CN212792559U - 一种用于绕管机的旋转压头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于绕管机的旋转压头，包括传动座、螺杆螺母组件、花键组件、伺服电机、压紧气缸及压杆组件；螺杆螺母组件包括梯形螺杆及内部加工成梯形螺纹的圆齿条，梯形螺杆由伺服电机驱动转动，圆齿条内部螺纹与梯形螺杆组成螺杆螺母传动副，花键组件包括空心花键轴、花键套及设置在花键套外周的齿轮，花键套与空心花键轴同步转动，花键套与圆齿条啮合连接，空心花键轴上端连接压紧气缸的活塞杆，下端连接压杆组件；压杆组件下端设有用于将加热管压入加工工件槽路径的滚轮。本申请的旋转压头可灵活方便地调节压杆滚轮的偏转角度以适应不同加工工件的螺旋角；可对滚轮进行升降，以适应不同加工工件的直径大小。

Description

一种用于绕管机的旋转压头

技术领域

本实用新型涉及换热设备加工技术领域，具体涉及一种用于绕管机的旋转压头。

背景技术

绕管机是用于加工缠绕式换热器的专用工装设备，通过绕管机将换热元件缠绕到套管或喷嘴等零件的槽路径上，使之具有换热的效果。缠绕式换热器具有换热均匀、换热速度快、结构紧凑、适应性好等优点，在制药、精细化工、食品饮料、暖通等领域已得到普遍应用。

现有绕管机一般包括电机和用来支撑中心筒两端的支承座，由电机带动中心筒转动，人工控制换热管的进料方向和位置，将换热管逐步绕制在中心筒上。该方法操作简单，但是自动化程度低，人为控制换热管的进料方向和位置，难以保证换热管螺旋方向。

因此，开发一种限位机构替代人工是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于绕管机的旋转压头，通过伺服电机、气缸等进行多轴配合，可以契合加工轨迹将换热元件卷压到工件上。

本实用新型采用的技术方案是：

一种用于绕管机的旋转压头，包括旋转压头支架、传动座、螺杆螺母组件、花键组件、伺服电机、压紧气缸及压杆组件；旋转压头支架用于支撑及安装旋转压头，传动座安装在旋转压头支架的顶面，伺服电机及压紧气缸分别通过支架安装在传动座上；传动座内设有十字交叉的第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔沿水平方向延伸；螺杆螺母组件安装在第一安装腔内，花键组件安装在第二安装腔内，螺杆螺母组件包括梯形螺杆及内部加工成梯形螺纹的圆齿条，梯形螺杆由伺服电机驱动转动，圆齿条内部螺纹与梯形螺杆组成螺杆螺母传动副。花键组件包括空心花键轴、花键套及设置在花键套外周的齿轮，空心花键轴可滑动套装在花键套内与花键套同步转动，花键套外周的齿轮与圆齿条啮合连接，组成齿轮齿条传动副；空心花键轴两端从传动座伸出，上端连接压紧气缸的活塞杆，下端连接压杆组件；压杆组件下端设有用于将加热管压入加工工件槽路径的滚轮。

进一步地，压杆组件包括连杆、连杆套、压杆及滚轮，连杆穿过空心花键轴轴向空腔其上下两端分别螺纹连接连杆套与压杆，连杆套卡合连接在压紧气缸的活塞连接件上；压杆上端卡在空心花键轴内，下端连接滚轮，滚轮与加工工件的槽路径适配。

进一步地，压杆的外周滑动配合连接有直线轴承，直线轴承安装在传动座内。

进一步地，花键套通过套装在其上端的花键轴承套及套装在其下端的直线轴承隔离套可转动安装在传动座内，直线轴承隔离套的下端面抵靠直线轴承上端面。

进一步地，还包括过渡支架，旋转压头支架通过过渡支架与绕管机底座丝杆螺母座连接。

进一步地，旋转压头支架为直角三角形支架，传动座安装在旋转压头支架的三角形定点上，旋转压头设有两个，沿通过加工工件轴线的竖直面镜像设置，两旋转压头支架的直角边相对。

