一种适应于不同管径管件的夹持装置的制作方法

本发明涉及机械制造技术领域，具体而言，涉及一种适应于不同管径管件的夹持装置。

背景技术：

随着科学技术的进步，越来越多不同直径的焊管被应用于工业生产。焊管在投入使用前，要经过无损探伤检测，待查明焊缝没有缺陷后才可投入使用；对焊管进行无损探伤检测过程中，需要通过夹具来对待检测的焊管进行夹持；现在普遍使用的焊管夹具，每套夹具仅可以对某一固定直径的焊管进行夹持，如果待检测焊管的管径改变，需要针对改变后的管径进行夹具卡头的换装，过程繁琐，生产效率低下。

技术实现要素：

本发明解决的问题是每套管件夹具仅能够对某一固定管径的管件进行夹持。

为解决上述问题，本发明提供一种适应于不同管径管件的夹持装置，包括机架、管件支撑结构、管件靠紧结构、管件转动结构；其中，

所述管件支撑结构与所述机架固定连接；

所述管件靠紧结构、所述管件转动结构分别设置于所述管件支撑结构的两侧，且所述管件靠紧结构、所述管件转动结构均与所述机架滑动连接。

可选地，所述管件支撑结构包括多个平行设置的支撑辊轮。

可选地，所述机架上设置有直线导轨副，所述管件靠紧结构、所述管件转动结构均通过所述直线导轨副与所述机架滑动连接。

可选地，所述管件靠紧结构包括靠紧单元、靠紧轮撑架以及第一气缸，其中所述靠紧单元设置于所述靠紧轮撑架上，所述靠紧轮撑架与所述第一气缸的第一输出杆相连，且所述靠紧轮撑架与所述直线导轨副上的第一滑块相连；所述第一输出杆与所述靠紧轮撑架通过第一气缸输出块相连。

可选地，所述靠紧单元包括垂直设置的上靠紧单元和下靠紧单元；所述上靠紧单元与所述下靠紧单元均包括若干平行设置的靠紧万向轮。

可选地，所述靠紧万向轮包括滚珠、底座、保持架以及导杆，其中所述滚珠与所述底座转动连接，所述保持架设置于所述底座的外侧，且所述保持架与所述底座固定连接；所述保持架的头部设置有通孔，所述滚珠位于所述通孔内；所述导杆的一端与所述底座固定连接，另一端与所述靠紧轮撑架固定连接。

可选地，所述滚珠与所述底座之间设置有固体顺滑剂。

可选地，所述靠紧万向轮还包括压簧，所述压簧设置于所述导杆的外侧。

可选地，所述管件转动结构包括转动单元、支撑平台以及第二气缸，其中所述转动单元设置于所述支撑平台上，所述支撑平台与所述第二气缸的第二输出杆相连，且所述支撑平台与所述直线导轨副上的第二滑块相连；所述第二输出杆与所述支撑平台通过第二气缸输出块相连。

可选地，所述转动单元包括同步带轮、夹持主动轮以及驱动电机，所述同步带轮、所述夹持主动轮以及所述驱动电机均设置于所述支撑平台上；所述驱动电机与所述同步带轮相连，且所述同步带轮与所述夹持主动轮通过同步带相连。

与现有技术相比，本发明提供的适应于不同管径管件的夹持装置具有如下优势：

本发明提供的适应于不同管径管件的夹持装置，通过采用三点浮动夹持的方式，使得该夹持装置能够对不同管径的管件进行夹持，从而能够避免在对焊管进行检测的过程中频繁对夹具卡头进行换装，简化对焊管进行夹持、检测的过程，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明所述的夹持装置的正视图；

