CN204308071U - 机械式自动液压油缸钢筒扩径机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械式自动液压油缸钢筒扩径机，属于机械领域。包括自动送料机构、机械手机构、滑动夹紧机构以及卸料架。根据技术要求不同，可加工出两端不同形状，不同尺寸的钢筒。整体工装当右扩径头进入待加工钢筒时，可随着右扩径头前进，与待加工钢筒一起达到左扩径头所在位置，继而进行加工。优点在于：结构相对简单，自动化程度高，加工速度快，使用寿命长。具有大功率、高速高效、加工精度高等优点。由于工装与冲头都是可替换的，因而可以实现多种不同类型的油缸钢筒的扩径，可加工的钢筒的长度范围在350mm到800mm之间。油缸由于用途和安装部位的不同，油缸钢筒两端的形状也不同，完全可以满足不同的形状和尺寸要求。实用性强。

Description

机械式自动液压油缸钢筒扩径机

技术领域

本实用新型涉及机械领域，特别涉及一种机械式自动液压油缸钢筒扩径机，使液压油缸钢筒的扩径整形生产实现自动化。

背景技术

液压油缸是液压系统中常用的执行元件。随着我国工程机械需求量的大幅度增长，液压油缸以其结构简单、输出功率大、工作效率高、性能稳定可靠、使用维护方便等优点在各种工程机械、煤矿机械、特种车辆等大型机械的使用过程中起到了非常重要的作用。

目前，国内生产液压油缸的设备非常多。液压油缸钢筒生产过程中的扩径操作可以提高钢管的屈服强度、消除钢筒成型和后续热处理产生的残余应力，使液压油缸钢筒达到预期的强度和精度，以保证装配后油缸的质量。油缸钢筒扩径生产的自动化水平低，导致生产技术水平不高，最终产品的品质低、技术含量低，产品市场竞争力低下。但是目前市场上几乎没有用于液压油缸钢筒扩径生产过程的专用自动化生产设备，没有相关产品可以解决液压油缸钢筒生产过程中扩径操作的自动化。

液压油缸钢筒加工属于深孔无屑冷加工。采用拉削缸体—精镗缸体—滚压缸体的加工方式对经验和试验方法的依赖性强（刘玉华.精密钢筒液压加工机理及力的计算.鸡西大学学报.2004,4:44-45,53.），若加工过程的参数计算不准确，则易出现产品质量不稳定、大量浪费能源的情况。

德国SMS Meer公司机械式扩径机（刘增强等.德国SMS Meer公司机械式扩径机的控制系统及原理.钢管.2012,8:58-62.）运行性能稳定，自动化程度高，报警及各种设备保护齐全。但存在系统结构复杂、编修维护比较繁琐等缺点。

实际生产过程中若仅靠人力对油缸钢筒进行整形，则最终产品质量良莠不齐，且生产过程的自动化水平过低，生产效率低下。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种机械式自动液压油缸钢筒扩径机，解决了现有技术存在的上述问题。实现液压油缸钢筒扩径过程的自动化，同时改善其力学性能以及提高钢筒的尺寸和形状精度。液压油缸钢筒扩径机主要在实际的油缸生产中具有以下意义：一是在液压油缸生产中，对钢筒的质量和精度的提升，提高钢筒的形状和尺寸精度；减少或消除由于成形及试验而造成的鲍辛格效应，提高钢管的屈服强度；消除钢管成型和后续热处理产生的残余应力。二是扩径过程的自动化可以节省人力资源，能够很好的适应市场需求，最重要的是油缸钢筒扩径机可以不间断的连续工作，显著提高生产效率。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

    机械式自动液压油缸钢筒扩径机，包括自动送料机构、机械手机构、滑动夹紧机构以及卸料架，其中，自动送料机构包括上料电机18、上料减速机19、主动链轮20、从动链轮21、链条22、缸筒对中板23、缸筒检测传感器固定架24、同步带轮25、缸筒对中动力气缸26，所述上料电机18、上料减速机19、缸筒检测传感器固定架24分别固定在自动送料机构上，主动链轮20通过键及顶丝与上料减速机19的输出轴相连，并通过链条22与从动链轮21连接；缸筒对中板23通过滑轨及滑块固定在自动送料机构上，同步带轮25与同步带轮固定架内深沟球轴承相连，缸筒对中动力气缸26的尾端通过销轴固定在同步带轮固定架上，前端固定在缸筒对中板23的滑块上的固定板上。链条22被托板托住，对中由缸筒对中动力气缸26带动同步带轮25实现。

