CN117564986A - 一种带键螺纹衬套自动安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带键螺纹衬套自动安装工具，属于用于紧固的装配工具技术领域。安装工具包括芯轴和承力套筒，芯轴前端设有外螺纹，芯轴后端与旋转动力输出机构传动连接；承力套筒套设在芯轴外部且两者在轴向和周向均可相对移动，承力套筒前端用于顶压销键；旋转动力输出机构包括沿轴向导向且沿周向止转配合的传动轴和传动套筒，传动轴或传动套筒与直动动力输出机构配合，以使传动轴或传动套筒对芯轴施加拉力从而间接使承力套筒的顶压端朝向销键平移。本发明可以提高安装效率，减轻人工劳动强度，精准控制安装位置，具备安装压力和安装速度调节功能、安装力实时监测、反馈以及自动补偿功能、保存功能，能够保证产品安装一致性，提高质量可靠性。

Description

一种带键螺纹衬套自动安装工具

技术领域

本发明涉及一种带键螺纹衬套自动安装工具，属于用于紧固的装配工具技术领域。

背景技术

航空航天发动机的机匣通常为轻质合金机匣，为了防止机匣上的内螺纹磨损变形，通常在基体上嵌入带键螺纹衬套，目前带键螺纹衬套主要采用手动方式安装，例如申请公布号为CN115070679A的中国发明专利申请公开的一种带键螺套安装工具，包括销轴、弹簧、挡套以及防脱销，销轴的一端可以将带键螺套旋拧入基体，另外一端可以将销键压入基体，使用时手动操作将带键螺套拧入基体螺纹孔中1～2扣，然后将销轴的第一端对准带键螺套的螺套内孔，使销键插入旋拧段的止转槽中，然后手动旋转销轴，将带键螺套完全拧入基体螺纹孔内；然后翻转销轴，使销轴第二端的导向柱对准螺套内孔，利用手锤敲击第一端的端面，将销键压入基体。

上述安装过程为纯手工操作，安装效率低，劳动强度大，并且手锤敲击时很难保证敲击力的方向为绝对的轴向，也很难掌握敲击的力道，因此很容易使销键发生变形，且存在安装不到位或者安装过量而损坏基体的情况，安装精度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带键螺纹衬套自动安装工具，以解决现有技术中在安装带键螺纹衬套时为纯手工操作而导致安装效率低、劳动强度大的问题。

为实现上述目的，本发明中的带键螺纹衬套自动安装工具采用如下技术方案：

一种带键螺纹衬套自动安装工具，包括轴线均沿前后方向延伸的芯轴和承力套筒，芯轴前端设置有用于与带键螺纹衬套的内螺纹孔匹配连接的外螺纹，芯轴后端与旋转动力输出机构传动连接；承力套筒套设在芯轴外部且两者在轴向和周向均可相对移动，承力套筒前端为用于顶压销键的顶压端；承力套筒后端与直动动力输出机构传动连接，以直接驱动承力套筒的顶压端朝向销键平移，或者旋转动力输出机构包括沿轴向导向且沿周向止转配合的传动轴和传动套筒，传动轴或传动套筒与直动动力输出机构配合，以使传动轴或传动套筒对芯轴施加拉力从而间接使承力套筒的顶压端朝向销键平移。

进一步地，承力套筒的外周面包括光杆段和第一螺纹段，光杆段外部套设有限位套筒，限位套筒的前端面为用于顶压基体的顶压面，限位套筒和承力套筒之间设置有用于对限位套筒施加朝前作用力的弹性件，限位套筒的前端和芯轴之间形成有用于对销键进行限位的限位空间；第一螺纹段位于光杆段的后侧，第一螺纹段外部连接有外套螺母，外套螺母的前端设置有前挡沿，限位套筒的后端设置有后挡沿，后挡沿位于前挡沿的后侧且与前挡沿在前后方向上挡止配合。

进一步地，限位套筒的后端设置有向后延伸的凸耳，承力套筒上设置有用于对凸耳的向后移动进行挡止的挡止台阶，承力套筒上还设有供凸耳伸入的伸入槽，限位套筒相对于承力套筒旋转时的周向位置包括供凸耳和挡止台阶前后挡止配合的挡止位置、还包括供凸耳和伸入槽相对应以使限位套筒和承力套筒之间可沿轴向相对活动的活动位置。