图2为本发明所述的夹持装置的侧视图；

图3为本发明所述的靠紧万向轮的结构简图。

附图标记说明：

1-机架；11-直线导轨副；111-第一滑块；112-第二滑块；2-管件支撑结构；21-支撑辊轮；22-支撑架；3-管件靠紧结构；31-靠紧单元；311-上靠紧单元；312-下靠紧单元；313-靠紧万向轮；3131-滚珠；3132-底座；3133-保持架；3134-导杆；3135-压簧；3136-通孔；3137-防松螺母；32-靠紧轮撑架；33-第一气缸；331-第一输出杆；332-第一气缸输出块；4-管件转动结构；41-转动单元；411-同步带轮；412-夹持带轮；413-驱动电机；414-同步带；42-支撑平台；43-第二气缸；431-第二输出杆；432-第二气缸输出块；5-管件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

为解决目前对焊接管件进行夹持的夹具，仅能够对固定管径的管件进行夹持的问题，本发明提供一种适应于不同管径管件的夹持装置，参见图1所示，该夹持装置包括机架1、管件支撑结构2、管件靠紧结构3、管件转动结构4；其中，机架1用于对夹持装置的各构件进行支撑；管件支撑结构2用于对待夹持的管件5进行支撑及定位，管件支撑结构2与机架1固定连接；管件靠紧结构3、管件转动结构4用于对通过管件支撑结构2支撑及定位的管件5进行夹持，管件靠紧结构3、管件转动结构4分别设置于管件支撑结构2的两侧，且管件靠紧结构3、管件转动结构4均与机架1滑动连接。

使用该夹持装置时，首先将待检测的管件5放置于管件支撑结构2上，通过该管件支撑结构2对管件5进行支撑、定位，然后将位于管件支撑结构2两侧的管件靠紧结构3、管件转动结构4均向管件5的轴心方向滑动，直至对管件靠紧结构3、管件转动结构4均与管件5的外壁接触，并对管件5进行夹紧，此时，管件5的底部受到管件支撑结构2提供的向上的支撑力，两侧分别受到管件靠紧结构3、管件转动结构4提供的夹紧力，使得管件5在管件支撑结构2、管件靠紧结构3以及管件转动结构4三者的共同作用下，处于被夹紧的状态，实现对管件5的夹持作用。

由于本申请中管件靠紧结构3、管件转动结构4均与机架1滑动连接，在对管件5进行夹持过程中，能够根据管件5的管径来对管件夹紧结构3和管件转动结构4的滑动距离进行调节，即通过三点浮动夹持的方式来对管径5进行夹持，从而使得该夹持装置能够适应于不同管径管件，实现对不同管径的管件5进行夹持。

本发明提供的适用于不同管径管件的夹持装置，通过采用三点浮动夹持的方式，使得该夹持装置能够对不同管径的管件5进行夹持，从而能够避免在对焊管进行检测的过程中频繁对夹具卡头进行换装，简化对焊管进行夹持、检测的过程，提高生产效率。

为便于通过管件支撑结构2对待检测的管件5进行支撑及定位，本申请中的管件支撑结构2包括多个平行设置的支撑辊轮21；其中多个支撑辊轮21的轴心线均与管件5的轴心线相垂直，且多个支撑辊轮21位于管件支撑结构2的上端面，将管件5放置于该管件支撑结构2上后，管件5与支撑辊轮21相接触，通过多个平行设置的支撑辊轮21的滚动，带动管件5运动，以便于将管件5移动至指定的位置，对该管件5进行相应的检测。

为对支撑辊轮21进行固定，本申请中的管件支撑结构2进一步还包括用于对支撑辊轮21进行支撑固定的支撑架22，支撑架22的底部与机架1固定连接，多个支撑辊轮21均安装于支撑架22的顶端，且多个支撑辊轮21均与支撑架22转动连接，以便于该支撑架22对支撑辊轮21进行支撑固定的同时，能够通过转动对管件5进行传送。

本申请通过直线导轨副11实现管件靠紧结构3以及管件转动结构4与机架1的滑动连接，具体的，本申请中机架1上设置有直线导轨副11，管件靠紧结构3、管件转动结构4均通过直线导轨副11与机架1滑动连接。

由于管件靠紧结构3、管件转动结构4分别设置于管件支撑结构2的两侧，通过管件靠紧结构3、管件转动结构4分别向管件支撑结构2靠近来实现对管件5的夹持，因此，直线导轨副11的延伸方向与管件靠紧结构3以及管件转动结构4的滑动方向相同，也就是说，直线导轨副11的延伸方向与待检测的管件5的轴心线方向相垂直。

