CN201009075Y - 主齿锁紧螺母拧紧机 - Google Patents

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丁杰雄
彭文华
牟萍
杨忠学
李迅波
李建超
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Abstract

本实用新型公开了一种拧紧机，套筒(19)的内部有能转动的升降轴(18)。制动器(43)套于制动小锥齿轮轴(40)上。升降轴(18)和套筒(19)的下端分别固定螺母套筒(16)和拧紧爪(17)，分别与拧紧转接盘(14)的内外筒(13)对接。在制动小锥齿轮轴(40)轴线外，设置拧紧力传感器(62)。转筒(10)可绕螺母套筒(16)的轴线转动，预紧力传感器(4)在轴(8)的轴线外约束轴(8)的转动。PLC进行中央存贮、运算、控制。本实用新型克服了现有技术切换不同的产品不方便，不能连续测量的不足，提供了对不同的产品参数化调节，连续测量并测量准确的主齿锁紧螺母拧紧机，可广泛应用在机械装配上。

Description

主齿锁紧螺母拧紧机
技术领域
本实用新型涉及一种螺母拧紧工具，特别是用于一种锁紧螺母的拧紧工具。
背景技术
在现代制造工业中，经常使用锁紧螺母来调节轴承的预紧状态，既防止螺母松动又保证轴承的回转精度及摩擦阻力，如汽车主减速器上主动齿轮轴螺母。通过螺母相对螺杆的转动从而实现锁紧螺母的拧紧。螺母的拧紧力矩及轴承预紧力矩是主齿锁紧螺母的重要参数。现有的主齿母拧紧机切换不同的产品需要重新调节，只能在停止拧紧的时候测量轴承预紧力矩，效率低，测量不准确。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种了主齿锁紧螺母拧紧机。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种主齿锁紧螺母拧紧机，变频电机46通过下皮带轮45、上皮带轮41和小锥齿轮26带动大锥齿轮25转动。大锥齿轮25与套筒19之间用滑动花键连接。套筒19的内部套有升降轴18，升降轴18的上、下分别用挡圈和轴肩限制轴向移动，升降轴18可相对套筒19转动。升降轴18与制动大锥齿轮30之间亦采用滑动花键连接。气缸33带动升降轴18上下移动，升降轴18的上端固定在轴承37内，轴承37的外圈依次通过连接板34、调节套32与气缸33连接。制动器43套于制动小锥齿轮轴40上。连杆42固定于制动器43的外壳上。升降轴18和套筒19的下端分别固定螺母套筒16和拧紧爪17。升降轴18、套筒19、螺母套筒16、拧紧爪17的轴线在一条直线上。螺母套筒16和拧紧爪17与拧紧转接盘14的内外筒13对接。在制动小锥齿轮轴40轴线外，设置拧紧力传感器62。减壳61上开安装止口与定位法兰盘11上用销钉进行定位。定位法兰盘11为剖分式结构，固定在带开口的转筒10上，转筒10的中心位置可以偏离螺母套筒16的轴线。转筒10固定在下轴承7支承的轴8上，可绕螺母套筒16的轴线转动，连杆5与轴8相连，预紧力传感器4位于轴8的轴线外约束轴8的转动。操作显示盒与电器柜连接，电器柜中固定PLC。变频电机46通过变频器与PLC连接。制动器43通过电流驱动器与PLC连接。预紧力传感器4与PLC连接。拧紧力传感器62与PLC连接。
更进一步的技术方案是制动器43是空心轴型磁粉制动器。
更进一步的技术方案是空心轴型磁粉制动器由电流驱动器控制。
更进一步的技术方案是变频电机46由变频器控制。
更进一步的技术方案是转筒10的轴线的偏离方向和距离等于减速器主齿轴线的偏移量。
更进一步的技术方案是空心轴型磁粉制动器在拧紧波形套结构的主齿螺母时用100N·m力矩约束主齿螺母，变频电机46带动突缘以300转/分钟旋转。拧紧力矩达到100N·m时，转速为50转/分钟。
更进一步的技术方案是空心轴型磁粉制动器在拧紧时刚性套结构的主齿螺母时用200N·m力矩约束主齿螺母，变频器控制变频电机46带动突缘以300转/分钟旋转。拧紧力矩达到200N·m时，转速为50转/分钟。
更进一步的技术方案是PLC的存储单元具有掉电保护功能，各类产品的拧紧工艺参数和类别代码存储于存储单元中。