进一步地，光杆段的外周面上分别设置有用于与凸耳在周向上挡止配合以限制限位套筒的正向旋转极限的第一凸起结构以及限制限位套筒的反向旋转极限的第二凸起结构，凸耳与第一凸起结构挡止配合时限位套筒处于所述的活动位置，凸耳与第二凸起结构挡止配合时限位套筒处于所述的挡止位置，限位套筒上还设置有用于在处于所述的活动位置时供第一凸起结构伸入的第一凹槽以及供第二凸起结构伸入的第二凹槽。

进一步地，旋转动力输出机构包括设置在芯轴后侧的中间轴，中间轴的前端与芯轴的后端之间通过接头结构传动连接，接头结构包括第一接头筒，中间轴的前端与芯轴的后端分别伸入第一接头筒内并与第一接头筒连接。

进一步地，接头结构还包括套设在第一接头筒外部且与第一接头筒止转配合的第二接头筒，芯轴上设置有与第二接头筒的内孔止转配合的止转部，中间轴的前端与芯轴的后端分别与第一接头筒螺纹连接，中间轴的前端与第一接头筒之间还安装有止转销。

进一步地，旋转动力输出机构包括所述的传动轴和所述的传动套筒，直动动力输出机构包括套设在传动轴外部且外周面设有螺纹的传动螺套，传动螺套的前端与传动套筒的后端在轴向上挡止且在周向上相互转动配合，传动螺套的外部螺纹连接有外周面具有齿的齿轮套筒，带键螺纹衬套自动安装工具还包括壳体，齿轮套筒转动安装在壳体内，直动动力输出机构还包括设置在壳体内的直动动力电机以及设置在直动动力电机的输出端和齿轮套筒之间的齿轮传动结构。

进一步地，传动螺套的后端面上固定有固定杆，壳体内设置有位移传感器，固定杆与位移传感器的测量端连接。

进一步地，传动套筒和芯轴之间连接有中间轴，中间轴的后端位于壳体内、前端位于壳体外，中间轴的后端伸入传动套筒内且与传动套筒止转配合，中间轴和传动套筒之间还安装有止转销。

进一步地，承力套筒后端的外周面包括第二螺纹段，第二螺纹段外部分别螺纹连接有调节螺母和推力套筒，推力套筒位于调节螺母的后侧，推力套筒的前端面用于与调节螺母挡止配合，带键螺纹衬套自动安装工具还包括壳体，推力套筒的后端用于与壳体外侧面挡止配合。

本发明的有益效果在于：本发明提出一种开拓性的带键螺纹衬套自动安装工具，该安装工具包括芯轴和承力套筒，芯轴前端设置有外螺纹，安装时可以先将带键螺纹衬套旋到芯轴上1～2扣，芯轴后端与旋转动力输出机构传动连接，通过旋转动力输出机构可以自动控制芯轴旋转，进而实现螺纹衬套安装到基体上；承力套筒套设在芯轴外部且两者在轴向和周向均可相对移动，也即芯轴在旋转进行螺纹衬套的安装时，承力套筒不会随之移动或形成干涉，并且在芯轴固定不动的情况下，承力套筒还可以单独做轴向移动；承力套筒前端为用于顶压销键的顶压端，同时承力套筒后端与直动动力输出机构传动连接，以直接驱动承力套筒的顶压端朝向销键平移，这样就可以将销键压入基体，然后旋转动力输出机构控制芯轴反转退出螺纹衬套，即可完成带键螺纹衬套的全部安装操作；或者旋转动力输出机构包括沿轴向导向且沿周向止转配合的传动轴和传动套筒，也即传动轴和传动套筒的其中一个可以带动另一个转动，并且其中一个固定时，另外一个可以轴向活动，通过传动轴和传动套筒的周向止转配合可以实现芯轴旋转以安装螺纹衬套，而传动轴或传动套筒与直动动力输出机构配合，这样在螺纹衬套安装完成后，通过直动动力输出机构可以使传动轴或传动套筒对芯轴施加拉力从而间接使承力套筒的顶压端朝向销键平移，将销键压入基体，同样能够实现销键的安装。

综上，本发明的带键螺纹衬套自动安装工具依靠两个动力机构分别实现螺纹衬套的安装和销键的安装，两个安装过程互不影响，实现了自动操作，可以代替传统的纯手工操作，提高安装效率，减轻劳动强度。

