自動(dòng)螺紋擰緊機(jī)
自動(dòng)螺紋擰緊機(jī),自動(dòng),螺紋,羅紋,擰緊
一汽轎車(chē)公司 馮德富 摘要 本文簡(jiǎn)要地點(diǎn)擊了美國(guó)INGERSOLL-RAND 公司20 世紀(jì)70 年代自動(dòng)擰緊機(jī)所存在的主要問(wèn)題,對(duì)其工作原理進(jìn)行分析和探討,并給出了原理框圖。重點(diǎn)是針對(duì)這些問(wèn)題,參照其基本原理,應(yīng)用當(dāng)代新技術(shù)提出的研制方案,給出了研制成功的擰緊機(jī)的結(jié)構(gòu)原理框圖,并對(duì)框圖中各環(huán)節(jié)的功能做了簡(jiǎn)要介紹。最后給出了自動(dòng)擰緊機(jī)主控單元控制系統(tǒng)的程序流程圖。 關(guān)鍵詞: 扭矩 伺服電機(jī) 主控單元 軸控單元 驅(qū)動(dòng)器 1 前言 螺栓的擰緊應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的裝配是一個(gè)普遍現(xiàn)象,以前人們只是考慮在裝配時(shí),把螺栓(或螺母,下同)擰到最緊的程度。后來(lái)人們才發(fā)現(xiàn),這個(gè)“最緊”不過(guò)是一個(gè)非常模糊的概念,它是因人而異的。一臺(tái)機(jī)器有幾十,以至成百上千個(gè)零件采用螺栓緊固的方法裝配,在大生產(chǎn)中又是由多數(shù)人在不同的時(shí)間里完成的。而且每天又要裝配幾十或幾百臺(tái)機(jī)器,這個(gè)“最緊”的離散度將是可想而知的。另外,還有些零件(如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的連桿大頭孔),在生產(chǎn)車(chē)間需要用螺栓把瓦蓋裝配起來(lái)進(jìn)行加工,而到了裝配車(chē)間進(jìn)行整機(jī)組裝時(shí),又先要松開(kāi)螺栓,拆下瓦蓋,套到曲軸上后再重新擰緊,如用這個(gè)“最緊”來(lái)進(jìn)行,可想而知,其結(jié)果將是非常危險(xiǎn)的。因而,如何有效的控制“擰緊”,并使其達(dá)到“最佳”,也就成為了機(jī)械行業(yè)十分關(guān)注的課題。自動(dòng)擰緊機(jī)就是作為有效的控制“擰緊”,并使其達(dá)到“最佳”的裝配工具。 2 我廠(chǎng)自動(dòng)擰緊機(jī)的原狀 自動(dòng)擰緊機(jī)是集機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)于一體的機(jī)電一體化設(shè)備。一汽第二發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)建廠(chǎng)初期,用于自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上的自動(dòng)擰緊機(jī)有7 臺(tái),其中有2 臺(tái)為美國(guó)INGERSOLL-RAND 公司20世紀(jì)70 年代的產(chǎn)品。擰緊的驅(qū)動(dòng)部件為氣動(dòng)馬達(dá),控制氣動(dòng)馬達(dá)的執(zhí)行部件是快速截止閥。該快速截止閥受控于扭矩檢測(cè)控制單元(因每軸一個(gè),故稱(chēng)之為軸控單元),該閥平時(shí)常通,得電迅速斷開(kāi),并自動(dòng)保持到斷開(kāi)該閥的氣源。其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。 圖 1該兩臺(tái)擰緊機(jī)由于機(jī)械件磨損嚴(yán)重,控制單元的電器元件老化,加之海損等原因,使其控制和測(cè)量精度低下,故障率高,穩(wěn)定性差。且有些主要電子元件在當(dāng)時(shí)已為淘汰品,無(wú)處購(gòu)買(mǎi),損壞無(wú)以更換。而且既無(wú)圖紙,又無(wú)使用說(shuō)明書(shū),給維修造成了極大的困難。故而,嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 針對(duì)上述問(wèn)題,開(kāi)始我們?cè)鴮?duì)其軸控單元進(jìn)行了測(cè)繪,結(jié)合其工藝過(guò)程進(jìn)行分析和研究,在弄通其檢測(cè)和控制原理的基礎(chǔ)上(通過(guò)測(cè)繪、分析、研究所得的系統(tǒng)原理框圖見(jiàn)圖2),應(yīng)用當(dāng)前通用的電子元件進(jìn)行試制,并得到了成功地應(yīng)用(該項(xiàng)目曾榮立分廠(chǎng)一等功)。然而其主機(jī)畢竟是20 世紀(jì)70 年代的產(chǎn)品,且隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,也就很難再適應(yīng)了。