CN209197948U - 一种螺旋装配测试装置 - Google Patents

Abstract

一种螺旋装配测试装置，涉及汽车零部件生产设备技术领域，包括台架、装配装置和测试装置，装配装置包括安装装置和固定器，固定器包括壳体和固定腔，测试装置位于固定器侧面，包括扭矩测量仪、测试电机和电控模块，扭矩测量仪和测试电机由固定器向外依次水平连接，扭矩测量仪端部连接有一个换向装置，换向装置位于固定腔下方并具有一个位于固定腔内的传动部，电控模块电连接安装装置、扭矩测量仪和测试电机。该测试装置，可以便利的实现球头销组件中球销及其安装座间的自动化装配，在装配的同时可实现对球销的转动扭矩的测试，并可根据测得的扭矩值到达设计数值后实现自动的停机回位，提高生产的精度、质量，进一步提高自动化水平。

Description

一种螺旋装配测试装置

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件生产设备技术领域，尤其涉及一种螺旋装配测试装置。

背景技术

球头销组件为汽车转向系统中的关键零部件，其位于转向器和转向节臂之间，通过球销的旋转和摆动，将方向盘的转动传递给转向轮，从而实现汽车的转向。在球头销组件出现故障时，即直接影响转向系统，导致车辆操作失灵，以至会造成严重的后果。

故对于球头销的生产制造具有严格的要求，该要求一方面体现在其生产过程中的防尘、防污等洁净性的高要求；另一方面，体现在其安装时的螺纹扭矩、安装后球销相对于包裹其壳体的转动扭矩等安装结构间的力学参数的高要求。其中洁净性的要求一般通过无尘车间等实现，而现有的生产方式在力学参数要求上，一般为装配工人手工安装后再进行检测步骤实现，这一检测方式一方面需要生产完成后的数道检测工序，导致生产流程复杂、生产效率下降；另一方面，其检测完成后若不符合需要重新返工，这一步骤既进一步导致了生产效率的进一步下降，同时反复的装配测试会导致球头销组件各零部件间的磨损消耗，导致后其损坏的隐患；再一方面，手工装配效率低、无法确定装配的力学参数、同时易发生装配时的安装扭矩过大发生球销和壳体之间的挤压损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种螺旋装配测试装置，该测试装置，可以便利的实现球头销组件中球销及其安装座间的自动化装配，在装配的同时可实现对球销的转动扭矩的测试，并可根据测得的扭矩值到达设计数值后实现自动的停机回位，提高生产的精度、质量，并进一步提高自动化水平。

为实现实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种螺旋装配测试装置，包括台架、装配装置和测试装置，所述装配装置包括设置于所述台架的安装装置和固定器，所述安装装置可升降位于所述固定器上方，所述固定器包括壳体和存在于所述壳体内的固定腔，所述测试装置位于所述固定器侧面，包括扭矩测量仪、测试电机和电控模块，所述扭矩测量仪和测试电机由所述固定器向外依次水平连接，所述扭矩测量仪端部连接有一个换向装置，所述换向装置位于所述固定腔下方并具有一个位于所述固定腔内的传动部，所述电控模块电连接所述安装装置、扭矩测量仪和测试电机。

作为本实用新型的优选，所述安装装置包括防尘罩、安装电机和安装部，所述防尘罩可升降连接于所述台架，所述安装电机纵向向下固接于所述防尘罩上，所述安装部固接于所述安装电机向下伸出的输出轴下方。

作为本实用新型的优选，所述安装装置还包括扭力限制器，所述扭力限制器两端连接所述输出轴与所述安装部。

作为本实用新型的优选，所述换向装置包括竖直设于所述扭矩测量仪前端的第一齿轮和水平设于所述固定腔下方的第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮锥齿啮合连接。

作为本实用新型的优选，所述第二齿轮上表面露出于所述固定腔下部空间，其上表面固接有所述传动部。

作为本实用新型的优选，所述扭矩测量仪与所述第一齿轮间还设有第一角位移编码器，所述第一角位移编码器电连接所述电控模块。

作为本实用新型的优选，所述固定腔边缘存在有位于所述壳体的定位部。

作为本实用新型的优选，所述固定腔壁面覆盖有耐磨层。

作为本实用新型的优选，所述安装电机的输出轴连接有第二角位移编码器，所述第二角位移编码器电连接所述电控模块。

作为本实用新型的优选，所述电控模块还连接有显示器。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过固定器定位球头销组件中的球销和其安装座后通过下降的安装装置对组件中的顶盖实现向安装座的旋转螺纹安装，具有一定的自动化生产能力和较高的生产效率；

2、在球头销组件安装的同时，通过测试装置带动换向装置转动球销，测试其随安装过程改变的转动扭矩，进而通过测得的转动扭矩判断安装是否符合设计力学参数的要求并自动实现安装完成的停机复位，生产质量高；