更进一步的技术方案是拧紧力传感器62是电阻应变式传感器，预紧力传感器4是电阻应变式传感器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是对不同的产品参数化调节，方便快捷，连续测量拧紧力矩及轴承预紧力矩，测量准确。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的控制系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，气缸33带动升降轴18上下移动时，带动拧紧爪17和螺母套筒16同步升降，实现与突缘和主齿螺母的对接或脱开。空心轴式磁粉制动器43在圆周方向上采用浮动支承，用拧紧力传感器62约束其外壳的转动，当给空心轴式磁粉制动器43施加电流产生制动力矩时，其反作用力矩将反映为拧紧力传感器62的约束力。拧紧爪17与变频电机46通过皮带、下皮带轮45、上皮带轮41相连，用空心轴式磁粉制动器43夹住主齿螺母，拧紧爪17带动凸缘转动，使主齿螺母与螺杆之间产生相对转动从而实现拧紧功能。
减壳61用置于转筒10的定位法兰盘11和销钉定位，当主齿轴承预紧后，转动主齿轴时其预紧力矩将会带动减壳61及转筒10旋转，预紧力传感器4用于约束转筒10转动，则预紧力矩反映为预紧力传感器4的作用力，从而在拧紧过程中实现主齿轴承预紧力的连续监测。
为减小本实用新型上部向前的凸出量，方便操作者搬运工件，将夹持螺母的空心轴式磁粉制动器43横置，用制动小锥齿轮轴40和制动大锥齿轮30来传递制动力矩。
如图2所示，本实用性新采用PLC控制，操作显示盒面采用高亮度液晶图文显示，操作显示盒面显示拧紧过程中的拧紧力矩、预紧力矩，并保留显示拧紧结束时刻的拧紧、预紧力矩值，报告垫片偏厚、偏薄或波形套偏硬、偏软等零件质量异常问题的种类。
拧紧力传感器62、电流驱动器和变频器构成拧紧力矩的测量与控制系统，拧紧力传感器62用于检测约束磁粉制动器外壳转动所需的作用力，为电阻应变式传感器，其电阻变化量通过放大器中的测量电桥转变成电压信号并放大，输送至PLC中完成A/D转换采样，PLC根据拧紧工艺参数，输出控制信号，经D/A转换后控制电流驱动器的输出电流，从而改变磁粉制动器制动力矩的大小，即控制主齿螺母的拧紧力矩。同时，PLC根据预定拧紧程序，通过通信接口控制变频器进而控制电机的启停、方向和转速，即可实现快速预拧、恒速转动突缘测量轴承预紧力矩等功能。
预紧力传感器4在轴8的轴线外测量约束减壳转动所需的力，预紧力传感器4为电阻应变式传感器，其电阻变化量通过放大器中的测量电桥转变成电压信号并放大，输送至PLC中完成A/D转换采样，即完成主齿轴承预紧力矩的测量。
PLC的特殊存储单元具有掉电保护功能，各类产品的拧紧工艺参数和类别代码存储于特殊单元中，上电即按所存的产品种类、参数开始自动拧紧工作。需要更换产品类别时，需在上电过程中按住特定按钮，实现产品种类及配套参数的更换，其更换结果自动保存，一直到下一次更换产品种类为止。
人工将待装主齿螺母套入主齿轴上，旋入2至3圈以防主齿轴脱落，然后将待拧减速器总成搬至定位法兰盘上11，用减壳61止口和安装孔定位，在主齿突缘上放置转接盘14，可相对转动的内外层分别与主齿螺母和突缘孔套装。
波形套结构的主齿螺母拧紧过程如下：
按拧紧按钮，PLC控制气缸33动作使拧紧爪17和螺母套筒16同步下移，分别与转接盘14内外层对接，空心轴式磁粉制动器43用100N·m力矩约束主齿螺母，变频器控制变频电机46带动突缘以300转/分钟高速旋转，拧紧力矩达到100N·m时，将使空心轴式磁粉制动器43内圈开始滑动，降低变频电机46转速至50转/分钟，逐渐增加空心轴式磁粉制动器43的激磁电流，同时检测主齿螺母拧紧力矩和轴承预紧力矩，当两者同时到达工艺要求范围时，空心轴式磁粉制动器43松开，变频电机46以50转/分钟转速带动突缘继续旋转5圈，测量平均预紧力矩值。
若拧紧力矩未达到工艺要求的最小值而预紧力矩已超过工艺要求上限，则停止拧紧，并报告故障——隔套偏软。
若拧紧力矩达到工艺要求的最大值而预紧力矩未达到工艺要求最小值，则停止拧紧，并报告故障——隔套偏硬。
刚性套结构的主齿螺母拧紧过程如下：
按拧紧按钮，PLC控制气缸33动作使拧紧爪17和螺母套筒16同步下移，分别与转接盘14内外层对接，空心轴式磁粉制动器43用200N·m力矩约束主齿螺母，变频器控制变频电机46带动突缘以300转/分钟高速旋转，拧紧力矩达到200N·m时，将使空心轴式磁粉制动器43内圈开始滑动，降低变频电机46转速至50转/分钟，逐渐增加空心轴式磁粉制动器43的激磁电流，同时检测主齿螺母拧紧力矩和轴承预紧力矩，当两者同时到达工艺要求范围时，空心轴式磁粉制动器松开，变频电机46以50转/分钟转速带动突缘继续旋转5圈，测量平均预紧力矩值。
若拧紧力矩未达到工艺要求的最小值而预紧力矩已超过工艺要求上限，则停止拧紧，并报告故障——垫片偏薄。
若拧紧力矩达到工艺要求的最大值而预紧力矩未达到工艺要求最小值，则停止拧紧，并报告故障——垫片偏厚。