附图说明

图1为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的内部结构图；

图2为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的组成原理图；

图3为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的安装接头模块的立体图；

图4为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的安装接头模块的剖视图；

图5为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的安装接头模块的使用状态图(未显示外套螺母)；

图6为图3～图5中安装接头模块的承力套筒的立体图；

图7为图3～图5中安装接头模块的限位套筒的立体图；

图8为图3～图5中安装接头模块的芯轴的立体图；

图9为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的安装接头模块与中间轴的连接结构图；

图10为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的中间轴与第一传动轴的连接结构图；

图11为图1、图9和图10中的中间轴的立体图；

图12为图9中第二接头筒的立体图；

图13为图9中第一接头筒的立体图；

图14为图1和图10中的第一传动轴的立体图；

图15为图10中传动套筒的立体图；

图16为图1和图10中传动螺套的立体图；

图17为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的传动螺套的安装结构图；

图18为图17中齿轮套筒的结构图；

图19为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的使用过程图(第一步)；

图20为本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的使用过程图(第二步)。

图中：1、芯轴；1-1、第一外螺纹；1-2、第二外螺纹；1-3、止转部；2、承力套筒；2-1、第一螺纹段；2-2、第二螺纹段；2-3、光杆段；2-4、第一凸起结构；2-5、第二凸起结构；2-6、伸入槽；2-7、挡止台阶；3、限位套筒；3-1、后挡沿；3-2、第一凸耳；3-3、第二凸耳；3-4、第一凹槽；3-5、第二凹槽；4、外套螺母；4-1、前挡沿；5、调节螺母；6、带键螺纹衬套；6-1、螺纹衬套；6-2、销键；7、基体；8、推力套筒；9、中间轴；9-1、第三螺纹段；9-2、安装槽；9-3、第一六方头；10、压力传感器；11、壳体；12、齿轮套筒；12-1、齿轮部；12-2、套筒部；12-3、第三环槽；13、第一传动轴；13-1、第二六方头；14、位移传感器；15、旋转动力电机；16、第二传动齿轮；17、第一传动齿轮；18、直动动力电机；19、传动螺套；19-1、第一环槽；19-2、挡沿；20、第三传动齿轮；21、弹簧；22、第一止转销；23、第一接头筒；23-1、六方面；23-2、销孔；24、第二接头筒；24-1、第一六方孔；25、传动套筒；25-1、第二六方孔；25-2、第二环槽；26、固定杆；27、螺栓；28、安装架；29、平面推力轴承；30、限位板；31、第二止转销；32、第二传动轴。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明提供的带键螺纹衬套自动安装工具依靠两个动力机构分别实现螺纹衬套的安装和销键的安装，两个安装过程互不影响，实现了自动操作，可以代替传统的纯手工操作，提高安装效率，减轻劳动强度。

具体地，本发明中带键螺纹衬套自动安装工具(以下简称安装工具)的实施例：

如图1和图2所示，安装工具包括三大模块，分别是安装接头模块、动力模块和控制系统模块，其中动力模块包括壳体11和设置在壳体11内的旋转动力输出机构和直动动力输出机构，直动动力输出机构包括直动动力电机18，旋转动力输出机构包括旋转动力电机15。

如图1、图3、图4和图5所示，安装接头模块包括轴线均沿前后方向延伸的芯轴1和承力套筒2，结合图8所示，芯轴1前端设置有用于与带键螺纹衬套6的内螺纹孔匹配连接的外螺纹，即第一外螺纹1-1，芯轴1后端设置有第二外螺纹1-2和止转部1-3，第二外螺纹1-2和止转部1-3与旋转动力输出机构传动连接，安装时可以先将带键螺纹衬套6旋到第一外螺纹1-1上1～2扣，旋转动力输出机构自动控制芯轴1旋转，从而实现螺纹衬套6-1安装到基体7上。

承力套筒2套设在芯轴1外部且两者在轴向和周向均可相对移动，也即芯轴1在旋转进行螺纹衬套6-1的安装时，承力套筒2不会随之移动或形成干涉，并且在芯轴1固定不动的情况下，承力套筒2还可以单独做轴向移动。承力套筒2前端为用于顶压销键6-2的顶压端，如图4、图5和图6所示，承力套筒2的外周面包括光杆段2-3和第一螺纹段2-1，第一螺纹段2-1位于光杆段2-3的后侧，光杆段2-3外部套设有限位套筒3，限位套筒3的前端面为用于顶压基体7的顶压面，当螺纹衬套6-1安装到位时，限位套筒3的顶压面顶压在基体7上。限位套筒3的前端和芯轴1之间形成有用于对销键6-2进行限位的限位空间，可以防止销键6-2在压入的过程中产生径向变形。