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)尚無(wú)此類(lèi)成型產(chǎn)品,購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的價(jià)格又很高,我們難以承受。故對(duì)擰緊機(jī)的徹底更新這一問(wèn)題也就提了出來(lái)。由于生產(chǎn)的急需,加之我們對(duì)加工擰緊機(jī)條件的欠缺,完全自行研制困難較大。故決定尋求合適廠(chǎng)家進(jìn)行合作研制。經(jīng)調(diào)研,擰緊機(jī)研制的合作伙伴我們選定了大連德欣公司。 圖2 原INGERSOLL-RAND自動(dòng)擰緊機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖3 研制方案的確定 經(jīng)仔細(xì)分析,我們認(rèn)為就機(jī)體的本身結(jié)構(gòu)來(lái)講,原擰緊機(jī)控制精度較低的主要原因如下: 擰緊的驅(qū)動(dòng)部件為氣動(dòng)馬達(dá),受氣源和同機(jī)中其它擰緊頭(每臺(tái)10 個(gè)擰緊頭)的影響較大。 控制氣動(dòng)馬達(dá)的執(zhí)行部件是一個(gè)快速截止閥,同一閥芯多次重復(fù)動(dòng)作速度的差異、各個(gè)閥芯間(10個(gè)擰緊頭就有10 個(gè)截止閥)同次動(dòng)作速度的差異,均直接影響了控制精度。況且,作為一個(gè)機(jī)械閥,其控制精度不可能較高。 鑒于上述,研制的基本方案是:擰緊的驅(qū)動(dòng)部件采用伺服電動(dòng)機(jī),用以取代氣動(dòng)馬達(dá)。由于交流伺服系統(tǒng)為發(fā)展方向,且體積較小,控制靈敏,精度高,故采用交流伺服電動(dòng)機(jī)。 對(duì)各螺栓擰緊的控制及檢測(cè)均為相對(duì)的獨(dú)立系統(tǒng),各獨(dú)立系統(tǒng)主要包括:擰緊頭,電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,軸控單元。即需要同時(shí)擰緊幾個(gè)螺栓,就需配置幾套這樣的獨(dú)立系統(tǒng)。我們首先研制的擰緊機(jī)是用于缸體瓦蓋的擰緊,由于同時(shí)要擰緊十個(gè)螺栓,故計(jì)用十套這樣的獨(dú)立系統(tǒng)。 為協(xié)調(diào)各軸控單元的動(dòng)作、設(shè)置和傳遞各種參數(shù)、接收和輸出各種信號(hào)、存儲(chǔ)和顯示各種數(shù)據(jù)等,每臺(tái)擰緊機(jī)均配置了一個(gè)主控單元。 軸控單元和主控單元的核心均采用INTEL 的51 系列單片機(jī),均自成系統(tǒng),并采用了模塊式結(jié)構(gòu),靈活組配,便于維修。 為方便現(xiàn)場(chǎng)工作的調(diào)整、檢修和操作,配置了操作按鈕盒,盒上設(shè)置了手動(dòng)/自動(dòng)、多軸/單軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),手動(dòng)正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、急停、復(fù)位按鈕,合格、不合格、擰緊結(jié)束信號(hào)燈。 4 主要環(huán)節(jié)功能簡(jiǎn)介 我們研制成功的擰緊機(jī)的系統(tǒng)原理框圖見(jiàn)圖3。 圖 3由圖可見(jiàn),自動(dòng)擰緊機(jī)的控制及檢測(cè)系統(tǒng)主要分為三相變壓器、繼電控制及顯示、主控單元、軸控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、擰緊頭等幾大部分。下面僅對(duì)其中主要環(huán)節(jié)的功能予以簡(jiǎn)要介紹(繼電控制部分略)。 4.1 三相變壓器 由于該擰緊機(jī)中交流伺服電機(jī)所用電源為三相交流200V 電壓,故須把電網(wǎng)的三相380V 電壓,通過(guò)三相變壓器變?yōu)槿?00V 電壓。 4.2 主控單元 每臺(tái)擰緊機(jī)裝設(shè)一個(gè),核心是由51 系列單片機(jī)組成,主要功能是: (1) 通過(guò)控制、協(xié)調(diào)各軸控單元來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)擰緊動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制。 (2) 輸入、保存擰緊過(guò)程所需的各種參數(shù),并提供用戶(hù)修改參數(shù)的界面。 (3) 統(tǒng)計(jì)擰緊產(chǎn)量及擰緊結(jié)果,并加以保留,以便顯示或打印。 (4) 對(duì)擰緊結(jié)果進(jìn)行判斷,并發(fā)出合格、不合格、擰緊完成的控制信號(hào)。 (5) 判別工藝參數(shù)的合理性,有非法參數(shù)則報(bào)警。 (6) 對(duì)與之有關(guān)的硬件進(jìn)行檢測(cè),如有故障,自動(dòng)報(bào)警。 各種參數(shù)(包括:工藝參數(shù)、控制參數(shù)、校準(zhǔn)值)的輸入、查閱或修改,可以通過(guò)本單元面板上的FUN、CON、STD、RST 六個(gè)按鍵來(lái)進(jìn)行;數(shù)據(jù)的輸出:設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)并行口(15 針)和標(biāo)準(zhǔn)的RS232C接口(9 針)二個(gè)。 另外,主控單元面板的上部裝有兩排4 位LED 顯示器,用來(lái)顯示系統(tǒng)的各種信息(包括各種參數(shù)和故障代碼)。 4.3 軸控單元 每個(gè)擰緊頭裝設(shè)一個(gè),核心也是由51 系列單片機(jī)組成的系統(tǒng),其主要功能是: (1) 接受主控單元的指令,并按指令控制所對(duì)應(yīng)的軸(即擰緊頭)工作。 (2) 接受繼電控制系統(tǒng)中的單軸操作指令,完成所對(duì)應(yīng)的單軸操作動(dòng)作。 (3) 接受擰緊頭中扭矩傳感器傳送來(lái)的扭矩信號(hào),進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)換。 (4) 判別擰緊結(jié)果,并給出合格與否的指示。 (5) 將擰緊結(jié)果傳送給主控單元。 各擰緊頭的軸控單元面板的上部均裝有兩排4 位LED 顯示器,用來(lái)顯示系統(tǒng)的各種信息(包括各種參數(shù)和故障代碼)。 4.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 采用日本松下的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,與該公司的伺服電動(dòng)機(jī)配套使用。其電源電壓為交流三相200V,其主要功能如下: (1) 輸入、保存擰緊過(guò)程所需的各種參數(shù),并提供用戶(hù)修改參數(shù)的界面。 (2) 按軸控單元發(fā)出的指令,輸出功率,驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)。 (3) 按擰緊系統(tǒng)的要求,處理轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)角信號(hào)。 (4) 監(jiān)視伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況,并發(fā)出相應(yīng)顯示信息。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器面板的上部裝有一排6 位LED 顯示器,用來(lái)顯示系統(tǒng)的各種信息(包括各種參數(shù)和故障代碼)。 各種參數(shù)(包括:控制方式、扭矩限制值、速度扭矩增益、加減速時(shí)間等)的輸入、查閱或修改,可以 通過(guò)本單元面板上的MODE、SET5 個(gè)按鍵來(lái)進(jìn)行; 4.5 擰緊頭 主要包含有:交流伺服電動(dòng)機(jī)、減速器(減速比為70:1 的行星齒輪減速器)、扭矩傳感器(電阻應(yīng)變式)、驅(qū)動(dòng)桿等部件。 其中電動(dòng)機(jī)為三相交流伺服電動(dòng)機(jī),內(nèi)部包含有轉(zhuǎn)角傳感器,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),通常與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器配套使用。其主要功能是: (1) 把由驅(qū)動(dòng)器輸入的電能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能輸出以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 (2) 把電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角(或位置)信號(hào)輸出送給驅(qū)動(dòng)器。扭矩傳感器用以檢測(cè)擰緊過(guò)程中的扭矩;旋轉(zhuǎn)扭矩由驅(qū)動(dòng)桿傳遞輸出。 5 擰緊機(jī)程序流程圖及簡(jiǎn)要說(shuō)明 主控單元的控制程序流程圖見(jiàn)圖4,其中:“自檢” 主要是:檢驗(yàn)本身系統(tǒng)、與上位機(jī)通訊、與軸控單元通訊、有無(wú)非法參數(shù)等。若有上述故障,則在主控單元面板的數(shù)顯表上顯示出相應(yīng)代碼?!跋蚋鬏S控單元傳遞參數(shù)” 主要是:傳遞工藝參數(shù)和控制參數(shù)。 