CN203809626U - 一种连杆机构传动间隙消除装置 - Google Patents

Abstract

一种连杆机构传动间隙消除装置，包括上铆砧（14）、上铆轴（1）、铰链轴（2）、驱动臂（3）、铰链轴（4）、摇臂（5）、铰链轴（6）、铆轴滑座（7）、工位进给溜板（8）、弹簧连接座（9）、弹簧（10）、螺杆（11）、弹簧安装支架（12）、螺母（13）、驱动气缸（15）、铰链轴（16）、气缸安装支架（17）、气缸活塞杆（18）、铰链轴（19），可通过螺杆（11）和螺母（13）调整弹簧（10）的拉力，当弹簧（10）的拉力大于各部件所产生的向下分力之和时，上述各部件就会产生向上移动的趋势，整个上铆轴传动机构在竖直向上方向的各铰链处的间隙就会被消除掉。

Description

一种连杆机构传动间隙消除装置

技术领域

本发明涉及机械制造领域中传动机构的间隙消除装置，具体的说是一种连杆机构传动间隙消除装置。 

背景技术

在机械制造领域有着各种各样的传动方式，由于受到零件加工误差及材料性能等的影响，每种传动方式都或多或少的存在一定的传动间隙或弹性形变，从而使其在反向运动时存在一定的反向误差，这些因素都会对传动的位置精度造成影响，为了获得较高的位置精度（定位精度），要对传动机构采取一定的消除传动间隙的措施，如齿轮传动和丝杠传动等均已经有很多比较成熟的消除传动间隙的方法和措施了，然而，目前还没有针对连杆机构传动间隙的消除方法。由于连杆机构传动控制简单，故其应用非常广泛，比如：在航空领域使用的自动钻铆机上就有广泛的应用，很多厂家生产的自动钻铆机的上铆轴采用了连杆机构（当然也有采用其他传动方式的）。我们知道飞机的蒙皮是采用铆钉进行连接的，一架飞机上有几万甚至几十万上百万颗铆钉，为了提高生产效率，国内外飞机制造领域尤其是民机生产上，广泛的采用自动钻铆机进行铆接，自动钻铆机一个完整的铆接工作循环一般包括如下步骤： 

1.由自动钻铆机工件定位系统完成铆接点的定位；

2.上下压力脚将工件夹紧；

3.钻轴移动到工作位置完成铆钉安装孔的制作；

4.注胶轴移动到工作位置在制好的铆钉安装孔内填注密封胶；

5.上铆轴1移动到工作位置通过其下端与其固连的上铆砧14将铆钉插入到铆钉安装孔内；

6.下铆轴向上移动通过其上端与其固连的下铆砧挤压铆钉完成铆接工作；

7.上下压力脚及上下铆轴分别后退将工件松开，然后进入下一个工作循环重复上述过程。

自动钻铆机的上铆轴在上述铆接工作循环过程中，主要负责通过其下端与其固连的上铆砧将铆钉插入钻好的铆钉安装孔中并抵住铆钉,防止在下铆轴向上移动通过其上端与其固连的下铆砧挤压铆钉进行铆接过程中铆钉回退,铆钉一旦移动回退，就会造成铆钉墩头的尺寸（直径、高度）以及齐平度等指标发生变化，有可能超差甚至造成零件报废。这就要求自动钻铆机的上铆轴及传动链不能有间隙，并且要有足够的刚性，以确保在铆接过程中保持住铆钉的位置不发生变化。然而，在铆接过程中铆钉及上铆轴会受到几万牛顿的作用力（压铆力），在如此大的频繁作用力下，采用连杆机构的上铆轴各铰链处的轴及孔必然会磨损而出现间隙，而且间隙会随着频繁的工作而越来越大，从而会对铆接质量造成影响。要想解决该问题，通常会采取对磨损件进行修复或更换新备件的方法解决，在如此大的频繁作用力下，修复的零件或更换的新备件用不了多久仍然要磨损而出现间隙，问题无法得到彻底解决,而且会不断的增加生产成本。 

发明内容

本发明的目的是通过一种结构简单、制造安装方便、经济实用的间隙消除装置，自动消除连杆机构的传动间隙，使连杆机构能够获得较高的位置精度。比如自动消除采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴的间隙，使上铆轴在铆接过程中不因存在间隙而回退，从而解决因上铆轴各铰链处的磨损间隙而引起铆接过程中铆钉回退而造成的铆钉墩头的尺寸（直径、高度）以及齐平度等指标发生变化的问题，提高自动钻铆机铆接的可靠性，减少废品率，提高生产效率和质量。 

