矿山带式给料机用小齿轮和套筒自动夹紧焊接装置的制作方法

本发明属于矿山机械制造设备技术领域，涉及一种带式给料机零部件的制造设备，具体涉及一种矿山带式给料机用小齿轮和套筒自动夹紧焊接装置。

背景技术：

小齿轮和套筒的组合1是矿山带式给料机手轮组件的半成品，包括小齿轮11和套筒12，小齿轮11中心处有小齿轮中孔111，套筒12中心处有套筒中孔121，小齿轮中孔111和套筒中孔121的直径大小相等，小齿轮11的上端面和套筒12的下端面贴合，小齿轮中孔111和套筒中孔121的中心线重合，小齿轮11和套筒12外侧的相邻边连续焊接，组合成小齿轮和套筒的组合1。然后套筒12的上端再焊接手轮，组合成手轮组件。

目前小齿轮和套筒的组合1是由人工组对人工焊接的。使用的定位的装夹工具是一件大头销钉和一件螺母，小齿轮中孔111和套筒中孔121分别与大头销钉的外圆柱面配合，使用螺母进行轴向压紧，小齿轮11和套筒12外侧的相邻边焊接，然后拆下螺母，退出大头销钉。这样做的工作效率较低，拧螺栓和退出大头销钉都比较费时费力，由于焊接变形，退出大头销钉往往非常费力。

技术实现要素：

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种人工上料、设备自动夹紧焊接、能提高自动化作业水平、减少人工劳动量、拆装省时省力的矿山带式给料机用小齿轮和套筒自动夹紧焊接装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种矿山带式给料机用小齿轮和套筒自动夹紧焊接装置，包括旋转组件、焊枪组件、两套压辊组件和机架；

旋转组件包括伺服电机、转动架、内撑组件、四个撑爪和环弹簧；转动架的下端设有连接部，连接部和机架通过转动副联接；伺服电机的外壳法兰和机架固定联接；伺服电机的输出轴和连接部固定联接；伺服电机驱动转动架旋转，伺服电机输出轴的轴心线沿着竖直方向设置；

转动架的上端设有四个撑爪连接销轴；四个撑爪连接销轴的轴心线分别沿着水平方向设置；撑爪的下端设有撑爪连接孔，连接销轴和撑爪连接孔配合组成铰链，四个撑爪绕伺服电机输出轴的轴心线均匀圆周阵列；四个撑爪的上端分别绕连接销轴的轴心线朝向或者背向伺服电机输出轴的轴心线摆动；撑爪的上端设有撑爪弹簧卡槽，撑爪弹簧卡槽的开口方向背向伺服电机输出轴的轴心线，环弹簧同时绕在四个撑爪的撑爪弹簧卡槽内，在环弹簧的弹性拉力作用下四个撑爪的上端朝向伺服电机输出轴轴心线的方向相互靠拢在一起；撑爪中部背向伺服电机输出轴的一面设有撑爪外定位面，撑爪外定位面是圆柱形弧面，撑爪下支撑面和撑爪外定位面的下端连接，撑爪下支撑面和撑爪外定位面的轴心线垂直；撑爪上设有倾斜的撑爪内撑斜面，撑爪内撑斜面朝下且朝向伺服电机输出轴轴心线的方向；

内撑组件包括内撑气缸和内撑头；内撑气缸包括内撑气缸体和内撑气缸活塞杆；内撑头上设有内撑头圆锥面，内撑头的下端和内撑气缸活塞杆的上端固定联接；内撑头圆锥面的上端直径小、下端直径大；内撑气缸体和转动架固定联接；内撑头圆锥面的轴心线和伺服电机输出轴轴心线在同一条直线上；内撑气缸驱动内撑头向上平移，内撑头圆锥面同时推动四个撑爪内撑斜面，四个撑爪的上端分别克服环弹簧的弹性拉力绕连接销轴的轴心线背向伺服电机输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪的四个撑爪外定位面同时撑住小齿轮中孔和套筒中孔，撑爪下支撑面支撑住小齿轮的下端面；