限位套筒3和承力套筒2之间设置有用于对限位套筒3施加朝前作用力的弹性件，弹性件具体为弹簧21，并且第一螺纹段2-1外部连接有外套螺母4，外套螺母4的前端设置有前挡沿4-1，限位套筒3的后端设置有后挡沿3-1(如图4、图5和图7所示)，后挡沿3-1位于前挡沿4-1的后侧且与前挡沿4-1在前后方向上挡止配合(如图4所示)，弹簧21位于外套螺母4的内部，且一端顶在承力套筒2的台阶面上，另外一端顶在后挡沿3-1上。

如图5、图6和图7所示，限位套筒3的后端设置有向后延伸的凸耳，凸耳设有两个，分别是第一凸耳3-2和第二凸耳3-3，两个凸耳对称布置。承力套筒2上设置有用于对凸耳的向后移动进行挡止的挡止台阶2-7，承力套筒2上还设有供凸耳伸入的伸入槽2-6，伸入槽2-6也设有两个且对称布置，限位套筒3相对于承力套筒2旋转时的周向位置包括供凸耳和挡止台阶2-7前后挡止配合的挡止位置、还包括供凸耳和伸入槽2-6相对应以使限位套筒3和承力套筒2之间可沿轴向相对活动的活动位置。安装带键螺纹衬套6之前，首先将限位套筒3旋转到挡止位置，安装时随着螺纹衬套6-1不断进入基体7的安装孔内，最终限位套筒3的前端面顶压在基体7上，此时由于凸耳和挡止台阶2-7的挡止作用，限位套筒3无法向后移动，也即整个安装接头模块无法再向前移动，从而控制螺纹衬套6-1旋入基体7内的深度。

为了方便调整限位套筒3的周向位置，如图5和图6所示，在光杆段2-3的外周面上分别设置有用于与第一凸耳3-2在周向上挡止配合以限制限位套筒3的正向旋转极限的第一凸起结构2-4以及限制限位套筒3的反向旋转极限的第二凸起结构2-5，第一凸起结构2-4和第二凸起结构2-5均为具有一定长度的小圆柱体。其中，第一凸起结构2-4位于其中一个伸入槽2-6的槽口位置，第二凸起结构2-5位于两个伸入槽2-6周向上的中间位置，第一凸耳3-2与第一凸起结构2-4挡止配合时限位套筒3处于所述的活动位置，第一凸耳3-2与第二凸起结构2-5挡止配合时限位套筒3处于所述的挡止位置。为了不影响限位套筒3和承力套筒2之间的轴向活动，如图7所示，在限位套筒3上还设置有用于在处于所述的活动位置时供第一凸起结构2-4伸入的第一凹槽3-4以及供第二凸起结构2-5伸入的第二凹槽3-5，两个凹槽的布置位置与两个凸起结构的位置对应，也即第一凹槽3-4紧靠第一凸耳3-2设置，第二凹槽3-5位于两个凸耳周向上的中间位置。

如图9所示，旋转动力输出机构包括设置在芯轴1后侧的中间轴9，中间轴9的后端位于壳体11内、前端位于壳体11外，中间轴9的前端与芯轴1的后端之间通过接头结构传动连接，接头结构包括第一接头筒23，中间轴9的前端与芯轴1的后端分别伸入第一接头筒23内并与第一接头筒23连接。进一步地，接头结构还包括套设在第一接头筒23外部且与第一接头筒23止转配合的第二接头筒24，如图12所示，第二接头筒24的内孔为第一六方孔24-1，如图13所示，第一接头筒23的外周面为六方面23-1，六方面23-1与第一六方孔24-1匹配，以实现两个接头筒之间的止转配合。

第一接头筒23的内孔为螺纹孔，中间轴9的前端与芯轴1的后端分别与第一接头筒23螺纹连接，也即芯轴1后端的第二外螺纹1-2便是与第一接头筒23的内孔螺纹连接，同时芯轴1后端的止转部1-3插入第一六方孔24-1内并与第一六方孔24-1止转配合。另外如图11所示，中间轴9的前端设置有第三螺纹段9-1，第三螺纹段9-1与第一接头筒23螺纹连接。由于中间轴9通过接头结构带动芯轴1正反转，为了避免反转时中间轴9与第一接头筒23之间发生松脱，使中间轴9前端的第三螺纹段9-1与第一接头筒23之间通过第一止转销22连接，为此在第三螺纹段9-1上设置有用于安装第一止转销22的安装槽9-2，并在第一接头筒23上设置有销孔23-2。