所述的机械手机构包括转臂电机27、转臂减速机28、无杆缸29、上料夹紧气缸30、卸料夹紧气缸31、卸料夹紧爪32、上料夹紧爪33，所述转臂电机27、转臂减速机28固定在滑动夹紧机构的移动板3上，无杆缸29固定在自动送料机构上；上料夹紧气缸30、卸料夹紧气缸31分别固定在转臂上，卸料夹紧爪32、上料夹紧爪33与夹紧爪固定板并安装在滑块上，通过卸料夹紧气缸31及上料夹紧气缸30上下运动。整个机械手机构由转臂电机27推动，可实现180°内的反复90°旋转，与送料机构、卸料机构对接；无杆缸29带动机械手，实现上料及取料。

所述的自动送料机构的一端设置触摸屏保护箱34，所述触摸屏保护箱34通过倾斜式钣金架固定安装在自动送料机构上。

所述的滑动夹紧机构包括导向油缸1、主油缸2、移动板3、扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ9、10、顶出油缸13、油源电机14、油泵15、油滤16、油箱17、限位工装、加工冲头，所述导向油缸1、主油缸2与滑动夹紧机构的上板通过螺钉固定，移动板3与滑动夹紧机构的四根光轴通过铜套滑动配合，扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ9、10分别通过止口与滑动夹紧机构的左右立板固定连接；顶出油缸13与滑动夹紧机构的下板固定连接，油泵15通过联轴器与油源电机14相连，油源电机14、油泵15、油滤16及油箱17分别固定在角铁支撑架上。

所述的限位工装由上工装Ⅰ、Ⅱ4、5、下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ6、7、8组成，上工装Ⅰ、Ⅱ4、5分别通过滑动板与滑动夹紧机构连接，下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ6、7、8分别通过定位键与滑动夹紧机构固定连接，上工装Ⅰ、Ⅱ4、5由主油缸2带动，两个导向油缸1辅助；整个限位工装固定在钢板上与滑块连接，滑块与左侧油缸连接，可前后移动达到加工不同尺寸工件的目的。顶出油缸13实现工件的升降，使机械手可以再加工完成后顺利取走工件。

所述的加工冲头根据生产需要分为圆冲头11和方冲头12，所述圆冲头11通过法兰盘及加长杆与左立板固定连接，方冲头12与主油缸2的导向座及加长杆固定连接，可加工出两端不同形状尺寸的钢筒。液压油缸是设备工作的执行元件，使冲头与钢筒接触，共同运动到达另一端的冲头处，然后开始加工工件。

所述的卸料架上部呈斜坡状，钢筒在重力作用下沿斜坡滑落，实现自动卸料。

    本实用新型的有益效果在于：具有大功率、高速高效、加工精度高、结构相对简单，自动化程度高，使用寿命长等优点。由于工装与冲头都是可替换的，因而可以实现多种不同类型的油缸钢筒的扩径，可加工的钢筒的长度范围在350mm到800mm之间。油缸由于用途和安装部位的不同，油缸钢筒两端的形状也不同，完全可以满足不同的形状和尺寸要求。实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的自动送料机构的结构示意图；

图3为本实用新型的机械手机构的结构示意图；

图4为本实用新型的卸料架的结构示意图。

图中：1、导向油缸；2、主油缸；3、移动板；4、上工装Ⅰ；5、上工装Ⅱ；6、下工装Ⅰ；7、下工装Ⅱ；8、下工装Ⅲ；9、扩孔油缸Ⅰ；10、扩孔油缸Ⅱ；11、圆冲头；12、方冲头；13、顶出油缸；14、油源电机；15、油泵；16、油滤；17、油箱；18、上料电机；19、上料减速机；20、主动链轮；21、从动链轮；22、链条；23、缸筒对中板；24、缸筒检测传感器固定架；25、同步带轮；26、缸筒对中动力气缸；27、转臂电机；28、转臂减速机；29、无杆缸；30、上料夹紧气缸；31、卸料夹紧气缸；32、卸料夹紧爪；33、上料夹紧爪；34、触摸屏保护箱。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图4所示，本实用新型的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，包括自动送料机构、机械手机构、滑动夹紧机构以及卸料架，其中，自动送料机构包括上料电机18、上料减速机19、主动链轮20、从动链轮21、链条22、缸筒对中板23、缸筒检测传感器固定架24、同步带轮25、缸筒对中动力气缸26，所述上料电机18、上料减速机19、缸筒检测传感器固定架24分别固定在自动送料机构上，主动链轮20通过键及顶丝与上料减速机19的输出轴相连，并通过链条22与从动链轮21连接；缸筒对中板23通过滑轨及滑块固定在自动送料机构上，同步带轮25与同步带轮固定架内深沟球轴承相连，缸筒对中动力气缸26的尾端通过销轴固定在同步带轮固定架上，前端固定在缸筒对中板23的滑块上的固定板上。链条22被托板托住，对中由缸筒对中动力气缸26带动同步带轮25实现。