圖4 主控單元控制程序流程圖6 實(shí)際效果 研制成功的自動(dòng)擰緊機(jī)檢測(cè)精度和控制精度均有了較大程度的提高,其檢測(cè)精度(扭矩和轉(zhuǎn)角)均為1,控制精度均為2,與美國(guó)INGERSOLL-RAND 公司當(dāng)前的產(chǎn)品相同,而操作又比其方便得多。自應(yīng)用以來(lái)運(yùn)行非常穩(wěn)定,故障率幾乎下降為零。到現(xiàn)在為止,我們?cè)谘兄瞥晒? 臺(tái)后,又成功地試制了5 臺(tái)(合計(jì)52 個(gè)擰緊頭)自動(dòng)擰緊機(jī),現(xiàn)均穩(wěn)定地運(yùn)行在我廠(chǎng)的各生產(chǎn)線(xiàn)中。此6 臺(tái)擰緊機(jī)若用INGERSOLL-RAND 公司的同類(lèi)產(chǎn)品約需700 余萬(wàn)人民幣,而我們自行的研制僅用了310 萬(wàn),節(jié)約了近400 萬(wàn)元人民幣。更為重要的是:通過(guò)自行研制,使我們掌握了這一當(dāng)代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù),不僅培養(yǎng)和鍛煉了我們的技術(shù)人員,也為全面趕超世界先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平增強(qiáng)了信心,奠定了技術(shù)理論基礎(chǔ)。 課題內(nèi)容:本課題是要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)螺紋擰緊機(jī),在了解了目前主要使用的螺紋擰緊控制方法的原理及其特征基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一臺(tái)新穎實(shí)用的設(shè)備,以提高螺紋裝配的質(zhì)量和效率。自動(dòng)螺紋擰緊機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及: (1)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定,組內(nèi)學(xué)生共同探討完成;(2)進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(3)電機(jī)的選取。課題任務(wù)要求:1、撰寫(xiě)與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)綜述;2、完成一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的英文文獻(xiàn)翻譯;3、完成開(kāi)題報(bào)告;4、按要求完成總體方案設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)5、在完成上述工作基礎(chǔ)上,撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);6、畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。主要參考文獻(xiàn)(由指導(dǎo)教師選定):1. 胡洪國(guó),楊汝清,臧建華,丁杰雄; 新型汽車(chē)主錐全自動(dòng)擰緊機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) J; 機(jī)床與液壓; 2000年01期2. 重慶工學(xué)院圖書(shū)館數(shù)字期刊;3. 馮德富,劉澤林; 對(duì)美國(guó)自動(dòng)擰緊機(jī)的國(guó)產(chǎn)化改造 J; 汽車(chē)工藝與材料; 2003年09期4. 單繼平,趙毅,楊世德; 電動(dòng)多軸螺母擰緊機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) J; 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù); 1999年07期同組設(shè)計(jì)者 紅顏色加大部分為我的要求做的部分,謝謝 本人大四,要求做畢業(yè)設(shè)計(jì),做的不用太好,只要有內(nèi)容就行了,大概意識(shí)到位就可以了,我讀的是三本,學(xué)校要求也不高半自動(dòng)磁極螺釘擰緊機(jī)的研制*邢長(zhǎng)元鄭家燧摘要:本文論述了研制半自動(dòng)磁極螺釘擰緊機(jī)的必要性和可行性,進(jìn)行了整機(jī)結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)浮動(dòng)頭、漲胎夾具及錐頭跟蹤裝置等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。介紹了設(shè)備投產(chǎn)后的良好效果。關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;自動(dòng)入口定轉(zhuǎn)矩緊絲問(wèn)題的提出及方案的制定問(wèn)題的提出在磁電機(jī)裝配過(guò)程中將磁極用螺釘固定在機(jī)殼上(俗稱(chēng)緊絲)是一個(gè)關(guān)鍵的工序。