压辊组件包括压辊、摆架和压辊气缸；压辊气缸包括压辊气缸体和压辊气缸活塞杆；摆架和机架通过压辊摆架机架铰链连接，摆架和压辊气缸活塞杆的上末端通过压辊气缸摆架铰链连接，压辊气缸体的下尾端和机架通过压辊气缸机架铰链连接，压辊和摆架通过转动副连接，压辊气缸驱动摆架摆动，压辊压紧套筒的上沿，压辊的轴心线沿着左右水平方向设置；

焊枪组件包括焊枪和焊枪气缸；焊枪气缸是带导杆型气缸；焊枪气缸包括焊枪气缸体和焊枪气缸活塞杆；焊枪气缸体和机架固定联接；焊枪气缸活塞杆和焊枪固定联接；焊枪气缸驱动焊枪平移，焊枪的焊嘴靠近并焊接小齿轮和套筒外侧的相邻边。

本发明的工作过程如下所述。

1)把小齿轮的小齿轮中孔套在四个撑爪外定位面的外围，因为四个撑爪的上端是相互靠拢在一起的，尺寸较小，所以可以顺利地套入，小齿轮的下端面放置到撑爪下支撑面上。

再把套筒的套筒中孔套在四个撑爪外定位面的外围，小齿轮的上端面和套筒的下端面贴合。

2)内撑气缸驱动内撑头向上平移，内撑头圆锥面同时推动四个撑爪内撑斜面，四个撑爪的上端分别克服环弹簧的弹性拉力绕连接销轴的轴心线背向伺服电机输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪的四个撑爪外定位面同时撑住小齿轮中孔和套筒中孔，撑爪下支撑面支撑住小齿轮的下端面；撑紧的同时也达到了使小齿轮中孔中心线和套筒中孔中心线重合的目的。

3)压辊气缸驱动摆架绕压辊摆架机架铰链摆动，压辊压紧套筒的上沿，压辊的轴心线沿着左右水平方向设置，两套压辊组件的压辊分别压紧套筒的上沿的左右两侧。这样能使小齿轮的下端面和撑爪下支撑面紧密贴合，小齿轮的上端面和套筒的下端面紧密贴合。

4)伺服电机驱动转动架、内撑组件、四个撑爪、环弹簧、小齿轮和套筒的组合旋转。焊枪气缸驱动焊枪平移，焊枪的焊嘴靠近并焊接小齿轮和套筒外侧的相邻边。一般要先均布焊接三、四个焊点，使小齿轮和套筒固定连接在一起，然后再连续焊接，能有效地减小焊接变形。小齿轮和套筒结合在一起变成了小齿轮和套筒的组合。焊接完成后焊枪气缸驱动焊枪反向平移，焊枪的焊嘴远离小齿轮和套筒外侧的相邻边，伺服电机停止转动。

转动架旋转的过程中压辊一边压紧套筒的上沿，一边滚动，以保证小齿轮的下端面和撑爪下支撑面紧密贴合、小齿轮的上端面和套筒的下端面紧密贴合。

一般地伺服电机旋转不能超过365度。如果焊接第一件小齿轮和套筒的组合时伺服电机顺时针旋转一周，那么焊接第二件小齿轮和套筒的组合时伺服电机逆时针旋转一周，反正向交替缠绕，这样能避免内撑气缸的连接软管过度缠绕。

5)等待焊缝冷却。

6)压辊气缸驱动摆架绕压辊摆架机架铰链反向摆动，压辊离开套筒的上沿，并且离开小齿轮和套筒的组合的正上方。

7)内撑气缸驱动内撑头向下平移，内撑头圆锥面同时离开四个撑爪内撑斜面，四个撑爪的上端分别在环弹簧的弹性拉力作用下绕连接销轴的轴心线朝向伺服电机输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪的四个撑爪外定位面同时离开小齿轮中孔和套筒中孔的内圆柱面。