3、通过扭力限制器可以在螺纹安装球头销组件中的顶盖达到设计的安装扭力时自动断开安装装置的动力输出，保护不损伤螺纹，提高生产质量；

4、通过两组角位移编码器可以记录控制安装装置和测试装置在一次安装中的转动角度，在安装完成后可根据运行的角度精确复位至初始状态，便于后续安装的定位，提高自动化程度和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的三维示意图；

图2为本实用新型的装配装置处局部剖视图；

图中各项分别为：1台架，2安装装置，21防尘罩，22安装电机，23安装部，24扭力限制器，3固定器，31壳体，32固定腔，33定位部，41扭矩测量仪，42测试电机，43显示器，51第一齿轮，52第二齿轮，53传动部，531传动销，61第一角位移编码器，62第二角位移编码器，71球销，711销孔，72安装座，73顶盖，74弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述：

如图1、2所示的一种螺旋装配测试装置，包括台架1、装配装置和测试装置。其用于对球头销组件中的安装座和球销进行装配，请参考图2中截面，一般常见的球头销组件包括具有球窝的安装座72，球窝外侧延伸有连杆，球销71呈上半部分为球状下半部分为螺纹柱的组合结构，安装时的球销71的球头放置于安装座72的球窝中，同时，球窝的顶部具有开口，该开口内螺纹安装有一个顶盖73，顶盖73和球销71间具有一个起缓冲、复位作用的弹簧74，球销71的下部分螺纹柱上设有用于与车辆控制臂连接的销孔711。顶盖73的上表面机加工有用于螺旋装配的沉槽，本实用新型所述的螺旋装配测试装置的工作目的即将顶盖73安装至安装座72内完成球头销组件的安装，并且通过其压并的弹簧74与安装座72和球销71的相互作用达到其设计的力学参数。

台架包括一个平面桌和安装在该平面桌上的立柱，装配装置包括于台架1的立柱上可动安装的安装装置2和固定安装在平面桌上的固定器3，安装装置2可升降位于固定器3上方。固定器3包括一个圆柱形的壳体31和机加工一体成型于壳体31内的固定腔32，固定腔32由上向下贯穿壳体31，其上端的截面形状与球销71的外形对应，其下端为一个圆柱空腔。测试装置位于固定器3侧面，包括扭矩测量仪41、测试电机42和电控模块，扭矩测量仪41和测试电机42由固定器3向外依次通过联轴器水平连接，扭矩测量仪41端部连接有一个换向装置，换向装置位于固定腔32下方并具有一个位于固定腔32内的传动部53。扭矩测量仪41与第一齿轮51间的输出轴还套接有第一角位移编码器61，第一角位移编码器61电连接电控模块。电控模块电连接安装装置2、扭矩测量仪41和测试电机42。电控模块为三菱FX系列的PLC控制系统，其内安装有如下述工作过程中步骤对应的程序。

本实施例中，换向装置包括竖直设于扭矩测量仪41前端的第一齿轮51和水平设于固定腔32下方的第二齿轮52，第一齿轮51和第二齿轮52锥齿啮合连接，通过换向装置可以有效减少螺旋装配测试装置整体的纵向高度，提高结构的精简性，也利于装配工人检修维护。第一齿轮51和第二齿轮52都容纳于固定腔32下端的圆柱空腔内，从而起到防尘、防接触损伤的作用。第二齿轮52上表面焊接有有一个圆柱状的传动部53，传动部53露出于固定腔32的下部空间，其上表面机加工有一个转动槽。

本实施例中，安装装置2包括防尘罩21、安装电机22和安装部23，防尘罩21通过类似于台式钻床升降机构的齿轮齿条机构可升降连接于台架1，该齿轮齿条机构旁连接有供工人操作的轮盘，工人可通过转动该轮盘实现安装装置2在齿条上的上下运动，在其他的实施方式中，该结构可替换为电机带动。同时为增加安装装置2的稳定性和安全性，在齿轮齿条机构两侧设有导轨，导轨一方面通过增加受限的自由度提高运行稳定性，另一方面可通过配合阻尼件防止安装装置2在重力作用下自由滑落。为减少防尘罩21体积，本实施例中的安装电机22纵向向下固接于防尘罩21上方且其输出轴穿过防尘罩21向下伸出。安装装置安装部23固接于安装电机22向下伸出的输出轴下方。安装装置2还包括扭力限制器24，扭力限制器24两端通过联轴器连接安装电机22的输出轴与安装部23，本实施例中的扭力限制器24为摩擦片扭力限制器。安装部23的底面机加工有和顶盖73上的沉槽相对应的凸脊。安装电机22的输出轴外侧套接有第二角位移编码器62，第二角位移编码器62电连接电控模块。

