CN102284852B - 一种半自动化扭簧安装设备 - Google Patents

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Abstract

一种半自动化扭簧安装设备，构成中包括扭转预紧机构、平移压装机构、安装执行机构和底座，所述扭转预紧机构由扭转驱动气缸、扭转气缸支座、导轨、齿条和圆管轴组成，所述扭转驱动气缸固定在扭转气缸支座上，所述扭转气缸支座和导轨均固定在底座上，所述齿条安装在导轨上，所述圆管轴在中前部位设置径向贯穿的矩形孔，在中后部位设置外啮合直齿轮，并与齿条组成齿轮齿条传动副。本发明利用齿轮齿条传动副将气缸的直线运动转换成了扭簧的旋转运动；在内嵌式圆管轴内部安装连接杆，使轴带动扭簧完成一定角度的旋转后做直线运动，将扭簧压装到位；既显著提高工作效率，又降低了操作人员的劳动强度和工作危险性。

Description

一种半自动化扭簧安装设备
技术领域
本发明涉及一种扭簧安装设备，尤其适用于扭簧预紧和压装的半自动化操作，属机械技术领域。
背景技术
扭簧由螺旋状扭簧体和位于扭簧体两端的金属脚组成，因其具有可以储存能量并且能在瞬间将能量释放出去的特性，很多产品都需要安装扭簧来实现内部的能量转换。现有的扭簧安装工艺完全采用手工操作，即先将扭簧放到与之配装的工件上，固定扭簧一端，然后通过简易工装卡住扭簧外端的金属脚，将扭簧工装旋转一定角度后，将扭簧下压到合适位置，再固定扭簧另一端完成扭簧装配。此安装方法耗时长，效率低，成为制约装配线效率提高的瓶颈；而且扭簧在扭转过程中易迅速弹出，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的扭簧安装工艺存在的弊病，提供一种半自动化扭簧安装设备，它通过气缸驱动齿轮齿条结构，来实现扭簧安装的半自动化生产，使工作效率提高，同时降低操作人员的劳动强度，减少安全生产隐患。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种半自动化扭簧安装设备，构成中包括扭转预紧机构、平移压装机构、安装执行机构和底座，所述扭转预紧机构由扭转驱动气缸、扭转气缸支座、导轨、齿条和圆管轴组成，所述扭转驱动气缸固定在扭转气缸支座上，所述扭转气缸支座和导轨均固定在底座上，所述齿条安装在导轨上，所述圆管轴在中前部位设置径向贯穿的矩形孔，在中后部位设置外啮合直齿轮，并与齿条组成齿轮齿条传动副。
上述半自动化扭簧安装设备，所述平移压装机构由推进驱动气缸、推进气缸支座和连接杆组成，所述推进驱动气缸固定在推进气缸支座上，所述推进气缸支座固定在底座上，所述连接杆为两端设有连接座的圆柱体结构，其前后两端连接座均设置螺纹连接孔。
上述半自动化扭簧安装设备，所述安装执行机构由连接板、顶块、转块、限位块、工件固定座和工件固定座支架组成，所述连接板嵌入扭转预紧机构中并可沿轴向平移，所述顶块与连接板紧固连接，所述转块、限位块均与顶块固定连接，所述工件固定座通过工件固定座支架固定在底座上。
上述半自动化扭簧安装设备，构成中还包括圆管轴支撑机构，所述圆管轴支撑机构由结构相同的前后两部分组成，每一部分均包括轴承、轴承挡圈和轴承支座，所述轴承套装在圆管轴外表面，通过轴承挡圈和轴承支座固定定位，所述轴承支座固定在底座上。
上述半自动化扭簧安装设备，构成中还包括控制开关、时间继电器和循环气路，它们布置在底座相应位置上。
本发明利用齿轮齿条传动副结构将气缸的直线运动转换成了扭簧的旋转运动；采用内嵌式圆管轴，并在内部安装连接杆，使轴带动扭簧完成一定角度的旋转后做直线运动，将扭簧压装到位。本发明通过简单紧凑的结构设计，实现了扭簧安装的半自动化，既显著提高工作效率，又降低了操作人员的劳动强度和工作危险性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构主视图；
图2是本发明结构俯视图；
图3是图1中A向局部视图；
图4是圆管轴的轴向剖面图；
图5是图4中B-B剖面图；
图6是连接杆的轴向剖面图。
图中各标号为：1、底座，2、工件固定座支架，3、工件固定座，4、轴承，5、轴承挡圈，6、轴承支架，7、圆管轴，7-1、外啮合直齿轮，7-2、矩形孔，8、连接杆，8-1、螺纹连接孔，8-2、推进气缸螺纹连接孔，9、推进气缸支座，10、推进驱动气缸，11、转块，12、限位块，13、顶块，14、连接板，15、导轨，16、齿条，17、扭转气缸支座，18、扭转驱动气缸。  
具体实施方式
参看图 1、图 2、图3、图4、图5，本发明构成中包括扭转预紧机构、平移压装机构、安装执行机构和底座，所述扭转预紧机构由扭转驱动气缸18、扭转气缸支座17、导轨15、齿条16和圆管轴7组成，所述扭转驱动气缸18固定在扭转气缸支座17上，所述扭转气缸支座17和导轨均固定在底座1上，所述齿条16安装在导轨15上，所述圆管轴7在中前部位设置径向贯穿的矩形孔7-2，在中后部位设置外啮合直齿轮7-1，并与齿条15组成齿轮齿条传动副。
参看图 1、图2、图6，本发明构成中的平移压装机构由推进驱动气缸10、推进气缸支座9和连接杆8组成，所述推进驱动气缸10固定在推进气缸支座9上，所述推进气缸支座9固定在底座1上，所述连接杆8为两端设置连接座的圆柱体结构，前端连接座设置螺纹连接孔8-1，后端为推进气缸螺纹连接孔8-2。
参看图 1、图2、图3，本发明构成中的安装执行机构由连接板14、顶块13、转块11、限位块12、工件固定座3和工件固定座支架2组成，所述连接板14嵌入扭转预紧机构中并可沿轴向平移，所述顶块13与连接板14紧固连接，所述转块11、限位块12均与顶块13固定连接，所述工件固定座3通过工件固定座支架2固定在底座1上。
参看图 1、图2、图3、图4、图5、图6，图中所示为本发明的最佳实施例，其工作原理是：将待安装扭簧一端金属脚与配装的工件（工件安装在工件固定座3上）固定连接后，套装在圆管轴前端，另一端金属脚与转块11接触，按下开关按钮，扭转驱动气缸18开始带动齿条16运动，齿条16通过设置在圆管轴7外圆面上的外啮合直齿轮7-1带动圆管轴7做旋转运动，圆管轴7通过连接板14带动转块11运动，进而扭簧随之旋转，通过时间继电器控制推进驱动气缸10的运动，当扭簧扭转一定角度后扭转驱动气缸18停止运动，同时推进驱动气缸10开始带动连接杆8做横向运动，连接杆8通过顶块13将扭簧压装到位。
本发明考虑到安装扭簧需提供一个反向扭矩，主轴会有一个旋转动作，由此提出两种设计方案：方案一，将驱动轴设计成螺杆结构，但是这种结构定位精度要求高、螺杆螺距大，不适用于扭簧的安装；方案二：将旋转和推进运动分开，分别由两个气缸提供，但标准气缸连接部位为螺纹连接，不能旋转，若要改变其连接型式，有两种方案供选择，作为本发明的第二个实施例，可使用标准卡簧，但标准卡簧厚度小，在扭簧安装完成后难以承受气缸臂的回缩压力；作为本发明的第三个实施例，使用对开环，但对开环后需有零件固定，装置比较繁琐。通过比较，作为本发明的最佳实施例，仍采用了标准气缸，为了使其只提供水平方向的力，将主轴分为圆管轴和连接杆，圆管轴提供扭矩，连接杆提供水平方向的力，为了使两轴相对独立，前端螺钉与连接板为松动连接，在扭转预紧机构带动下螺钉可相对连接板旋转。