8)向上平移取下小齿轮和套筒的组合。

以上步骤不断地重复，就能不断地把小齿轮和套筒焊接在一起。

本发明的有益效果：人工上料，设备自动夹紧焊接，提高自动化作业水平，减少人工劳动量，拆装省时省力。

附图说明

图1是小齿轮和套筒的组合1的三维结构示意图；

图2是本发明实施例的三维结构示意图，正在施焊中的状况；

图3是本发明实施例的三维结构示意图，闲置时的状况；

图4是旋转组件2的三维结构示意图；

图5是转动架22的三维结构示意图；

图6是内撑组件23的正视图；

图7是撑爪24的三维结构示意图；

图8是焊枪组件3的正视图；

图9是压辊组件4的三维结构示意图；

图中所示：1.小齿轮和套筒的组合；11.小齿轮；111.小齿轮中孔；12.套筒；121.套筒中孔；

2.旋转组件；21.伺服电机；22.转动架；221.连接部；222.撑爪连接销轴；23.内撑组件；231.内撑气缸；2311.内撑气缸体；2312.内撑气缸活塞杆；232.内撑头；2321.内撑头圆锥面；24.撑爪；241.撑爪连接孔；242.撑爪内撑斜面；243.撑爪外定位面；244.撑爪弹簧卡槽；245.撑爪下支撑面；25.环弹簧；

3.焊枪组件；31.焊枪；32.焊枪气缸；321.焊枪气缸体；322.焊枪气缸活塞杆；

4.压辊组件；41.压辊；42.摆架；43.压辊气缸；431.压辊气缸体；432.压辊气缸活塞杆；423.压辊气缸摆架铰链；425.压辊摆架机架铰链；435.压辊气缸机架铰链；

5.机架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图9。

一种矿山带式给料机用小齿轮和套筒自动夹紧焊接装置，包括旋转组件2、焊枪组件3、两套压辊组件4和机架5；

旋转组件2包括伺服电机21、转动架22、内撑组件23、四个撑爪24和环弹簧25；转动架22的下端设有连接部221，连接部221和机架5通过转动副联接；伺服电机21的外壳法兰和机架5固定联接；伺服电机21的输出轴和连接部221固定联接；伺服电机21驱动转动架22旋转，伺服电机21输出轴的轴心线沿着竖直方向设置；

转动架22的上端设有四个撑爪连接销轴222；四个撑爪连接销轴222的轴心线分别沿着水平方向设置；撑爪24的下端设有撑爪连接孔241，连接销轴222和撑爪连接孔241配合组成铰链，四个撑爪24绕伺服电机21输出轴的轴心线均匀圆周阵列；四个撑爪24的上端分别绕连接销轴222的轴心线朝向或者背向伺服电机21输出轴的轴心线摆动；撑爪24的上端设有撑爪弹簧卡槽244，撑爪弹簧卡槽244的开口方向背向伺服电机21输出轴的轴心线，环弹簧25同时绕在四个撑爪24的撑爪弹簧卡槽244内，在环弹簧25的弹性拉力作用下四个撑爪24的上端朝向伺服电机21输出轴轴心线的方向相互靠拢在一起；撑爪24中部背向伺服电机21输出轴的一面设有撑爪外定位面243，撑爪外定位面243是圆柱形弧面，撑爪下支撑面245和撑爪外定位面243的下端连接，撑爪下支撑面245和撑爪外定位面243的轴心线垂直；撑爪24上设有倾斜的撑爪内撑斜面242，撑爪内撑斜面242朝下且朝向伺服电机21输出轴轴心线的方向；

内撑组件23包括内撑气缸231和内撑头232；内撑气缸231包括内撑气缸体2311和内撑气缸活塞杆2312；内撑头232上设有内撑头圆锥面2321，内撑头232的下端和内撑气缸活塞杆2312的上端固定联接；内撑头圆锥面2321的上端直径小、下端直径大；内撑气缸体2311和转动架22固定联接；内撑头圆锥面2321的轴心线和伺服电机21输出轴轴心线在同一条直线上；内撑气缸231驱动内撑头232向上平移，内撑头圆锥面2321同时推动四个撑爪内撑斜面242，四个撑爪24的上端分别克服环弹簧25的弹性拉力绕连接销轴222的轴心线背向伺服电机21输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪24的四个撑爪外定位面243同时撑住小齿轮中孔111和套筒中孔121，撑爪下支撑面245支撑住小齿轮11的下端面；

压辊组件4包括压辊41、摆架42和压辊气缸43；压辊气缸43包括压辊气缸体431和压辊气缸活塞杆432；摆架42和机架5通过压辊摆架机架铰链425连接，摆架42和压辊气缸活塞杆432的上末端通过压辊气缸摆架铰链423连接，压辊气缸体431的下尾端和机架5通过压辊气缸机架铰链435连接，压辊41和摆架42通过转动副连接，压辊气缸43驱动摆架42摆动，压辊41压紧套筒12的上沿，压辊41的轴心线沿着左右水平方向设置；