参见图3所示，所述的机械手机构包括转臂电机27、转臂减速机28、无杆缸29、上料夹紧气缸30、卸料夹紧气缸31、卸料夹紧爪32、上料夹紧爪33，所述转臂电机27、转臂减速机28固定在滑动夹紧机构的移动板3上，无杆缸29固定在自动送料机构上；上料夹紧气缸30、卸料夹紧气缸31分别固定在转臂上，卸料夹紧爪32、上料夹紧爪33与夹紧爪固定板并安装在滑块上，通过卸料夹紧气缸31及上料夹紧气缸30上下运动。整个机械手机构由转臂电机27推动，可实现180°内的反复90°旋转，与送料机构、卸料机构对接；无杆缸29带动机械手，实现上料及取料。

所述的自动送料机构的一端设置触摸屏保护箱34，所述触摸屏保护箱34通过倾斜式钣金架固定安装在自动送料机构上。

参见图1所示，所述的滑动夹紧机构包括导向油缸1、主油缸2、移动板3、扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ9、10、顶出油缸13、油源电机14、油泵15、油滤16、油箱17、限位工装、加工冲头，所述导向油缸1、主油缸2与滑动夹紧机构的上板通过螺钉固定，移动板3与滑动夹紧机构的四根光轴通过铜套滑动配合，扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ9、10分别通过止口与滑动夹紧机构的左右立板固定连接；顶出油缸13与滑动夹紧机构的下板固定连接，油泵15通过联轴器与油源电机14相连，油源电机14、油泵15、油滤16及油箱17分别固定在角铁支撑架上。

所述的限位工装由上工装Ⅰ、Ⅱ4、5、下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ6、7、8组成，上工装Ⅰ、Ⅱ4、5分别通过滑动板与滑动夹紧机构连接，下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ6、7、8分别通过定位键与滑动夹紧机构固定连接，上工装Ⅰ、Ⅱ4、5由主油缸2带动，两个导向油缸1辅助；整个限位工装固定在钢板上与滑块连接，滑块与左侧油缸连接，可前后移动达到加工不同尺寸工件的目的。顶出油缸13实现工件的升降，使机械手可以再加工完成后顺利取走工件。

所述的加工冲头根据生产需要分为圆冲头11和方冲头12，所述圆冲头11通过法兰盘及加长杆与左立板固定连接，方冲头12与主油缸2的导向座及加长杆固定连接，可加工出两端不同形状尺寸的钢筒。液压油缸是设备工作的执行元件，使冲头与钢筒接触，共同运动到达另一端的冲头处，然后开始加工工件。