每臺(tái)磁電機(jī)上有四個(gè)緊固螺釘,如圖所示。緊固磁極的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩有定值要求,四個(gè)品種額定轉(zhuǎn)矩的范圍在以?xún)?nèi)。同時(shí)要求四個(gè)螺釘轉(zhuǎn)矩的一致性誤差不應(yīng)超過(guò),否則磁電機(jī)在使用過(guò)程中螺釘將產(chǎn)生松動(dòng)或在生產(chǎn)裝配過(guò)程中殼體內(nèi)腔尺寸不夠,這樣均嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用效果。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)家磁極的緊絲多數(shù)采用電動(dòng)板手人工操作,單頭緊絲,少數(shù)廠(chǎng)家用臺(tái)鉆改成單頭緊絲機(jī)。這些設(shè)備的缺點(diǎn)是:圖機(jī)殼裝配圖磁極緊固螺釘()機(jī)殼()改錐頭用人工對(duì)準(zhǔn)螺釘十字口,且為單頭安裝效率低。()電動(dòng)改錐頭啟動(dòng)之后再入螺釘十字口,容易損壞十字口。()轉(zhuǎn)矩難以定值,四個(gè)螺釘?shù)木o固力一致性差。()工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大。國(guó)內(nèi)本行業(yè)生產(chǎn)單位約多家,都有改進(jìn)工藝的需求,針對(duì)上述情況,為此提出研制一臺(tái)半自動(dòng)磁極螺釘擰緊機(jī)。方案的制定結(jié)合用戶(hù)需要,以及可能達(dá)到的技術(shù)要求,我們擬定了半自動(dòng)螺釘擰緊機(jī)的技術(shù)方案。()主機(jī)的安裝型式為立式,便于工件裝卸,經(jīng)過(guò)一次裝夾,可以同時(shí)完成四只螺釘?shù)木o固以便提高生產(chǎn)效率。()模擬人工操作,自動(dòng)完成緊絲作業(yè),即改錐頭自動(dòng)尋找并進(jìn)入螺釘口,先使螺釘預(yù)緊固,再由沖動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)矩緊絲。()改錐頭浮動(dòng),以利自動(dòng)尋找螺釘口,轉(zhuǎn)矩可調(diào),可預(yù)設(shè)定以適應(yīng)不同產(chǎn)品要求,并且實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)矩裝配,沖動(dòng)次數(shù)可調(diào),以適應(yīng)產(chǎn)品要求。()整機(jī)采用可編程序控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊絲。同時(shí),可適應(yīng)不同產(chǎn)品的裝配要求,便于程序調(diào)整。()能適應(yīng)四種規(guī)格的磁電機(jī)裝配作業(yè)。四種規(guī)格的型號(hào)是:、及。定轉(zhuǎn)矩的螺紋聯(lián)接是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,它和聯(lián)接的材料、熱處理狀態(tài)及摩擦因數(shù)等因素有關(guān),因此要想得到準(zhǔn)確的預(yù)緊力是十分困難的。我們經(jīng)過(guò)查閱有關(guān)資料和分析論證,最后確定了兩步緊固的方法,即第一步,以液壓馬達(dá)為動(dòng)力,連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)錐頭,完成螺釘?shù)念A(yù)緊。由于液壓馬達(dá),脈動(dòng)的影響,此時(shí)得到的轉(zhuǎn)矩不是很準(zhǔn)確。第二步,以擺動(dòng)馬達(dá)為動(dòng)力,輸出大轉(zhuǎn)矩完成沖動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)矩緊絲。機(jī)器的結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)本機(jī)主要由緊絲頭、底座、中間座、漲胎夾具、操縱臺(tái)、液壓站和電器柜所構(gòu)成,如圖所示。整機(jī)結(jié)構(gòu)為立式,夾具的中心線(xiàn)為水平位置,四個(gè)緊絲頭裝在垂直于水平面的立板上,這樣在工作時(shí)裝卸工件方便而且省力,液壓站裝在機(jī)身的后座上和整機(jī)融為一體。這樣布局不僅占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊而且便于搬運(yùn)。