进一步地，压紧气缸支架的外周套装有传感器安装环，传感器安装环用于安装位置传感器。

进一步地，传感器安装环由两半环构成，两半环通过两侧螺钉连接紧固组成一个圆环结构。

本实用新型的有益效果：本申请的旋转压头的旋转角度单侧可达到100°，压头伺服电机旋转一圈，压头旋转的角度为6.614°，可灵活方便地调节压杆滚轮的偏转角度以适应不同加工工件的螺旋角；通过压紧气缸带动压杆组件伸缩，可对滚轮进行升降，以适应不同加工工件的直径大小。通过设置两个旋转压头，两个旋转压头可按照各自的运动轨迹独立工作，可同时完成加热管的顺时针和逆时针缠绕，加工效率高。

附图说明

图1是示出本实用新型第一实施方案的旋转压头的立体结构示意图(剖开传动座)。

图2是图1的左侧视图。

图3是图1的正面视图。

图4是图1中压杆组件的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

参阅图1～图4，图1是示出本实用新型第一实施方案的旋转压头的立体结构示意图，为示出传动座内部结构，去除了传动座盖。

本申请提供一种用于绕管机的旋转压头，所述绕管机设有用于夹持及驱动加工工件旋转的主轴组件及尾座组件，用于支撑所述主轴组件及尾座组件的底座，底座设有滚珠丝杆组件丝杆驱动电机，丝杆螺母在丝杆带动下可沿加工工件的轴向做往复直线运动。所述丝杆螺母作为连接旋转压头的螺母座。

包括旋转压头支架19、过渡支架15、传动座27、螺杆螺母组件、花键组件、伺服电机9、压紧气缸24及压杆组件；过渡支架15用于支撑及安装旋转压头，传动座27通过旋转压头支架19安装在过渡支架15的顶面，伺服电机9及压紧气缸24分别通过支架安装在传动座27上；传动座27内设有十字交叉的第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔沿水平方向延伸；螺杆螺母组件安装在第一安装腔内，花键组件安装在第二安装腔内，螺杆螺母组件包括梯形螺杆2及内部加工成梯形螺纹的圆齿条1，梯形螺杆2由伺服电机9驱动转动，圆齿条1内部螺纹与梯形螺杆2组成螺杆螺母传动副。花键组件包括空心花键轴、花键套及设置在花键套外周的齿轮，空心花键轴可滑动套装在花键套内与花键套同步转动，花键套外周的齿轮与圆齿条1啮合连接，组成齿轮齿条传动副；空心花键轴两端从传动座伸出，上端连接压紧气缸24的活塞杆，下端连接压杆组件；压杆组件17下端设有用于将加热管压入加工工件槽路径的滚轮171。

下面对各部件结构做详细说明：

过渡支架15起到支撑和固定整个旋转压头的作用，过渡支架15的形状与绕丝机底座的丝杆螺母座适配，例如包括一个由型钢焊接而成的矩形框架，矩形框架的底面可通过圆柱销12和螺钉14精确定位连接到底座部件的丝杆螺母座上，矩形框架的顶面用于连接旋转压头支架19。矩形框架的上部四周通过压头支架第一封板16及压头支架第二封板13封闭。过渡支架15的设计方便安装及拆卸，封板可防止杂物掉入。

旋转压头支架19采用直角三角形支架结构，三角支架结构稳定且可使传动座27安装在三角支架的定点上，使传动座27与旋转压头支架19保持一定的角度。例如，可使三角支架的底面通过螺钉11固定在过渡支架15的顶面，三角支架的顶点用于连接传动座。

传动座27包括一个沿水平方向延伸的第一安装部及一个与第一安装部十字交叉的呈倾斜设置的第二安装部，第一安装部内设有第一安装腔，第二安装部内设有第二安装腔，两安装腔交叉连通。为方便安装及拆卸，传动座可设计成剖分式，即包括传动座底座及传动座盖，传动座盖于传动座底座通过螺钉连接。传动座27第二安装部的底部通过螺钉固定在旋转压头支架19的顶面，即三角形支架的定点上。