Claims (4)

1.一种半自动化扭簧安装设备，其特征是，构成中包括扭转预紧机构、平移压装机构、安装执行机构和底座，所述扭转预紧机构由扭转驱动气缸（18）、扭转气缸支座（17）、导轨（15）、齿条（16）和圆管轴（7）组成，所述扭转驱动气缸（18）固定在扭转气缸支座（17）上，所述扭转气缸支座（17）和导轨均固定在底座（1）上，所述齿条（16）安装在导轨（15）上，所述圆管轴（7）在中前部位设置径向贯穿的矩形孔（7-2），在中后部位设置外啮合直齿轮（7-1），并与齿条（15）组成齿轮齿条传动副；
所述安装执行机构由连接板（14）、顶块（13）、转块（11）、限位块（12）、工件固定座（3）和工件固定座支架（2）组成，所述连接板（14）嵌入扭转预紧机构中并可沿轴向平移，所述顶块（13）与连接板（14）紧固连接，所述转块（11）、限位块（12）均与顶块（13）固定连接，所述工件固定座（3）通过工件固定座支架（2）固定在底座（1）上。
2.根据权利要求1所述的半自动化扭簧安装设备，其特征是，所述平移压装机构由推进驱动气缸（10）、推进气缸支座（9）和连接杆（8）组成，所述推进驱动气缸（10）固定在推进气缸支座（9）上，所述推进气缸支座（9）固定在底座（1）上，所述连接杆（8）为两端带有连接座的圆柱体结构，前端连接座设置螺纹连接孔（8-1），后端设置推进气缸螺纹连接孔（8-2）。
3.根据权利要求2所述的半自动化扭簧安装设备，其特征是，构成中还包括圆管轴支撑机构，所述圆管轴支撑机构由结构相同的前后两部分组成，每一部分均包括轴承（4）、轴承挡圈（5）和轴承支座（6），所述轴承（4）套装在圆管轴（7）外表面，通过轴承挡圈（5）和轴承支座（6）固定定位，所述轴承支座（6）固定在底座（1）上。
4.根据权利要求3所述的半自动化扭簧安装设备，其特征是，构成中还包括控制开关、时间继电器和循环气路，它们均布置在底座相应位置上。
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