使用时，来自中间轴9的扭矩首先传递给第一接头筒23，然后通过第一接头筒23和第二接头筒24之间的止转配合关系传递给第二接头筒24，进而再通过第二接头筒24和止转部1-3之间的止转配合关系传递给芯轴1，从而带动芯轴1旋转，实现螺纹衬套6-1的安装，反转也是如此。当安装销键6-2时，首先将限位套筒3旋转到上述的活动位置，然后由直动动力输出机构对中间轴9施加向后的拉力，由于中间轴9和芯轴1均与第一接头筒23螺纹连接，因此通过此连接关系可以直接对芯轴1施加向后的拉力，而实际上基体7是固定不动的，因此限位套筒3会相对于芯轴1向后移动(相当于芯轴1带着基体7向后移动挤压限位套筒3，限位套筒3处于活动位置，可向后移动)，造成的效果是承力套筒2向前移动，进而顶压销键6-2使其压入基体7内。

当然，上述过程需要有一个前提，就是承力套筒2的后端需要有支撑结构，否则承力套筒2也无法顶压销键6-2移动，如图6所示，承力套筒2后端的外周面包括第二螺纹段2-2，如图9所示，第二螺纹段2-2外部分别螺纹连接有调节螺母5和推力套筒8，推力套筒8位于调节螺母5的后侧，推力套筒8的前端面用于与调节螺母5挡止配合，推力套筒8的后端用于与壳体11外侧面挡止配合，从而为承力套筒2提供稳定的支撑。具体地，可以直接利用推力套筒8的后端面与壳体11挡止配合，也可以在推力套筒8上安装螺钉，通过螺钉与壳体11挡止配合。通过推力套筒8与承力套筒2的螺纹连接关系，可以调整二者之间的轴向位置，改变承力套筒2前端面的位置，以获得合适的顶压销键的效果。通过设置调节螺母5，可以对推力套筒8与承力套筒2的位置进行锁紧，防止发生松动。

如图10所示，旋转动力输出机构包括沿轴向导向且沿周向止转配合的第一传动轴13和传动套筒25，也即第一传动轴13和传动套筒25的其中一个可以带动另一个转动，并且其中一个固定时，另外一个可以轴向活动。中间轴9的后端伸入传动套筒25内且与传动套筒25止转配合，如图15所示，传动套筒25的内孔为第二六方孔25-1，如图11所示，中间轴9的后端设置有第一六方头9-3，第一六方头9-3插入第二六方孔25-1内并与第二六方孔25-1止转配合，保证传动套筒25的扭矩可以传递至中间轴9上。为了保证传动套筒25能够对中间轴9施加拉力，在中间轴9和传动套筒25之间还安装有第二止转销31。

如图14所示，第一传动轴13的前端设置有第二六方头13-1，第二六方头13-1也插入第二六方孔25-1内并与第二六方孔25-1止转配合，如图1所示，第一传动轴13的后端与旋转动力电机15的输出端传动连接，或者旋转动力电机15的输出端可以连接减速器，第一传动轴13的后端与减速器的输出端传动连接，实现旋转动力电机15的输出扭矩传递到第一传动轴13上，进而再传递到传动套筒25上。

如图1和图10所示，直动动力输出机构包括套设在第一传动轴13外部且外周面设有螺纹的传动螺套19，传动螺套19的前端与传动套筒25的后端在轴向上挡止且在周向上相互转动配合，也即当传动套筒25旋转时，传动螺套19固定不动，不会影响其旋转，当传动螺套19轴向移动时，可以带动传动套筒25轴向移动。具体地，如图16所示，传动螺套19包括螺套本体和设置在螺套本体前端且外径大于螺套本体外径的凸环，凸环内设置有第一环槽19-1，第一环槽19-1的前侧具有挡沿19-2。如图15所示，传动套筒25的后端设置有第二环槽25-2，使得传动套筒25的后端也形成了一圈环形凸起，环形凸起卡入第一环槽19-1内，同时挡沿19-2卡入第二环槽25-2内，由此实现了上述的在轴向上挡止且在周向上相互转动配合。