本实施例中，固定腔32边缘存在有位于壳体31顶部的定位部33，定位部33呈槽状，其宽度恰好与安装座72的连杆相同。

本实施例中，固定腔32壁面覆盖有喷涂的陶瓷耐磨层，从而避免球销71和固定腔32件的干涉损伤。

本实施例中，电控模块还连接有显示器43。

请参考图1、2，在本螺旋装配测试装置工作时，首先，装配工人将球销71的球头装入安装座72的球窝中，同时，在销孔711中插入一根传动销531。此后，将组装完成的球销71和安装座72放入固定腔32内，在固定腔32的上端，安装座72的连杆嵌合于定位部33中，从而限位实现后续装配中安装顶盖73时的固定，同时便于装配工人的定位；在固定腔32的下端，球销71的底部嵌入传动部53的转动槽内，同时其穿过销孔711的传动销531也恰好嵌入。此后，装配工人通过电控模块的开关启动测试装置，测试电机42带动扭矩测量仪41转动，扭矩测量仪41的转动通过换向装置中第一齿轮51和第二齿轮52的锥齿换向转换成传动部53的水平转动，传动部53通过其转动槽带动嵌合于其内的传动销531并最终带动球销71在安装座72球窝的限制下转动，球销71在该转动作用下克服后装的弹簧74的作用力开始转动的扭矩即为其转动扭矩，该值随弹簧74的压并程度变化。同时，装配工人依次将弹簧74和顶盖73预装在安装座72的上端开口内。此后，装配工人操作安装装置2降下，直至安装部23的凸脊和顶盖73的凹槽相互嵌合，装配工人启动安装电机22，安装电机22带动安装部23转动，形成拧紧螺纹的动作，顶盖73即拧入安装座72实现自动化的安装，同时随着顶盖73的拧入，弹簧74被压并并向球销71施加弹性力。随着弹簧74向球销71施加弹性力，即弹簧74和安装座72的球窝对球销71的球头的摩擦阻力增大，球销71克服该摩擦阻力所需的转动扭矩即增加，这一扭矩即被扭矩测量仪41检测到，当扭矩测量仪41检测到得转动扭矩达到设计数值时，电控模块即控制安装装置2、测试装置停机完成安装，此时产出的球头销组件的力学参数，尤其为转动扭矩即为所需的数值，具有精确度高、自动化程度高、无需后续检测的优点。此后，装配工人操作安装装置2升起，将球头销组件取出，各装置复位后可进行下一次装配的循环。在工作过程中，第一角位移编码器61和第二角位移编码器62会将扭矩测量仪41和安装电机22转动的相位角参数输送至电控模块，装置复位时，测试电机42和安装电机22在电控模块的控制下通过转动将转动部53和安装部33的相位位置回复至初始状态，即每次装配开始前的各位置都确定且不变，便于操作工人的定位，可以有效的提高生产效率。同时，为防止安装装置2对顶盖73的拧紧过度而损伤螺纹，在生产中，会设定扭力限制器24的过载值，在螺纹的安装扭矩超出过载值后，其摩擦片开始打滑不将安装电机22的转动传递至安装部23，从而进行有效的螺纹保护。

以上实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种螺旋装配测试装置，其特征在于，包括台架（1）、装配装置和测试装置，所述装配装置包括设置于所述台架（1）的安装装置（2）和固定器（3），所述安装装置（2）可升降位于所述固定器（3）上方，所述固定器（3）包括壳体（31）和存在于所述壳体（31）内的固定腔（32），所述测试装置位于所述固定器（3）侧面，包括扭矩测量仪（41）、测试电机（42）和电控模块，所述扭矩测量仪（41）和测试电机（42）由所述固定器（3）向外依次水平连接，所述扭矩测量仪（41）端部连接有一个换向装置，所述换向装置位于所述固定腔（32）下方并具有一个位于所述固定腔（32）内的传动部（53），所述电控模块电连接所述安装装置（2）、扭矩测量仪（41）和测试电机（42）。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述安装装置（2）包括防尘罩（21）、安装电机（22）和安装部（23），所述防尘罩（21）可升降连接于所述台架（1），所述安装电机（22）纵向向下固接于所述防尘罩（21）上，所述安装部（23）固接于所述安装电机（22）向下伸出的输出轴下方。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述安装装置（2）还包括扭力限制器（24），所述扭力限制器（24）两端连接所述输出轴与所述安装部（23）。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述换向装置包括竖直设于所述扭矩测量仪（41）前端的第一齿轮（51）和水平设于所述固定腔（32）下方的第二齿轮（52），所述第一齿轮（51）和第二齿轮（52）锥齿啮合连接。

5.根据权利要求4所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述第二齿轮（52）上表面露出于所述固定腔（32）下部空间，其上表面固接有所述传动部（53）。

6.根据权利要求5所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述扭矩测量仪（41）与所述第一齿轮（51）间还设有第一角位移编码器（61），所述第一角位移编码器（61）电连接所述电控模块。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述固定腔（32）边缘存在有位于所述壳体（31）的定位部（33）。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述固定腔（32）壁面覆盖有耐磨层。

9.根据权利要求2所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述安装电机（22）的输出轴连接有第二角位移编码器（62），所述第二角位移编码器（62）电连接所述电控模块。

10.根据权利要求1所述的一种螺旋装配测试装置，其特征在于，所述电控模块还连接有显示器（43）。