本发明实现上述目的的方案：一种连杆机构传动间隙消除装置,包括上铆砧14、上铆轴1、铰链轴2、驱动臂3、铰链轴4、摇臂5、铰链轴6、铆轴滑座7、工位进给溜板8（在此机构中相当于机架）、弹簧连接座9、弹簧10、螺杆11、弹簧安装支架12、螺母13、驱动气缸15、铰链轴16、气缸安装支架17、气缸活塞杆18、铰链轴19，上铆砧14与上铆轴1相固连，上铆轴1与驱动臂3通过铰链轴2相连接，上铆轴1与驱动臂3可绕铰链轴2相对转动，驱动臂3与摇臂5通过铰链轴4相连接，驱动臂3与摇臂5均可绕铰链轴4相对转动，摇臂5与铆轴滑座7通过铰链轴6相连接，驱动臂5与铆轴滑座7可绕铰链轴6相对转动，铆轴滑座7与工位进给溜板8相固连，上铆轴1可在铆轴滑座7内滑动，弹簧连接座9与上铆轴1相固连，弹簧10的两端分别与弹簧连接座9和螺杆11相连，螺杆11又通过螺母13与弹簧安装支架12相连，弹簧安装支架12固连在溜板8上，气缸安装支架17与铆轴滑座7相固连，驱动气缸15通过铰链轴16与气缸安装支架17相连接，驱动气缸15可绕铰链轴16相对转动，气缸活塞杆18与驱动臂3通过铰链轴19相连接，气缸活塞杆18与驱动臂3均可绕铰链轴19相对转动。 

本发明提供的一种连杆机构传动间隙消除装置,可通过螺杆11和螺母13调整弹簧10的拉力，当弹簧10的拉力大于上铆砧14、上铆轴1、铰链轴2、驱动臂3、铰链轴4、摇臂5、铰链轴6、弹簧连接座9等的重力以及驱动气缸15所产生的向下分力之和时，上述各部件就会产生向上移动的趋势，整个上铆轴传动机构（连杆机构）在竖直向上方向（上铆轴受到的压铆力的方向）的各铰链处的间隙就会被消除掉。 

本发明具有如下优点： 

1、该装置具有结构原理简单、制造安装容易、成本低等特点。

2、采用消隙装置消除采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴的间隙的方法在国内外均属首创，相比于更换零件来解决磨损间隙问题的方法，更经济实用、一劳永逸。 

附图说明

图1是采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴未加消隙装置前上铆轴完全缩回时（处于非压铆工作状态）的示意图。 

图2是采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴未加消隙装置前上铆轴完全伸出时（处于压铆工作状态）的示意图。 

图3是图2沿D-D截面的剖视图。 

图4是采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴加了消隙装置后上铆轴完全伸出时（处于压铆工作状态）的示意图。 

图中：1.上铆轴，2.铰链轴，3.驱动臂，4.铰链轴，5.摇臂，6.铰链轴，7.铆轴滑座，8.工位进给溜板，9.弹簧连接座，10.弹簧，11.螺杆，12.弹簧安装支架，13.螺母，14.上铆砧，15.驱动气缸，16铰链轴，17.气缸安装支架，18.气缸活塞杆，19.铰链轴。 

具体实施方式

下述实施例是以自动钻铆机上铆轴的应用为例，但并不限于此应用范围。 

如图1、2、3、4所示，一种连杆机构传动间隙消除装置,包括上铆砧14、上铆轴1、铰链轴2、驱动臂3、铰链轴4、摇臂5、铰链轴6、铆轴滑座7、工位进给溜板8（在此机构中相当于机架）、弹簧连接座9、弹簧10、螺杆11、弹簧安装支架12、螺母13、驱动气缸15、铰链轴16、气缸安装支架17、气缸活塞杆18、铰链轴19，上铆砧14与上铆轴1相固连，上铆轴1与驱动臂3通过铰链轴2相连接，上铆轴1与驱动臂3可绕铰链轴2相对转动，驱动臂3与摇臂5通过铰链轴4相连接，驱动臂3与摇臂5均可绕铰链轴4相对转动，摇臂5与铆轴滑座7通过铰链轴6相连接，驱动臂5与铆轴滑座7可绕铰链轴6相对转动，铆轴滑座7与工位进给溜板8相固连，上铆轴1可在铆轴滑座7内滑动，弹簧连接座9与上铆轴1相固连，弹簧10的两端分别与弹簧连接座9和螺杆11相连，螺杆11又通过螺母13与弹簧安装支架12相连，弹簧安装支架12固连在溜板8上，气缸安装支架17与铆轴滑座7相固连，驱动气缸15通过铰链轴16与气缸安装支架17相连接，驱动气缸15可绕铰链轴16相对转动，气缸活塞杆18与驱动臂3通过铰链轴19相连接，气缸活塞杆18与驱动臂3均可绕铰链轴19相对转动。 

由图1所示状态到图2、图3所示状态的动作过程为：驱动气缸15通过气缸活塞杆18对驱动臂3施加推力，驱动臂3带动与其铰接的摇臂5绕铰链轴4转动，同时驱动臂3带动与其铰接的上铆轴1及与上铆轴1相固连的上铆砧14在铆轴滑座7内向下滑动，直到驱动臂3与铆轴滑座7接触到为止。 

在图2、图3所示状态，铰链轴2、4、6的中心点处于同一直线上或铰链轴4的中心点越过铰链轴2、6中心点的连线，在这样的状态下该平面连杆机构就会自锁，如果各铰链处（如铰链轴2、4、6处）不存在间隙，则在受到压铆力的作用时，上铆轴1及与其相固连的上铆砧14就不会出现回退的现象。 