如图1和图17所示，传动螺套19的外部螺纹连接有外周面具有齿的齿轮套筒12，如图18所示，齿轮套筒12包括齿轮部12-1和套筒部12-2，套筒部12-2的外周面为光面且外周面上设有第三环槽12-3。齿轮套筒12转动安装在壳体11内，具体地，壳体11内设置有安装架28，齿轮套筒12安装在安装架28上，安装架28上通过螺栓27固定有限位板30，限位板30卡入第三环槽12-3内，限位板30和安装架28之间还设置有平面推力轴承29，套筒部12-2与平面推力轴承29配合，保证齿轮套筒12的顺利转动。

直动动力电机18的输出端和齿轮套筒12之间设置有齿轮传动结构，具体如图1和图17所示，齿轮传动结构包括设置在直动动力电机18的输出端上的第一传动齿轮17、与第一传动齿轮17啮合的第二传动齿轮16，第二传动齿轮16安装在第二传动轴32的后端，第二传动轴32的前端安装有第三传动齿轮20，第三传动齿轮20与齿轮套筒12啮合。

此外，如图16和图17所示，传动螺套19的后端面上固定有固定杆26，控制系统模块包括设置在壳体11内的位移传感器14，固定杆26与位移传感器14的测量端连接，一方面可以检测传动螺套19的轴向位移，获知销键的装入深度，另一方面可以对传动螺套19起到止转作用，这样当直动动力电机18启动时，通过齿轮传动结构带动齿轮套筒12旋转，且齿轮套筒12仅做旋转运动，因此在丝杠螺母机构的作用下，传动螺套19产生轴向直动，进而可以对传动套筒25施加向后的拉力，进而对中间轴9施加向后的拉力。当然也可以设置其他结构对传动螺套19进行止转，例如在螺套本体上设置沿轴向延伸的导向槽，同时在安装架28上设置伸入导向槽内的导向块。另外，为方便两个电机的启动和停止，可以在壳体上设置相应的按钮。

此外，控制系统模块还包括设置在壳体11内的压力传感器10，可以检测传动螺套19对传动套筒25施加拉力的大小，进而获知销键所受到的压力的大小。压力传感器10和位移传感器14属于硬件部分，通过压力传感器10和位移传感器14分别监测产品安装过程中的实时力值与位移变化，为智能控制提供数据。此外，控制系统模块还包括软件部分，软件部分用于处理安装过程中的实时数据，为自动安装提供运算，具备自动反馈补偿功能，可以调节加工参数，保证产品安装质量批次一致性，并对安装过程参数进行记录保留，

本发明中带键螺纹衬套自动安装工具的使用过程如下：

首先将安装工具接通电源，根据安装的带键螺纹衬套产品的规格，选用对应的安装接头模块，然后根据安装尺寸要求，调节推力套筒8和调节螺母5的位置，使之符合产品安装要求，并将限位套筒3旋转到挡止位置。然后如图19所示，将带键螺纹衬套6轻旋入芯轴1约2扣(此时销键6-2安装在螺纹衬套6-1上)，然后如图20所示，将产品对准基体7上的螺纹孔，启动旋转动力电机15，通过之间一系列的传动，芯轴1转动，此时由于螺纹副之间的摩擦力，芯轴1的第一外螺纹1-1与带键螺纹衬套6之间的摩擦力小于带键螺纹衬套6与基体7螺纹孔之间的摩擦力，所以芯轴1继续相对于带键螺纹衬套6向前旋进(相当于带键螺纹衬套6向后移动)，当芯轴1和带键螺纹衬套6安装到位后，芯轴1带动带键螺纹衬套6同步向前旋转，实现螺纹衬套6-1安装到基体7螺纹孔内(相当于基体7向后运动)，此时限位套筒3的前端面与基体7挡止，则认为螺纹衬套6-1安装到指定位置。然后将限位套筒3旋转到活动位置，启动直动动力电机18，经过一系列的传动，对芯轴1施加向后的拉力，促使承力套筒2向前移动顶压销键6-2，将其压入基体7内。最后启动旋转动力电机15，使芯轴1反向转动而退出螺纹衬套6-1，至此完成了带键螺纹衬套的全流程安装。