压紧气缸24通过设于缸体顶部的气缸连接板25与气缸安装架26连接且通过气缸压板5锁紧固定，气缸安装架26通过螺钉安装在传动座27的顶部。在本实施例中，气缸安装架26的上端设有连接法兰，气缸连接板25与气缸安装架26连接法兰适配，通过连接螺栓连接。气缸压板5的结构为中部设有U型槽的压紧块，U型槽的开口宽度与气缸连接板25及气缸安装架26连接法兰的厚度和适配，利用气缸压板5将缸连接板25与气缸安装架26连接法兰压紧连接，防止压紧气缸24轴向窜动。气缸压板5可通过螺丝固定限位，在本实施例中，共有两块，对称设于压紧气缸24上。

伺服电机9通过压头电机支架7安装在传动座27第一安装部的外侧。

螺杆螺母组件包括梯形螺杆2及内部加工成梯形螺纹的圆齿条1。梯形螺杆2通过两端的球轴承6可转动设于传动座27第一安装腔内，圆齿条1螺旋套装在梯形螺杆2上与梯形螺杆2组成螺杆螺母传动副。第一安装部两端由轴承盖28封闭。梯形螺杆2的一端从传动座27伸出通过联轴器8连接伺服电机9，伺服电机9驱动梯形螺杆2转动。

花键组件包括空心花键轴、花键套及设置在花键套外周的齿轮。花键套通过套装在其上端的花键轴承套22及套装在其下端的直线轴承隔离套20可转动安装在传动座第二安装腔内，直线轴承隔离套20的下端面抵靠套装在空心花键轴及压杆组件17的压杆172上的直线轴承18的上端面。花键套套装在空心花键轴上与空心花键轴同步转动，空心花键轴的外表面设有直线导条，花键套内表面与直线导条适配，空心花键轴在花键套内可轴向滑动。花键套外周的齿轮与圆齿条1啮合连接，组成齿轮齿条传动副。直线轴承隔离套20及花键轴承套22起到对花键套的轴向定位作用，直线轴承18用于空心花键轴及压杆组件直线运动时的导向作用。

如图3所示，压杆组件17由滚轮171、压杆172、连杆173及连杆套174组成。压杆172呈圆柱形，压杆顶部设有用于连接空心花键轴的缩小的圆台部，圆台部的两侧设有与空心花键轴适配的平面1741，压杆底部设有锥形部，所述锥形部通过转轴连接滚轮171。连杆套174呈阶梯圆筒状，圆筒内设有与连杆173适配的螺纹，圆筒小径外径与花键空腔内径适配，圆筒大端外周设有用于连接活塞杆连接件23的卡槽1741。连杆173穿过空心花键轴的中心腔，其上端螺纹连接连杆套174，下端螺纹连接压杆173，连杆套174通过其顶部卡槽1741卡入活塞杆连接件23中，由气缸活塞带动整个组件伸缩，连杆及连杆套的设计可以弥补空心花键轴的长度限制，方便选型、加工，降低制造成本；压杆172通过其顶部两侧平面1721卡在空心花键轴的下端，由空心花键轴带动旋转；空心花键轴卡在连杆套174肩部和压杆172突台之间。压杆172的外周滑动配合连接有直线轴承18，直线轴承18安装在传动座27内。直线轴承18用于压杆172上下运动时导向。直线轴承18的下端设有轴承挡片3，轴承挡片3用于阻挡直线轴承18，防止气缸在施压时直线轴承外侧有松动外移。

在本实施例中，空心花键轴的下端倾斜向下向远离旋转压头支架19的方向伸出，空心花键轴的轴线与竖直通过加工工件轴线的垂直面设有22.5度的倾角。该角度是保证左右两个旋转压头部件在移动过程中不碰撞的最小角度。该角度越小，旋转压头滚轮轴线越垂直工件，加工效果越好。

传感器安装环30与传感器安装环29结构相同，均由半环构成，两半环通过两侧螺钉连接紧固组成一个圆环结构，圆环套装在气缸安装架26上。两个半环安装方便，且便于调节松紧。每个半环上开有传感器安装孔，对应的气缸安装架26相应位置上也开有传感器安装孔，传感器安装孔用于安装位置传感器，位置传感器用于检测内部空心花键轴的转动角度，获取位置信息。