圖磁極螺釘擰緊機(jī)外形圖主要技術(shù)參數(shù):工件中心到地面的距離:緊絲頭的最大行程:緊絲頭的緊固轉(zhuǎn)矩:(可設(shè)定)緊絲頭的轉(zhuǎn)速:快速電機(jī)功率:?jiǎn)渭r(shí):件外形尺寸:()緊絲頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊絲頭是本機(jī)的最重要的部件,用于緊固螺絲,它主要由多軸箱、小滑板和滑座等部分組成,如圖和圖。多軸箱用螺釘固定在小滑板上,小滑板裝在滑座上并且在其上可以往復(fù)滑動(dòng)。緊絲頭的快進(jìn)、快退由快速電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過(guò)一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)離合器n通電,螺母不動(dòng)。緊絲主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng),通過(guò)兩對(duì)齒輪傳動(dòng)令主軸回轉(zhuǎn),邊回轉(zhuǎn)邊前進(jìn)(此時(shí)n離合器通電,n離合器斷電絲杠制動(dòng)),實(shí)現(xiàn)預(yù)緊絲,轉(zhuǎn)矩的大小通過(guò)調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力來(lái)確定。緊絲主軸通過(guò)棘輪棘爪和擺動(dòng)馬達(dá)同軸相聯(lián),油馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,由擺動(dòng)馬達(dá)通過(guò)棘輪棘爪直接撥動(dòng)緊絲主軸,實(shí)現(xiàn)錐頭的沖動(dòng),擺動(dòng)馬達(dá)往復(fù)一次,主軸可轉(zhuǎn)動(dòng),沖動(dòng)次數(shù)根據(jù)需用轉(zhuǎn)矩的大小通過(guò)控制器來(lái)設(shè)定。圖緊絲頭外觀(guān)圖.電機(jī).滑座.油馬達(dá).多軸箱.擺動(dòng)馬達(dá).減速箱.小滑板.主軸頭圖傳動(dòng)系統(tǒng)圖.電機(jī).絲杠副.油馬達(dá).棘輪棘爪.擺動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),如圖所示()用油馬達(dá)時(shí)主軸的理論轉(zhuǎn)矩當(dāng)系統(tǒng)壓力時(shí)油馬達(dá)輸出的理論轉(zhuǎn)矩主理,此時(shí)主軸理論輸出轉(zhuǎn)矩:()當(dāng)系統(tǒng)的壓力通過(guò)減壓閥減壓后:時(shí),通過(guò)擺動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主軸的理論輸出轉(zhuǎn)矩:主理()快進(jìn),快退速度預(yù)設(shè)定轉(zhuǎn)矩的計(jì)算型油馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置,其輸出轉(zhuǎn)矩與系統(tǒng)的壓力成正比,故改變系統(tǒng)壓力,可改變輸出轉(zhuǎn)矩。例如:當(dāng)壓力時(shí),轉(zhuǎn)矩理,其關(guān)系表達(dá)式為:理,其中為比例常數(shù),:系統(tǒng)的理論壓力。為方便設(shè)備的操作,專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)并給出了壓力和轉(zhuǎn)矩的對(duì)照關(guān)系表,見(jiàn)表。表壓力和轉(zhuǎn)矩對(duì)照關(guān)系表壓力()理論轉(zhuǎn)矩注:()壓力和轉(zhuǎn)矩系線(xiàn)性關(guān)系;()需中間轉(zhuǎn)矩可用插入法算出緊絲壓緊跟蹤的設(shè)計(jì)計(jì)算在緊絲過(guò)程中,錐頭一方面要始終壓緊在螺釘十字口上,一方面要回轉(zhuǎn)前進(jìn),因?yàn)槁葆斅菥鄑,絲杠的螺距爴,傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足下列關(guān)系,ti。通過(guò)計(jì)算:i則t浮動(dòng)軸頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)浮動(dòng)軸頭如圖所示,它主要由小軸、錐頭夾、壓緊蓋、彈簧、浮動(dòng)支撐、等零件構(gòu)成。錐頭裝在錐頭夾內(nèi),錐頭夾的前面和壓緊蓋為球面接觸,錐頭夾的外園與小軸的內(nèi)孔之間的間隙為,在小軸的圓周上三等份位置上分別設(shè)有球面浮動(dòng)支撐,以便將錐頭夾定位在主軸的中心線(xiàn)上,錐頭夾后端和主軸依靠端面嵌式離合器聯(lián)接,一方面用以傳遞扭矩,同時(shí)在錐頭受到測(cè)向力時(shí),它能產(chǎn)生一定的擺動(dòng),在緊絲過(guò)程中如四個(gè)螺釘?shù)奈恢糜姓`差時(shí)錐頭將能自動(dòng)尋求螺釘十字口中心的位置。