焊枪组件3包括焊枪31和焊枪气缸32；焊枪气缸32是带导杆型气缸；焊枪气缸32包括焊枪气缸体321和焊枪气缸活塞杆322；焊枪气缸体321和机架5固定联接；焊枪气缸活塞杆322和焊枪31固定联接；焊枪气缸32驱动焊枪31平移，焊枪31的焊嘴靠近并焊接小齿轮11和套筒12外侧的相邻边。

本实施例的工作过程如下所述。

1)把小齿轮11的小齿轮中孔111套在四个撑爪外定位面243的外围，因为四个撑爪24的上端是相互靠拢在一起的，尺寸较小，所以可以顺利地套入，小齿轮11的下端面放置到撑爪下支撑面245上。

再把套筒12的套筒中孔121套在四个撑爪外定位面243的外围，小齿轮11的上端面和套筒12的下端面贴合。

2)内撑气缸231驱动内撑头232向上平移，内撑头圆锥面2321同时推动四个撑爪内撑斜面242，四个撑爪24的上端分别克服环弹簧25的弹性拉力绕连接销轴222的轴心线背向伺服电机21输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪24的四个撑爪外定位面243同时撑住小齿轮中孔111和套筒中孔121，撑爪下支撑面245支撑住小齿轮11的下端面；撑紧的同时也达到了使小齿轮中孔111中心线和套筒中孔121中心线重合的目的。

3)压辊气缸43驱动摆架42绕压辊摆架机架铰链425摆动，压辊41压紧套筒12的上沿，压辊41的轴心线沿着左右水平方向设置，两套压辊组件4的压辊41分别压紧套筒12的上沿的左右两侧。这样能使小齿轮11的下端面和撑爪下支撑面245紧密贴合，小齿轮11的上端面和套筒12的下端面紧密贴合。

4)伺服电机21驱动转动架22、内撑组件23、四个撑爪24、环弹簧25、小齿轮11和套筒12的组合旋转。焊枪气缸32驱动焊枪31平移，焊枪31的焊嘴靠近并焊接小齿轮11和套筒12外侧的相邻边。一般要先均布焊接三、四个焊点，使小齿轮11和套筒12固定连接在一起，然后再连续焊接，能有效地减小焊接变形。小齿轮11和套筒12结合在一起变成了小齿轮和套筒的组合1。焊接完成后焊枪气缸32驱动焊枪31反向平移，焊枪31的焊嘴远离小齿轮11和套筒12外侧的相邻边，伺服电机21停止转动。

转动架22旋转的过程中压辊41一边压紧套筒12的上沿，一边滚动，以保证小齿轮11的下端面和撑爪下支撑面245紧密贴合、小齿轮11的上端面和套筒12的下端面紧密贴合。

一般地伺服电机21旋转不能超过365度。如果焊接第一件小齿轮和套筒的组合1时伺服电机21顺时针旋转一周，那么焊接第二件小齿轮和套筒的组合1时伺服电机21逆时针旋转一周，反正向交替缠绕，这样能避免内撑气缸231的连接软管过度缠绕。

5)等待焊缝冷却。

6)压辊气缸43驱动摆架42绕压辊摆架机架铰链425反向摆动，压辊41离开套筒12的上沿，并且离开小齿轮和套筒的组合1的正上方。

7)内撑气缸231驱动内撑头232向下平移，内撑头圆锥面2321同时离开四个撑爪内撑斜面242，四个撑爪24的上端分别在环弹簧25的弹性拉力作用下绕连接销轴222的轴心线朝向伺服电机21输出轴的轴心线方向摆动，四个撑爪24的四个撑爪外定位面243同时离开小齿轮中孔111和套筒中孔121的内圆柱面。

8)向上平移取下小齿轮和套筒的组合1。

以上步骤不断地重复，就能不断地把小齿轮11和套筒12焊接在一起。

本实施例的有益效果：人工上料，设备自动夹紧焊接，提高自动化作业水平，减少人工劳动量，拆装省时省力。