在图2、图3所示状态，如果各铰链处（如铰链轴2、4、6处）存在间隙，各部件在重力作用下会自动向下移动，直到各铰链处的各部件完全接触为止。整个过程可分解为：上铆轴1及与其相固连的上铆砧14会一起向下移动与铰链轴2相接触，并带动铰链轴2一起下移，然后铰链轴2与驱动臂3相接触，并带驱动臂3一起下移，然后驱动臂3与铰链轴4相接触，并带动铰链轴4一起下移，然后铰链轴4与摇臂5相接触，并带动摇臂5一起下移，然后摇臂5与铰链轴6相接触，并带动铰链轴6一起下移，直到铰链轴6与铆轴滑座7相接触。此状态各铰链处的间隙分布情况为：上铆轴1与铰链轴2之间的间隙位于铰链轴2的下方，驱动臂3与铰链轴2之间的间隙位于铰链轴2的上方；驱动臂3与铰链轴4之间的间隙位于铰链轴4的下方，摇臂5与铰链轴4之间的间隙位于铰链轴4的上方；摇臂5与铰链轴6之间的间隙位于铰链轴6的下方，铆轴滑座7与铰链轴6之间的间隙位于铰链轴6的上方。此时，在受到压铆力的作用时，则会出现上铆轴组件回退的现象，直到各铰链处的各部件完全接触为止。整个回退过程可分解为：上铆轴1及与其相固连的上铆砧14会一起向上移动与铰链轴2相接触，并带动铰链轴2一起上移，然后铰链轴2与驱动臂3相接触，并带驱动臂3一起上移，然后驱动臂3与铰链轴4相接触，并带动铰链轴4一起上移，然后铰链轴4与摇臂5相接触，并带动摇臂5一起上移，然后摇臂5与铰链轴6相接触，并带动铰链轴6一起上移，直到铰链轴6与铆轴滑座7相接触，此时各铰链处的间隙分布情况恰好与受压铆力之前相反。 

图4为采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴加了消隙装置后完全伸出处于工作时的状态，通过螺杆11和螺母13调整弹簧10的拉力，随着弹簧10的拉力不断增加，上铆轴1及与其相固连的上铆砧14会一起向上移动与铰链轴2相接触，并带动铰链轴2一起上移，然后铰链轴2与驱动臂3相接触，并带驱动臂3一起上移，然后驱动臂3与铰链轴4相接触，并带动铰链轴4一起上移，然后铰链轴4与摇臂5相接触，并带动摇臂5一起上移，然后摇臂5与铰链轴6相接触，并带动铰链轴6一起上移，直到铰链轴6与铆轴滑座7相接触，从而将上铆轴组件回退的间隙完全消除掉了，其消除间隙的整个过程恰好与受到压铆力时的动作过程完全相同，由此可见，采用消隙装置的目的，就是预先消除采用连杆机构的自动钻铆机上铆轴的传动间隙，使其在铆接过程中，受到压铆力的作用时不再发生回退的现象，从而提高自动钻铆机铆接的可靠性，减少废品率，提高生产效率和质量。 

上述实施例只是该消隙装置的一种应用情况，其可应用场合不仅限于此，所有用连杆机构需要实现无间隙传动的场合，本发明均适用。 

Claims (1)

1.一种连杆机构传动间隙消除装置,其特征在于，包括上铆砧（14）、上铆轴（1）、铰链轴（2）、驱动臂（3）、铰链轴（4）、摇臂（5）、铰链轴（6）、铆轴滑座（7）、工位进给溜板（8）、弹簧连接座（9）、弹簧（10）、螺杆（11）、弹簧安装支架（12）、螺母（13）、驱动气缸（15）、铰链轴（16）、气缸安装支架（17）、气缸活塞杆（18）、铰链轴（19），上铆砧（14）与上铆轴（1）相固连，上铆轴（1）与驱动臂（3）通过铰链轴（2）相连接，上铆轴（1）与驱动臂（3）可绕铰链轴（2）相对转动，驱动臂（3）与摇臂（5）通过铰链轴（4）相连接，驱动臂（3）与摇臂（5）均可绕铰链轴（4）相对转动，摇臂（5）与铆轴滑座（7）通过铰链轴（6）相连接，驱动臂（5）与铆轴滑座（7）可绕铰链轴（6）相对转动，铆轴滑座（7）与工位进给溜板（8）相固连，上铆轴（1）可在铆轴滑座（7）内滑动，弹簧连接座（9）与上铆轴（1）相固连，弹簧（10）的两端分别与弹簧连接座（9）和螺杆（11）相连，螺杆（11）又通过螺母（13）与弹簧安装支架（12）相连，弹簧安装支架（12）固连在溜板（8）上，气缸安装支架（17）与铆轴滑座（7）相固连，驱动气缸（15）通过铰链轴（16）与气缸安装支架（17）相连接，驱动气缸（15）可绕铰链轴（16）相对转动，气缸活塞杆（18）与驱动臂（3）通过铰链轴（19）相连接，气缸活塞杆（18）与驱动臂（3）均可绕铰链轴（19）相对转动。