参见图4所示，所述的卸料架上部呈斜坡状，钢筒在重力作用下沿斜坡滑落，实现自动卸料。

参见图1至图4所示，本实用新型的工作过程是：

由上料电机18和上料减速机19带动主动链轮20，从而带动从动链轮21，使工件随着链条运动。当工件达到预定位置被接近开关感知，PLC接受到信号使电机停止转动，工件停止运动。缸筒对中动力气缸26工作，通过传送带的作用，同步带轮25运动，带动缸筒对中板23工作，完成工件对中，等待机械手到来。上料夹紧气缸30推动上料夹紧爪33下降，机械手在转臂电机27和转臂减速机28的作用下，从起始位置旋转90°，到达工件所在位置。上料夹紧气缸30的作用下，上料夹紧爪33提升抓取工件，然后机械手回到起始位置。在无杆缸29的作用下机械手整体前进，达到加工位置，上料夹紧气缸30推动上料夹紧爪33下降，将工件放置在工装上，机械手整体在无杆缸29的作用下后退。移动板3在主油缸2和导向油缸1的作用下下降，上工装Ⅰ、Ⅱ4、5压紧工件。油源电机14带动油泵15从油箱17中抽取液压油，经油滤16后，送给扩孔油缸Ⅰ9。扩孔油缸Ⅰ9与扩孔油缸Ⅱ10通腔，使扩孔油缸Ⅰ9前进时扩孔油缸Ⅱ10后退相同距离，扩孔油缸Ⅰ9工作，带动右侧的方冲头12前进，使冲头前端进入钢筒。同时扩孔油缸Ⅱ10带动工装整体向左侧移动，使左侧的圆冲头11进入钢筒，开始扩孔。加工完毕后，扩孔油缸Ⅰ9后退，移动板3在导向油缸1和主油缸2的作用下上升。顶出油缸13将工件顶起，同时取料返回的机械手在无杆缸29的作用下前进，卸料夹紧气缸31推动卸料夹紧爪32下降。卸料夹紧爪32达到工件所在位置，无杆缸29停止运动，卸料夹紧气缸31使卸料夹紧爪32上升，提起工件。无杆缸29继续前进，当上料夹紧爪33带着未加工工件达到预定位置，无杆缸29停止运动。上料夹紧气缸30推动上料夹紧爪33下降，将工件放到工装上，然后机械手整体在无杆缸29的作用下返回到初始位置。同时油源电机14又开始工作，进行工件的加工。转臂电机27和转臂减速机28使机械手向右侧旋转90°，达到卸料架位置，卸料夹紧气缸31推动卸料夹紧爪32下降，将工件放到卸料架斜坡上。然后机械手返回至送料部分，继续抓取工件。自动上料部分由链传动实现。电机驱动主动链轮，带动从动链轮，钢筒随着链条前进。当钢筒随链条到达预定位置，由气缸推动同步带轮使对中装置实现钢筒对中，方便下一步机械手到来时直接抓取钢筒。机械手由两对气爪组成。第一对当钢筒对中结束后，到达预定位置抓取钢筒；第二对当钢筒加工结束后，抓取加工完的钢筒，将以加工钢筒送至卸料部分。工装由上下两部分组成，整体固定在滑块上可移动，同时工装可拆卸，用于加工不同钢筒。冲头有左右两个，可拆卸用于加工不同钢筒。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：包括自动送料机构、机械手机构 、滑动夹紧机构以及卸料架，其中，自动送料机构包括上料电机（18）、上料减速机（19）、主动链轮（20）、从动链轮（21）、链条（22）、缸筒对中板（23）、缸筒检测传感器固定架（24）、同步带轮（25）、缸筒对中动力气缸（26），所述上料电机（18）、上料减速机（19）、缸筒检测传感器固定架（24）分别固定在自动送料机构上，主动链轮（20）通过键及顶丝与上料减速机（19）的输出轴相连，并通过链条（22）与从动链轮（21）连接；缸筒对中板（23）通过滑轨及滑块固定在自动送料机构上，同步带轮（25）与同步带轮固定架内深沟球轴承相连，缸筒对中动力气缸（26）的尾端通过销轴固定在同步带轮固定架上，前端固定在缸筒对中板（23）的滑块上的固定板上。

2.根据权利要求1所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的机械手机构包括转臂电机（27）、转臂减速机（28）、无杆缸（29）、上料夹紧气缸（30）、卸料夹紧气缸（31）、卸料夹紧爪（32）、上料夹紧爪（33），所述转臂电机（27）、转臂减速机（28）固定在滑动夹紧机构的移动板（3）上，无杆缸（29）固定在自动送料机构上；上料夹紧气缸（30）、卸料夹紧气缸（31）分别固定在转臂上，卸料夹紧爪（32）、上料夹紧爪（33）与夹紧爪固定板并安装在滑块上，通过卸料夹紧气缸（31）及上料夹紧气缸（30）上下运动；机械手机构由转臂电机（27）推动，实现180°内的反复90°旋转，与送料机构、卸料机构对接；无杆缸（29）带动机械手，实现上料及取料。

3.根据权利要求1所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的自动送料机构的一端设置触摸屏保护箱（34），所述触摸屏保护箱（34）通过倾斜式钣金架固定安装在自动送料机构上。

4.根据权利要求1所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的滑动夹紧机构包括导向油缸（1）、主油缸（2）、移动板（3）、扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ（9、10）、顶出油缸（13）、油源电机（14）、油泵（15）、油滤（16）、油箱（17）、限位工装、加工冲头，所述导向油缸（1）、主油缸（2）与滑动夹紧机构的上板通过螺钉固定，移动板（3）与滑动夹紧机构的四根光轴通过铜套滑动配合，扩孔油缸Ⅰ、Ⅱ（9、10）分别通过止口与滑动夹紧机构的左右立板固定连接；顶出油缸（13）与滑动夹紧机构的下板固定连接，油泵（15）通过联轴器与油源电机（14）相连，油源电机（14）、油泵（15）、油滤（16）及油箱（17）分别固定在角铁支撑架上。

5.根据权利要求4所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的限位工装由上工装Ⅰ、Ⅱ（4、5）、下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（6、7、8）组成，上工装Ⅰ、Ⅱ（4、5）分别通过滑动板与滑动夹紧机构连接，下工装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（6、7、8）分别通过定位键与滑动夹紧机构固定连接，上工装Ⅰ、Ⅱ（4、5）由主油缸（2）带动，两个导向油缸（1）辅助。

6.根据权利要求4所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的加工冲头分为圆冲头（11）和方冲头（12），所述圆冲头（11）通过法兰盘及加长杆与左立板固定连接，方冲头（12）与主油缸（2）的导向座及加长杆固定连接。

7.根据权利要求1所述的机械式自动液压油缸钢筒扩径机，其特征在于：所述的卸料架上部呈斜坡状，钢筒在重力作用下沿斜坡滑落，实现自动卸料。