本申请旋转压头的工作原理为：

在初始位置时，旋转压头通过其过渡支架15安装在底座丝杆螺母座上，调节压杆组件17上滚轮171的偏转角度与加工工件的螺旋角适配，使滚轮171压在加工工件的换热管上。

启动底座伺服电机，在底座伺服电机驱动下，丝杆螺母座带动旋转压头沿加工工件轴向做直线运动，滚轮171将换热管逐步压入加工工件的槽路径上。换热管的进出在同一侧，因此加工工件上一般设有两条槽路径用于嵌入换热管，两个旋转压头各加工一条，加工效率高。

滚轮171偏转角度的调整原理为：伺服电机9驱动梯形螺杆2转动，带动圆齿条1做直线运动，圆齿条1带动花键套21上的齿轮作旋转运动，花键套带动空心花键轴旋转，从而带动连接在空心花键轴上的压杆组件17转动，调节滚轮171的偏转角度。空心花键轴旋转的位置状态可以通过安装在传感器安装环29、30上的传感器来检测，提高调节精度。

另一方面，压紧气缸24的活塞杆伸缩带动压杆组件17上下直线运动，从而调节滚轮171与加工工件的径向间距，以适应不同直径的加工工件。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于绕管机的旋转压头，其特征在于，包括旋转压头支架、传动座、螺杆螺母组件、花键组件、伺服电机、压紧气缸及压杆组件；旋转压头支架用于支撑及安装旋转压头，传动座安装在旋转压头支架的顶面，伺服电机及压紧气缸分别通过支架安装在传动座上；传动座内设有十字交叉的第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔沿水平方向延伸；螺杆螺母组件安装在第一安装腔内，花键组件安装在第二安装腔内，螺杆螺母组件包括梯形螺杆及内部加工成梯形螺纹的圆齿条，梯形螺杆由伺服电机驱动转动，圆齿条内部螺纹与梯形螺杆组成螺杆螺母传动副；花键组件包括空心花键轴、花键套及设置在花键套外周的齿轮，空心花键轴可滑动套装在花键套内与花键套同步转动，空心花键轴的外表面设有直线导条，花键套内表面与直线导条适配，空心花键轴在花键套内可轴向滑动；花键套外周的齿轮与圆齿条啮合连接，组成齿轮齿条传动副；空心花键轴两端从传动座伸出，上端连接压紧气缸的活塞杆，下端连接压杆组件；压杆组件下端设有用于将加热管压入加工工件槽路径的滚轮。

2.根据权利要求1所述的旋转压头，其特征在于，压杆组件包括连杆、连杆套、压杆及滚轮，连杆穿过空心花键轴轴向空腔其上下两端分别螺纹连接连杆套与压杆，连杆套卡合连接在压紧气缸的活塞连接件上；压杆上端卡在空心花键轴内，下端连接滚轮，滚轮与加工工件的槽路径适配。

3.根据权利要求2所述的旋转压头，其特征在于，压杆的外周滑动配合连接有直线轴承，直线轴承安装在传动座内。

4.根据权利要求3所述的旋转压头，其特征在于，花键套通过套装在其上端的花键轴承套及套装在其下端的直线轴承隔离套可转动安装在传动座内，直线轴承隔离套的下端面抵靠直线轴承上端面。

5.根据权利要求1所述的旋转压头，其特征在于，还包括过渡支架，旋转压头支架通过过渡支架与绕管机底座丝杆螺母座连接。

6.根据权利要求5所述的旋转压头，其特征在于，旋转压头支架为直角三角形支架，传动座安装在旋转压头支架的三角形定点上，旋转压头设有两个，沿通过加工工件轴线的竖直面镜像设置，两旋转压头支架的直角边相对。

7.根据权利要求1所述的旋转压头，其特征在于，压紧气缸支架的外周套装有传感器安装环，传感器安装环用于安装位置传感器。

8.根据权利要求7所述的旋转压头，其特征在于，传感器安装环由两半环构成，两半环通过两侧螺钉连接紧固组成一个圆环结构。

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