此外，为提高管件靠紧结构3以及管件转动结构4滑动的稳定性，本申请优选直线导轨副11的数量为两条，参见图2所示，两条直线导轨副11平行设置，两条平行设置的直线导轨副11均与管件靠紧结构3以及管件转动结构4相连，以避免管件靠紧结构3以及管件转动结构4在沿直线导轨副11进行滑动过程中出现倾斜。

通过在机架上设置直线导轨副11来实现管件靠紧结构3以及管件转动结构4与机架1的滑动连接，结构简单，易于操作，且成本较低。

具体的，本申请中的管件靠紧结构3包括靠紧单元31、靠紧轮撑架32以及第一气缸33，其中靠紧单元31用于通过靠紧管件5以对管件5施加压力，该靠紧单元31设置于靠紧轮撑架32上，通过靠紧轮撑架32进行支撑及固定；第一气缸33用于驱动管件靠紧结构3进行滑动；该第一气缸33与机架1固定连接，通过机架1对第一气缸33进行固定；靠紧轮撑架32与第一气缸33的第一输出杆331相连，且靠紧轮撑架32与直线导轨副11上的第一滑块111相连；第一输出杆331的长度分布方向与直线导轨副11的长度分布方向一致。

需要对管件5进行夹持时，第一气缸33驱动第一输出杆331进行收缩运动；第一收缩杆331收缩运动的同时，对与之相连的靠紧轮撑架32施加作用力，在该作用力的带动下，使靠紧轮撑架32与第一滑块111一起沿直线导轨副11的长度分布方向进行滑动，直至靠紧轮撑架32上的靠紧单元31贴紧管件5的外侧壁，实现对管件5的夹持。

由于采用气缸作为驱动源，无需人工进行夹持，降低人工生产强度的同时，还有利于提高夹持速度。

参见图1所示，本申请进一步将第一气缸33设置于靠紧机架1中部的位置，使得第一输出杆331的伸出方向为从机架1的中心指向机架1的外侧，在管件靠紧结构3未对管件5进行夹持时，第一气缸33的第一输出杆331处于伸出状态；当需要对管件5进行夹紧时，第一输出杆331从机架1的外侧向机架1的中心收缩，带动靠紧轮撑架32向管件5的轴心方向滑动，直至靠紧单元31贴紧管件5的外侧壁，实现对管件5的夹持。

为便于通过第一输出杆331带动靠紧轮撑架32进行滑动，本申请中的第一输出杆331与靠紧轮撑架32通过第一气缸输出块332相连，即第一气缸输出块332的一端与第一输出杆331相连，另一端与靠紧轮撑架32相连，第一输出杆331在进行伸缩运动时，带动第一气缸输出块332运动，第一气缸输出块332再进一步带动靠紧轮撑架32沿直线导轨副11进行滑动；通过设置与第一输出杆331相连的第一气缸输出块332，有利于在增加第一输出杆331与靠紧轮撑架32之间的连接强度的同时，提高靠紧轮撑架32滑动的稳定性。

为提高对管件5进行夹持的稳定性，本申请中的靠紧单元31包括垂直设置的上靠紧单元311和下靠紧单元312；上靠紧单元311与下靠紧单元312均包括若干平行设置的靠紧万向轮313。

具体的，上靠紧单元311和下靠紧单元312垂直设置是指，上靠紧单元311的延伸方向与下靠紧单元312的延伸方向相垂直；上靠紧单元311设置于靠紧轮撑架32的上端，该上靠紧单元311的尾部，即上靠紧单元311远离管件5的一端，与靠紧轮撑架32的上端固定连接；该上靠紧单元311的头部，即上靠紧单元311靠近管件5的一端，沿倾斜向下的方向指向管件5的轴心线；相反，下靠紧单元312设置于靠紧轮撑架32的下端，该下靠紧单元312的尾部，即下靠紧单元312远离管件5的一端，与靠紧轮撑架32的下端固定连接；该下靠紧单元312的头部，即下靠紧单元312靠紧管件5的一端，沿倾斜向上的方向指向管件5的轴心线；从而使得管件靠紧结构3靠紧管件5时，上靠紧单元311与下靠紧单元312分别对管件5施加倾斜向下以及倾斜向上的作用力，从而提高对管件5进行夹持的稳定性。