用以補(bǔ)償四個(gè)螺釘在機(jī)殼上的等分誤差,提高錐頭的進(jìn)口率,保護(hù)螺釘十字口不易損壞,從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。圖浮動(dòng)軸頭結(jié)構(gòu)圖改錐頭錐頭夾壓緊蓋彈簧浮動(dòng)支撐小軸軸夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)漲胎夾具如圖所示。主要由底座、漲胎、拉桿、彈簧、定位銷(xiāo)等零件構(gòu)成,漲胎等分為四塊,用的拉簧聯(lián)接在一起,底座上有型導(dǎo)向槽,漲胎塊分別裝在導(dǎo)向槽內(nèi),在工件裝入夾具時(shí),在油缸的作用下拉動(dòng)拉桿,拉桿依靠斜面(斜度)將向外漲開(kāi),這樣兩對(duì)磁極在預(yù)定的位置上被定位且?jiàn)A緊。本機(jī)有四套夾具,每個(gè)品種一套。圖漲胎夾具結(jié)構(gòu)圖底座定位銷(xiāo)彈簧漲胎拉桿機(jī)器的工作原理參看液壓原理圖圖。接通電源工件裝在夾具上,由油缸拉緊漲胎,將工件夾緊工作開(kāi)始四個(gè)頭上的快速電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)頭快速前進(jìn),直到四個(gè)錐頭分別觸到螺釘十字口(并使彈簧有一定的壓縮量)停止然后四個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)分別擺動(dòng)一次,使錐頭沒(méi)有進(jìn)入十字口的進(jìn)入十字口(已進(jìn)入十字口的轉(zhuǎn)動(dòng))四個(gè)頭二次快進(jìn),進(jìn)一步壓縮彈簧(直至不能壓縮)沒(méi)有余量為止四個(gè)油馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)兩對(duì)齒輪帶動(dòng)緊絲主軸轉(zhuǎn)動(dòng)(邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊前進(jìn))直至達(dá)到接點(diǎn)壓力表調(diào)定的壓力(即設(shè)定的轉(zhuǎn)矩),此時(shí)發(fā)生信號(hào)油馬達(dá)停轉(zhuǎn)此后擺動(dòng)馬達(dá)擺動(dòng)完成轉(zhuǎn)角沖動(dòng)動(dòng)作,沖動(dòng)次數(shù)可調(diào)(n離合器斷電,n離合器通電)沖動(dòng)結(jié)束四個(gè)頭快速退回原位工件松開(kāi)一個(gè)循環(huán)結(jié)束。圖液壓原理圖整個(gè)工作循環(huán)模擬人工操作,用控制,動(dòng)作穩(wěn)定可靠(控制部分從略)單件工時(shí)不超過(guò)秒。機(jī)器的使用效果本設(shè)備于年月在開(kāi)封內(nèi)燃機(jī)電器廠(chǎng)試生產(chǎn)應(yīng)用,經(jīng)使用驗(yàn)證,效果良好。與傳統(tǒng)作業(yè)比較提高勞動(dòng)生產(chǎn)率四倍。裝配廢品率降低到,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。年月又為聊城電機(jī)廠(chǎng)提供了一臺(tái)。該設(shè)備的成功研制為國(guó)內(nèi)磁電機(jī)行業(yè)提供了一種新的工藝裝備,其成本僅為引進(jìn)國(guó)外同類(lèi)設(shè)備的,值得廣泛推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目獲年度天津市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。作者單位:天津市機(jī)械研究所天津參考文獻(xiàn)1柯群.高精度的BY20型液壓板手.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),1982.22章宏甲.液壓傳動(dòng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19953徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三卷).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19914岑建軍.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1983式中:kw23w12;
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自動(dòng)螺紋擰緊機(jī),自動(dòng),螺紋,羅紋,擰緊
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