管桩模具合边螺栓自动翻转装置的制作方法

本发明涉及管桩制造机械，尤其是一种管桩模具合边螺栓自动翻转装置。

背景技术：

目前在管桩生产过程中，部分厂商管模合边螺栓安装初位置垂直向下，需要通过人工作业来勾翻螺栓使其竖直向上，再用风炮拧紧固定。这种操作形式不仅有增加员工劳动强度和增加成本的缺点，还有就是生产效率下降，人为控制对合缝跑浆、端板倾斜等方面具有影响，产品质量下降，另外人工操作存在安全隐患。

技术实现要素：

发明目的：为了改进目前的生产工艺，提高作业效率，降低生产成本。

技术方案：一种管桩模具合边螺栓自动翻转装置，包括用于翻转合边螺栓的翻转机构，以及用于调整翻转机构位置的移位机构；所述翻转机构包括支架，固定于支架上的电机、与电机输出轴传动连接的主动轮、与主动轮传动连接的从动轮、一端与从动轮固定连接、另一端沿径向延伸的连杆，以及与连杆连接的翻转杆；所述翻转杆的一端设有回形槽，另一端具有弧形弯折部；所述连杆的末端通过滚轮沿回形槽往复移动；所述从动轮、回形槽和翻转杆之间形成可使弧形弯折部成正弦运动的机械约束；所述翻转杆的中部通过滚动轴承与支架连接。

在进一步的实施例中，所述移位机构包括竖直移动机构、横向移动机构和纵向移动机构；所述竖直移动机构包括底架、固定于底架上并与支架连接的丝杠组、以及设置于丝杠组上方的旋转手轮。

在进一步的实施例中，所述横向移动机构和纵向移动机构组成十字滑台。所述回形槽行程为0.2-0.25L，L为翻转杆的长度，翻转杆与支架的连接点距离翻转杆上端部为0.3L。

优选的，所述翻转杆末端的轨迹方程为：

其中，y、x为纵坐标和横坐标，k为自然数。

优选的，所述十字滑台为气动或电动。所述主动轮和从动轮通过皮带传动连接，所述皮带的材质为HT250。所述支架设有多个卡扣部件。

在另一实施例中，一种可实现螺栓180°翻转的机械装置，电机与小轮连接，小轮与大轮通过皮带连接，大轮一端设有连杆，连杆一端固定于大轮上，另一端设有滚轮，滚轮放置于回形槽内，并在回形槽内往复移动从而带动下端的连杆按一定的轨迹运行，进而完成螺栓的翻转。机架通过丝杠组固定，也可进行上下调节高度，实现不同规格管桩的螺栓翻转，机架下端固定于十字滑台上，可以实现管桩边移动边进行螺栓翻转以及工位的循环。

作为优选，所述小轮远离电机的一面设有滚动轴承，滚动轴承固定于机架上，机架的另一边同样设有滚动轴承，便于安装翻转连杆。在小皮带轮的另一端通过电机带动转动，所述小小皮带轮的材料为HT250。所述大皮带轮的一面设有连杆，连杆通过滚轮在回形槽中来回移动，间隙为ΔL。所述回形槽下方与翻转连杆相连接，翻转连杆末端弯曲成凹形状。所述丝杠组上方设有手轮，通过旋转手轮调节装置上下位置。所述十字滑台采用电动或气动，用于多自由度定位移动。

有益效果：本发明的管桩模具合边螺栓自动翻转装置，电机转动带动小轮转动，进而通过皮带使其大轮转动，而皮带轮设有的连杆在回形槽上往复移动，使得翻转连杆按一定轨迹运行，从而完成180°的翻转运动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中工作部件的结构示意图。

图3为翻转连杆的俯视图。

图4为翻转连杆的主视图。

图5为十字滑台的结构示意图。

图6为本发明的翻转轨迹示意图。

1-管桩模具、2-螺栓、3-翻转杆(翻转连杆)、4-滚动轴承、5-电机、6-小轮(主动轮)、7-大轮(从动轮)、8-连杆、9-滚轮、10-回形槽、11-支架(机架)、12-丝杠组、13十字滑台。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，本发明的一种可实现螺栓180°翻转的机械装置，电机5一端与小轮6连接，小轮6与大轮7通过皮带连接，大轮7一面设有连杆8，连杆8一端固定于大轮7上，另一端设有滚轮9，滚轮9放置于回形槽10内，并在回形槽10内往复移动从而带动下端的连杆3进行螺栓2的翻转。机架通过丝杠组12固定，也可进行上下调节高度，实现不同规格管桩1的螺栓翻转，机架11下端固定于十字滑台13上，可以实现管桩1边移动边进行螺栓2翻转以及工位的循环。

在本发明中，所述小轮6的一面设有滚动轴承，滚动轴承固定于机架上，机架的另一边同样设有滚动轴承，便于安装翻转连杆。在小轮的另一端通过电机带动转动，所述小轮的材料为HT250。所述大轮7的一面设有连杆8，连杆8通过滚轮在回形槽10中来回移动，间隙为ΔL。所述回形槽下方与翻转连杆相连接，翻转连杆末端弯曲成凹形状。所述丝杠组12上方设有手轮，通过旋转手轮调节装置上下位置。所述十字滑台13采用电动或气动，用于多自由度定位移动。