此外，将靠紧单元31设置为垂直设置的上靠紧单元311和下靠紧单元312，在对管件5进行夹紧过程中，上靠紧单元311、下靠紧单元312、管件支撑结构2以及管件转动结构4共同对管件5进行夹紧，能够在夹紧过程中对管件5进行迅速自动定位，省去了繁琐的人工找正过程，降低了对管件5进行夹持及检测的难度，提高了检测效率。

本申请中的上靠紧单元311与下靠紧单元312均包括若干平行设置的靠紧万向轮313，即上靠紧单元311包括设置于靠紧轮撑架32上端的一排靠紧万向轮，下靠紧单元312包括设置于靠紧轮撑架32下端的一排靠紧万向轮；靠紧单元311对管件5进行夹持时，通过设置于靠紧轮撑架32上端与下端的两排靠紧万向轮313对管件5进行夹紧。

通过靠紧万向轮313对管件5进行夹紧，利用万向轮能够360°旋转的特点，使得在夹持过程中，能够适应不同管径管件5的快速夹持，不需要再根据不同的管径来更换家具夹头。

具体的，参见图3所示，本申请中的靠紧万向轮313包括滚珠3131、底座3132、保持架3133以及导杆3134，其中滚珠3131位于靠紧万向轮313的头部，即位于靠紧万向轮313靠紧管件5的一端；底座3132用于对滚珠3131进行支撑，滚珠3131与底座3132转动连接；具体的，底座3132上设置有与滚珠3131相适配的凹槽，滚珠3131于该凹槽内进行转动；为提高滚珠3131与底座3132之间的连接强度，在底座3132的外侧设置保持架3133，用于对滚珠3131进行限位，避免滚珠3131从底座3132内脱出；该保持架3133与底座3132固定连接，且该保持架3133的头部，即该保持架3133靠近管件5的一端，设置有与滚珠3131的尺寸相适配的通孔3136；为便于该通孔3136能够对滚珠3131进行限位，该通孔3136的直径略小于滚珠3131的直径；进行安装时，首先将滚珠3131安装于底座3132上的凹槽内，再将保持架3133安装于底座3132的外侧，此时滚珠3131位于通孔3136内；由于通孔3136的直径略小于滚珠3131的直径，滚珠3131位于通孔3136内的体积大于其自身体积的1/2,在通孔3136的限制下，滚珠3131不会从底座3132上脱出。

导杆3134用于对底座3132以及滚珠3131进行固定及支撑，该导杆3134的一端与底座3132固定连接，另一端与靠紧轮撑架32固定连接，以实现靠紧万向轮313与靠紧轮撑架32的固定连接。为保证导杆3134与靠紧轮撑架32之间的连接强度，本申请进一步将导杆3134与靠紧轮撑架32通过防松螺母3137进行连接。

本发明提供的夹持装置，通过在靠紧万向轮313的头部设置可转动的滚珠3131，以使该靠紧万向轮313对管件5进行靠紧时，可转动的滚珠3131与管件5的外壁进行接触，在对管件5进行夹紧的过程中，通过滚珠3131的滚动，能够实现对管件5夹紧位置的自动调整，从而实现对不同管径管件5的快速自动夹持。

由于对管件5进行夹持过程中，需要通过滚珠3131在底座3132内的转动来实现夹持位置的调节，本申请进一步在滚珠3131与底座3132之间设置有固体顺滑剂，通过固体顺滑剂来保证滚珠3131在底座3132的凹槽内可沿任意方向顺畅转动，从而降低对不同管径管件5进行夹持的难度，提高夹持效率。