本发明提供的带键螺纹衬套自动安装工具可以提高安装效率，减轻人工劳动强度，精准控制安装位置，避免安装不到位或者安装过量而损坏基体；还具备安装压力和安装速度调节功能，避免销键发生变形；还具备安装力实时监测、反馈以及自动补偿功能；还具备安装参数可视化及保存功能；能够保证产品安装一致性，提高质量可靠性。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：承力套筒的后端可以不连接调节螺母，直接由推力套筒与承力套筒的后端螺纹连接，也能实现二者之间位置的调节。在其他实施方式中，如果安装工具仅针对一种型号带键螺纹衬套的安装，也可以省去推力套筒，由承力套筒的后端直接与壳体挡止，或者在壳体上设置其他支撑结构，对承力套筒提供支撑力。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：可以不在壳体内设置位移传感器，此时传动螺套上也无需设置固定杆，此时可以通过控制限位套筒向后移动的位移量，来限制承力套筒向前移动的位移量，例如设计好凸耳的长度和伸入槽的深度，当凸耳伸入到一定距离后与伸入槽的槽壁挡止配合，使得限位套筒无法再向后移动，进而使承力套筒无法再向前顶压销键，以此控制销键的压入量。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：直动动力电机的输出端和齿轮套筒之间的齿轮传动结构也可以为其他形式，例如再加一级齿轮减速，或者直动动力电机的输出端直接安装有与齿轮套筒啮合传动的传动齿轮，或者齿轮套筒上的齿也可以为锥齿，从而与之啮合的齿轮为锥齿轮，或者齿轮传动结构中的某一齿轮副为锥齿轮传动。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：传动螺套与传动套筒之间的轴向挡止且周向相互转动配合的形式还可以是传动螺套的前端直接套设在传动套筒外部，并在传动螺套上安装有轴线沿径向延伸的螺钉，螺钉的端部穿过传动螺套并伸入传动套筒上的环槽内，但不顶紧环槽的槽底壁。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：直动动力输出机构可以不是电机和齿轮传动结构的形式，而是能够直接输出伸缩动力的机构，例如液压缸、气缸或电动推杆，机构的伸缩端直接与传动套筒连接，当然是不能影响传动套筒正常旋转的连接，例如可以在传动套筒外部套设一个轴向位置被限位但可相对于传动套筒旋转的环，机构的伸缩端与环连接。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：接头结构可以不包括第二接头筒，例如中间轴的前端与芯轴的后端在均与第一接头筒螺纹连接的情况下，还都安装有止转销，此时完全可以省去第二接头筒。当然在其他实施方式中，中间轴的前端与芯轴的后端也可以设置为六方头，第一接头筒的内孔为六方孔，中间轴和芯轴的六方头分别插入六方孔内与第一接头筒止转配合，同时中间轴和芯轴与第一接头筒之间还都安装有止转销，此时也可以省去第二接头筒。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：也可以省去中间轴，芯轴的后端直接与传动套筒传动连接，此时亦可省去接头结构。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：可以省去承力套筒上的第一凸起结构和第二凸起结构，同时也省去限位套筒上的第一凹槽和第二凹槽，此时可以在外套螺母上设置镂空孔，以观察凸耳的位置，或者是直接旋转限位套筒，然后握紧限位套筒向后移动，如果无法移动，则说明限位套筒处于挡止位置，反之若能够向后活动，则说明处于活动位置。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：凸耳的数量可以只有一个，对应的伸入槽也只有一个。在其他实施方式中，限位套筒上可以不再设置凸耳，在一定的弹簧压缩程度内，限位套筒相对于承力套筒始终能够向后移动，此时不再利用限位套筒来定位螺纹衬套的旋进深度，而是提前设计好电机旋转的圈数，通过对电机的控制来实现螺纹衬套旋进深度的控制，当然还可以通过肉眼观察，手动控制电机的停止来控制螺纹衬套的旋进深度。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：弹性件也可以采用橡胶套。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：可以不设置外套螺母，此时弹性件的设置方式不变，限位套筒上开设有沿轴向延伸的长孔，采用螺钉穿过长孔与承力套筒螺纹连接(螺钉不贯穿承力套筒，避免影响芯轴移动)，此时限位套筒仍然可以向后移动并压缩弹性件，在限位套筒的前端和芯轴之间仍然可以形成对销键进行限位的限位空间。

