，气缸二61松开连杆体102，取下装配好的连杆100，完成连杆长度调节工作。

综上所述，本发明的有益效果为：通过在连杆拆装装置中设置气滑环，利用气滑环向转动夹具持续供气，以保持转动夹具对球铰的夹持力，避免因供气泄漏导致转动夹具夹持力下降。同时利用具有球面的夹爪夹持球形的球铰，能够将球铰夹持得更稳固。防止旋转中的球铰脱落、飞出，避免出现设备损毁或人身安全事故。另外本发明的连杆拆装装置，能够实现连杆长度自动控制。减轻了劳动强度、提高了拆装效率、减少了连杆长度误差、保证了抗侧滚扭杆系统的性能。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种螺纹连接连杆拆装装置，所述连杆（100）包括：连杆体（102）球铰一（101）及球铰二（103），连杆体（102）一端设有球铰二（103）、另一端设有内螺纹，球铰一（101）设有外螺纹，连杆体（102）与球铰一（101）通过螺纹连接；连杆拆装装置包括：机架（1）、电机（2）、转动夹具（4）、导轨（5）及滑动平台（6），电机（2）和导轨（5）固定安装在机架（1）上，转动夹具（4）安装在电机（2）转轴上，滑动平台（6）滑动安装在导轨（5）上；将球铰一（101）定位夹持在转动夹具（4）上，将连杆体（102）定位夹持在滑动平台（6）上，利用电机（2）带动转动夹具（4）及球铰一（101）旋转，使得与球铰一（101）螺纹配合的连杆体（102）随滑动平台（6）在朝向转动夹具（4）的方向上滑动，使球铰一（101）旋入连杆体（102）内，从而实现连杆拆装；其特征在于：在电机（2）与转动夹具（4）之间设置有气滑环（3），在转动夹具（4）转动过程中，利用气滑环（3）向转动夹具（4）持续供气，以保持转动夹具（4）对球铰一（101）的夹持力。

2.根据权利要求1所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：气滑环（3）包括：静环（31）、进气孔（32）、动环（33）和出气管（34），静环（31）固定安装在机架（1）上，动环（33）与静环（31）气密转动连接；进气孔（32）设置在静环（31）上、用来与气源连接，出气管（34）设置在动环（33）上，动环（33）通过出气管（34）与转动夹具（4）气密连接。

3.根据权利要求2所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：动环（33）与静环（31）接触的端面设置有环形的通气槽（36），在通气环形槽（36）内圈和外圈同心设置有环形的密封槽（35），密封槽（35）内设置有密封圈；动环（33）的一端设置有用来与电机（2）转轴连接的连轴键槽（37）。

4.根据权利要求3所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：转动夹具（4）包括：气缸一（41）及夹脚（43），两个夹脚（43）安装在气缸一（41）两端，气缸一（41）在充气时带动两个夹脚（43）相向移动，将处在两个夹脚（43）之间的球铰一（101）夹紧。

5.根据权利要求4所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：在夹脚（43）上设置有夹爪（44），夹爪（44）包括：夹爪螺孔（441）、夹爪柱面（442）及夹爪球面（443），夹爪球面（443）与夹爪柱面（442）相接，夹爪螺孔（441）设置在夹爪柱面（442）上，利用螺栓将夹爪（44）安装在夹脚（43）上。

6.根据权利要求5所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：夹爪球面半径（R443）与夹爪柱面半径（R442）相等，爪球面半径（R443）不大于球铰一外径（R101）。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：滑动平台（6）上设置有气缸二（61）、夹垫（62）及定位挡块（63），夹垫（62）设置在气缸二（61）两个夹脚之间，气缸二（61）带动两个夹垫（62）相向移动，将处在两个夹垫（62）之间的连杆体（102）夹紧。

8.根据权利要求7所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：夹垫（62）为L形或V形。

9.根据权利要求8所述的螺纹连接连杆拆装装置，其特征在于：滑动平台（6）上设置有拨杆（64），机架（1）上设置有用来控制连杆长度的限位开关（7）。

10.一种根据权利要求9所述的螺纹连接连杆拆装装置的连杆长度控制方法，其特征在于包括下述步骤：

S1：根据连杆的预定长度，调节限位开关（7）在机架（1）上的位置；

S2：按连杆体（102）设有内螺纹的一端朝向转动夹具（4）的方向、将连杆体（102）放置在两块夹垫（62）之间，将球铰二（103）抵紧定位挡块（63）进行定位，开启气阀（10）向气缸二（61）供气，气缸二（61）带动两个夹垫（62）相向移动，将连杆体（102）夹紧；

S3：将球铰一（101）的外螺纹旋入连杆体（102）内螺纹内，旋入不小于1圈；

S4：沿导轨（5）将滑动平台（6）拖向转动夹具（4），使得球铰一（101）的顶端抵紧转动夹具（4）的定位板（42）进行定位，开启气阀（10）向气缸一（41）供气，气缸一（41）带动两个夹脚（43）及夹爪（44）相向移动，将球铰一（101）夹紧；

S5：启动电机（2），电机（2）通过转动夹具（4）带动球铰一（101）旋转，将球铰一（101）旋进连杆体（102）内，在旋进过程中气源（8）通过气滑环（3）持续向气缸一（41）供气，同时连杆体（102）及滑动平台（6）被旋转的球铰一（101）拖动；

S6：在连杆体（102）及滑动平台（6）被拖向转动夹具（4）的过程中，连杆（100）的长度逐渐缩短，当滑动平台（6）上的拨杆（64）碰到限位开关（7）时，电机（2）停机，此时连杆（100）的长度为预定长度，然后关闭气阀（10），使得气缸一（41）松开球铰一（101），气缸二（61）松开连杆体（102），取下装配好的连杆（100），完成连杆长度调节工作。

Images