此外，本申请中靠紧万向轮313还包括压簧3135，该压簧3135设置于导杆3134的外侧。在对不同管径的管件5进行夹持的过程中，通过该压簧3135的调节作用，使得夹持装置对管件5的夹紧力能够浮动，从而使任意管径的管件5均能够被该靠紧万向轮313夹紧，扩大本申请提供的夹持装置的使用范围。

参见图1、图2所示，本申请中的管件转动结构4包括转动单元41、支撑平台42以及第二气缸43，其中转动单元41在管件转动结构4靠近管件5时，用于对管件5进行夹紧；该转动单元41设置于支撑平台42上，支撑平台42与第二气缸43的第二输出杆431相连，且支撑平台42与直线导轨副11上的第二滑块112相连；第二输出杆431与支撑平台42通过第二气缸输出块432相连。

管件转动结构4各构件之间的具体连接关系与管件靠紧结构3各构件之间的连接关系类似。

需要对管件5进行夹持时，第二气缸43驱动第二输出杆431进行收缩运动；第二收缩杆431收缩运动的同时，对与之相连的支撑平台42施加作用力，在该作用力的带动下，使支撑平台42与第二滑块112一起沿直线导轨副11的长度分布方向进行滑动，直至支撑平台42上的转动单元41贴紧管件5的外侧壁，实现对管件5的夹持。

参见图1所示，本申请进一步将第二气缸43设置于靠紧机架1中部的位置，使得第二输出杆431的伸出方向为从机架1的中心指向机架1的外侧，在管件转动结构4未对管件5进行夹持时，第二气缸43的第二输出杆431处于伸出状态；当需要对管件5进行夹紧时，第二输出杆431从机架1的外侧向机架1的中心收缩，带动支撑平台42向管件5的轴心方向滑动，直至转动单元41贴紧管件5的外侧壁，实现对管件5的夹持。

为便于通过第二输出杆431带动支撑平台42进行滑动，本申请中的第二输出杆431与支撑平台42通过第二气缸输出块432相连，即第二气缸输出块432的一端与第二输出杆431相连，另一端与支撑平台42相连，第二输出杆431在进行伸缩运动时，带动第二气缸输出块432运动，第二气缸输出块432再进一步带动支撑平台42沿直线导轨副11进行滑动；通过设置与第二输出杆431相连的第二气缸输出块432，有利于在增加第二输出杆431与支撑平台42之间的连接强度的同时，提高支撑平台42滑动的稳定性。

由于对焊管进行无损探伤、焊接等过程中，需要对管件5进行旋转，为降低对管件5进行选装的难度，本申请中的转动单元41在对管件5进行夹持的同时，还能够带动管件5绕其轴心线进行旋转；具体的，本申请中的转动单元41包括同步带轮411、夹持主动轮412以及驱动电机413，其中同步带轮411、夹持主动轮412以及驱动电机413均设置于支撑平台42上，夹持主动轮412位于靠近管件5的一端，用于对管件5进行夹持；驱动电机413与同步带轮411相连，且同步带轮411与夹持主动轮412通过同步带414相连。

实现对管件5的夹持后，夹持主动轮412与管件5的外壁相接触，对管件5施加夹紧力；需要对管件5进行旋转时，驱动电机413运行，同时带动同步带轮411转动；同步带轮411通过同步带414带动夹持主动轮412转动，由于夹持主动轮412与管件5贴紧，在摩擦力的作用下，夹持主动轮412带动管件5进行转动，实现管件5的旋转。

本发明提供的夹持装置，通过转动单元41的设置，使管件5被压紧后，可以根据需要对管件5绕其轴心进行任意角度的平稳旋转，使得该夹持装置在对管件5进行夹持的同时，还能够同时满足无损探伤、焊接等工序的工艺要求，扩大其使用范围。

综上，本发明提供的夹持装置，适用于不同管径的管件，能够省去人工夹持工序、人工找正工序、换装不同直径卡盘的工序等，适合大批量生产，在显著节省时间的同时，还降低了生产成本与人工生产强度。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。