在带键螺纹衬套自动安装工具的其他实施方式中：不再通过对芯轴施加拉力从而间接使承力套筒的顶压端朝向销键平移，而是使承力套筒后端与直动动力输出机构传动连接，以直接驱动承力套筒的顶压端朝向销键平移，此时直动动力输出机构可以是气缸、液压缸或电推杆，机构的伸缩端直接与承力套筒连接即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，包括轴线均沿前后方向延伸的芯轴和承力套筒，芯轴前端设置有用于与带键螺纹衬套的内螺纹孔匹配连接的外螺纹，芯轴后端与旋转动力输出机构传动连接；承力套筒套设在芯轴外部且两者在轴向和周向均可相对移动，承力套筒前端为用于顶压销键的顶压端；承力套筒后端与直动动力输出机构传动连接，以直接驱动承力套筒的顶压端朝向销键平移，或者旋转动力输出机构包括沿轴向导向且沿周向止转配合的传动轴和传动套筒，传动轴或传动套筒与直动动力输出机构配合，以使传动轴或传动套筒对芯轴施加拉力从而间接使承力套筒的顶压端朝向销键平移。

2.根据权利要求1所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，承力套筒的外周面包括光杆段和第一螺纹段，光杆段外部套设有限位套筒，限位套筒的前端面为用于顶压基体的顶压面，限位套筒和承力套筒之间设置有用于对限位套筒施加朝前作用力的弹性件，限位套筒的前端和芯轴之间形成有用于对销键进行限位的限位空间；第一螺纹段位于光杆段的后侧，第一螺纹段外部连接有外套螺母，外套螺母的前端设置有前挡沿，限位套筒的后端设置有后挡沿，后挡沿位于前挡沿的后侧且与前挡沿在前后方向上挡止配合。

3.根据权利要求2所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，限位套筒的后端设置有向后延伸的凸耳，承力套筒上设置有用于对凸耳的向后移动进行挡止的挡止台阶，承力套筒上还设有供凸耳伸入的伸入槽，限位套筒相对于承力套筒旋转时的周向位置包括供凸耳和挡止台阶前后挡止配合的挡止位置、还包括供凸耳和伸入槽相对应以使限位套筒和承力套筒之间可沿轴向相对活动的活动位置。

4.根据权利要求3所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，光杆段的外周面上分别设置有用于与凸耳在周向上挡止配合以限制限位套筒的正向旋转极限的第一凸起结构以及限制限位套筒的反向旋转极限的第二凸起结构，凸耳与第一凸起结构挡止配合时限位套筒处于所述的活动位置，凸耳与第二凸起结构挡止配合时限位套筒处于所述的挡止位置，限位套筒上还设置有用于在处于所述的活动位置时供第一凸起结构伸入的第一凹槽以及供第二凸起结构伸入的第二凹槽。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，旋转动力输出机构包括设置在芯轴后侧的中间轴，中间轴的前端与芯轴的后端之间通过接头结构传动连接，接头结构包括第一接头筒，中间轴的前端与芯轴的后端分别伸入第一接头筒内并与第一接头筒连接。

6.根据权利要求5所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，接头结构还包括套设在第一接头筒外部且与第一接头筒止转配合的第二接头筒，芯轴上设置有与第二接头筒的内孔止转配合的止转部，中间轴的前端与芯轴的后端分别与第一接头筒螺纹连接，中间轴的前端与第一接头筒之间还安装有止转销。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，旋转动力输出机构包括所述的传动轴和所述的传动套筒，直动动力输出机构包括套设在传动轴外部且外周面设有螺纹的传动螺套，传动螺套的前端与传动套筒的后端在轴向上挡止且在周向上相互转动配合，传动螺套的外部螺纹连接有外周面具有齿的齿轮套筒，带键螺纹衬套自动安装工具还包括壳体，齿轮套筒转动安装在壳体内，直动动力输出机构还包括设置在壳体内的直动动力电机以及设置在直动动力电机的输出端和齿轮套筒之间的齿轮传动结构。

8.根据权利要求7所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，传动螺套的后端面上固定有固定杆，壳体内设置有位移传感器，固定杆与位移传感器的测量端连接。

9.根据权利要求7所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，传动套筒和芯轴之间连接有中间轴，中间轴的后端位于壳体内、前端位于壳体外，中间轴的后端伸入传动套筒内且与传动套筒止转配合，中间轴和传动套筒之间还安装有止转销。

10.根据权利要求1～4任意一项所述的带键螺纹衬套自动安装工具，其特征在于，承力套筒后端的外周面包括第二螺纹段，第二螺纹段外部分别螺纹连接有调节螺母和推力套筒，推力套筒位于调节螺母的后侧，推力套筒的前端面用于与调节螺母挡止配合，带键螺纹衬套自动安装工具还包括壳体，推力套筒的后端用于与壳体外侧面挡止配合。