如图3和图4所示，翻转连杆3末端弯曲成凹形状，螺栓2有时会出现变形使之卡在管模1边上不利于翻转，在勾住螺栓2的同时可以纠正螺栓偏差，使其处于可翻转状态。

如图5所示，十字滑台13可带动装置整体进行多自由度的定位和移动，丝杠组12可通过手轮调节机构的高度，进而适合不同管径的管桩螺栓的翻转。

如图6所示，该机械装置中翻转连杆的轨迹示意为正弦波形，设翻转连杆长度为L，回形槽行程为0.2--0.25L，滚动轴承固定于上方0.3L的位置，则其轨迹参考方程为：x、y分别为横纵坐标系，其中坐标系原点为螺栓旋转中心下方2倍螺栓的长度，可实现螺栓的180°翻转。

如图6所示，驱动杆件14由伺服电机驱动，其角速度随动构件15、16构成一对耦合的二级杆组，位移S1随动构件15与16产生的相对滑动确定，S2以原动件14与随动构件15、16的相对转动确定。

在工作时，通过翻转杆末端的规律性运动，可重复翻转合边螺栓，其中正弦的轨迹控制方便，且工作稳定性更好，在第一个半周期，翻转杆的末端向管桩模具靠近，移动至螺栓的下方，挂住螺栓；在第二半周期，翻转杆的末端先向远离管桩模具的方向移动，即将螺栓带动带侧部，再向靠近管桩模具的方向移动，将螺栓放在管桩模具上。通过风炮机或其他方式将螺栓拧紧。

总之，本发明提供管桩模具合边螺栓自动翻转装置，实现简单的结构设计，高效满足翻转功能，可实现在管桩移动的同时，2s翻转一个螺栓。当前对此类问题并没有有效的解决方法，而本发明可实现管桩模具合边螺栓的自动翻转，具有结构简单、效率高、稳定性好等优点。

实施例二：一种管桩模具合边螺栓自动翻转装置，包括机架，机架与丝杠组螺接，丝杠组的下端与十字滑台滑动连接，机架的下端设有动力输入轴，机架上动力输入轴的下方设有动力输出轴；所述动力输入轴一端与小传动轮连接，大传动轮设于机架的上端，小传动轮与大传动轮通过传动带连接，大传动轮通过传动带与动力输出轴连接；大传动轮一面设有连杆，连杆一端固定于大传动轮上，另一端设有滚轮，滚轮放置于回形槽内，所述回形槽下端与翻转连杆相连接；所述小传动轮远离动力输入轴的一面设有第一滚动轴承，第一滚动轴承固定于机架上，机架的另一面设有第二滚动轴承，所述翻转连杆安装于第二滚动轴承上；管桩模具上设有连个对称的垂直向下的螺栓。

机架包括一竖直倾斜的两端为弧形的长条板和通过一水平板固定连接的水平框架，长条板上靠近上端有一两端为弧形的长条形通孔，在长条形通孔上端的机架平板上设有与机架轴连接的大皮带轮，在长条形通孔上端的机架平板上设有小皮带轮、动力输入轴和动力输出轴；动力输入轴为电机轴，电机输出轴与小皮带轮连接，小皮带轮通过皮带与大皮带轮连接，大皮带轮上设有副动轮，副动轮通过皮带与动力输出轴连接；小皮带轮远离电机轴的一面设有滚动轴承，滚动轴承固定与机架上；大皮带轮一面设有连杆，连杆一端与大皮带轮轴连接，另一端设有滚轮，滚轮放置于回形槽内，回形槽的下方与翻转连杆固定连接，翻转连杆通过滚动轴承与机架长条板的下端连接；机架的水平框架包括两个水平横杆和两个竖直杆，两个水平横杆上设有与丝杠组螺接的螺纹孔，丝杠组的下端与十字滑台滚动连接或滑动连接。

工作时，通过十字滑台移动调节机架前后左右位置，转动丝杠组上方的手轮调节机架的上下位置，使翻转连杆的末端定位在待翻转螺栓与管桩模具之间的夹缝中；启动电机，通过电机带动小皮带轮转动，小皮带轮通过皮带带动大皮带轮转动，大皮带轮带动连杆转动，进而使连杆下端的滚轮在回形槽内往复移动，从而带动下端的翻转连杆向上移动，使垂直向下的螺栓翻转到竖直向上的位置，完成螺栓的180°翻转。

另外，丝杠组可以改为固定支架，支架下端与十字滑台活动连接，支架的竖直杆上设置多组卡扣件，机架通过卡扣件与支架连接；通过调节机架与支架的卡扣位置可调节机架的上下高度，实现对不同规格管桩模具合边螺栓的翻转，通过支架在十字滑台上的移动可以实现管桩边移动边进行螺栓翻转以及工位的循环。

滚轮与回形槽的间隙为ΔL，可以使滚轮在回形槽内移动顺畅，不容易被卡住，保证了机械传动装置的有效运行，同时减少了滚轮与回形槽内壁的摩擦。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。