Claims (9)

1.一种主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于变频电机(46)通过下皮带轮(45)、上皮带轮(41)和小锥齿轮(26)带动大锥齿轮(25)转动；大锥齿轮(25)与套筒(19)之间用滑动花键连接；套筒(19)的内部套有升降轴(18)，升降轴(18)的上、下分别用挡圈和轴肩限制轴向移动，升降轴(18)可相对套筒(19)转动；升降轴(18)与制动大锥齿轮(30)之间亦采用滑动花键连接；气缸(33)带动升降轴(18)上下移动，升降轴(18)的上端固定在轴承(37)内，轴承(37)的外圈依次通过连接板(34)、调节套(32)与气缸(33)连接；制动器(43)套于制动小锥齿轮轴(40)上；连杆(42)固定于制动器(43)的外壳上；升降轴(1 8)和套筒(19)的下端分别固定螺母套筒(16)和拧紧爪(17)；升降轴(18)、套筒(19)、螺母套筒(16)、拧紧爪(17)的轴线在一条直线上；螺母套筒(16)和拧紧爪(17)与拧紧转接盘(14)的内外筒(13)对接；在制动小锥齿轮轴(40)轴线外，设置拧紧力传感器(62)，约束制动器壳体转动；
减壳(61)上开安装止口与定位法兰盘(11)上用销钉进行定位；定位法兰盘(11)为剖分式结构，固定在带开口的转筒(10)上，转筒(10)的中心位置可以偏离螺母套筒(16)的轴线；转筒(10)固定在下轴承(7)支承的轴(8)上，可绕螺母套筒(16)的轴线转动，连杆(5)与轴(8)相连，预紧力传感器(4)位于轴(8)的轴线外约束轴(8)的转动；
操作显示盒与电器柜连接，电器柜中固定PLC；变频电机(46)通过变频器与PLC连接；制动器(43)通过电流驱动器与PLC连接；预紧力传感器(4)与PLC连接；拧紧力传感器(62)与PLC连接。
2.根据权利要求1所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的制动器(43)是空心轴型磁粉制动器。
3.根据权利要求2所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的空心轴型磁粉制动器由电流驱动器控制。
4.根据权利要求3所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的变频电机(46)由变频器控制。
5.根据权利要求4所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的转筒(10)的轴线的偏离方向和距离等于减速器主齿轴线的偏移量。
6.根据权利要求5所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的空心轴型磁粉制动器在拧紧波形套结构的主齿螺母时用100N·m力矩约束主齿螺母，变频电机(46)带动突缘以300转/分钟旋转；拧紧力矩达到100N·m时，转速为50转/分钟。
7.根据权利要求5所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的空心轴型磁粉制动器在拧紧时刚性套结构的主齿螺母时用200 N·m力矩约束主齿螺母，变频器控制变频电机(46)带动突缘以300转/分钟旋转；拧紧力矩达到200N·m时，转速为50转/分钟。
8.根据权利要求1所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述的PLC的存储单元具有掉电保护功能，各类产品的拧紧工艺参数和类别代码存储于存储单元中。
9.根据权利要求1所述的主齿锁紧螺母拧紧机，其特征在于所述拧紧力传感器(62)是电阻应变式传感器，预紧力传感器(4)是电阻应变式传感器。
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