一种预压螺栓装配设备的制作方法

本实用新型属于螺栓装配设备技术领域，涉及一种预压螺栓装配设备。

背景技术：

机械接合面的接触压力用压强p描述，压强p的单位可用Mpa(N/m²,即牛/毫米²)表示，一般机械接合面压强p在1Mpa以下为低压强，1～6Mpa为中压强，6Mpa以上为高压强。

多个螺栓联结的两个零件装配，以下称为装配组件，可以采用人工手动装配或机械化自动装配。对于由多个螺栓联结的装配组件的自动装配，当螺栓之间分布距离足够大，可用一个压力机构将两个零件压紧，同时用多螺栓拧紧机构进行装配组件的多个螺栓的联结装配；但对于螺栓之间分布距离较小、接合面压力为高压强的情况，高压强的压力机构和多个螺栓拧紧机构不能同时存在。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种预压螺栓装配设备，同时具备预压和拧紧的功能。

本实用新型所采用的技术方案是，一种预压螺栓装配设备，包括压力机，安装支架、机械手、压力杆，压力机包括压力缸、上板、移动中板、立柱和底座，压力缸的壳体与上板固定连接，压力缸的活塞杆与移动中板固定连接，安装支架固定连接在移动中板的下表面，机械手和压力杆固定连接安装支架 的下表面，机械手和压力杆平行，底座上位于机械手的正下方固定有待装配组件，待装配组件上放置有待拧紧螺栓。

本实用新型的特点还在于，

压力杆末端距离待装配组件上表面的距离大于和机械手末端距离待拧紧螺栓的螺栓头的距离，其距离之差大于待拧紧螺栓的拧紧长度。

机械手包括依次连接的电机、减速装置、扭矩传感器、滚珠花键杆及滚珠花键套、挡环、连接套、压缩弹簧和扳手，电机的壳体与安装支架的下表面固定连接，减速装置的输入端与电机的输出轴固定连接，减速装置的输出端固定连接有滚珠花键杆，滚珠花键杆的另一端套设有滚珠花键套，滚珠花键套上固定连接有连接套，滚珠花键杆的端部固定有挡环，挡环和连接套之间内置有压缩弹簧，连接套远离滚珠花键杆的一端固定连接扳手。

连接套与扳手的连接处还设置有力传感器和调整垫。

减速装置与滚珠花键杆连接处设置有扭矩传感器。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种预压螺栓装配设备，先采用压力机通过压力杆对装配组件施加高压强预压，再用机械手进行预压螺栓拧紧，同时具备预压和拧紧的功能，为解决高压强的压力机构和多个螺栓拧紧机构不能同时存在创造了条件。适合自动化生产线上使用，使应用范围广，可以用于各种装配组件的预压装配。

附图说明

图1是本实用新型一种预压螺栓装配设备的结构示意图；

图2是本实用新型一种预压螺栓装配设备压力机的结构示意图；

图3是本实用新型一种预压螺栓装配设备机械手的结构示意图；

图4是本实用新型一种预压螺栓装配设备实施例中待装配组件的结构示 意图；

图中，1.压力机，2.安装支架，3.机械手，4.压力杆，5.预压螺栓，6.待装配组件；

1-1.压力缸，1-2.上板，1-3.移动中板，1-4.立柱，1-5.底座；

3-1.电机，3-2.减速装置，3-3.扭矩传感器，3-4.滚珠花键杆，3-5.滚珠花键套，3-6.挡环，3-7.连接套，3-8.压缩弹簧，3-9.力传感器，3-10.调整垫，3-11.扳手；

6-1.装配组件上件，6-2.减震衬套，6-3.支撑套，6-4.装配组件下件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所采用的技术方案是，一种预压螺栓装配设备，如图1所示，包括压力机1，安装支架2，机械手3，压力杆4；压力机1，如图2所示，包括压力缸1-1、上板1-2、移动中板1-3、立柱1-4和底座1-5；机械手3，如图3所示，机械手3包括电机3-1、减速装置3-2、扭矩传感器3-3、滚珠花键杆3-4及滚珠花键套3-5、挡环3-6、连接套3-7、压缩弹簧3-8、力传感器3-9、调整垫3-10和扳手3-11。预压螺栓装配设备的连接关系是，压力缸1-1的壳体与上板固定连接，压力缸1-1的活塞杆与移动中板1-3固定连接，安装支架2与移动中板的下表面固定连接，机械手3的电机3-1壳体和压力杆4固定在安装支架2上，减速装置3-2的输入端与电机3-1的输出轴固定连接，减速装置3-2的输出端固定连接有滚珠花键杆3-4，滚珠花键杆3-4的另一端套设有滚珠花键套3-5，滚珠花键套3-5上固定连接有连接套3-7，滚珠花键杆3-4的端部固定有挡环3-6，挡环3-6和连接套3-7之间内置有压缩弹簧3-8，连接套3-7远离滚珠花键杆3-4的一端固定连接扳手3-11。 压力机底座1-5上位于机械手3的正下方固定有待装配组件6，如图4所示，本实用新型的实施例采用的待装配组件6包括装配组件上件6-1、减震衬套6-2、支撑套6-3、装配组件下件6-4，采用预压螺栓5将装配组件上件6-1和装配组件下件6-4进行连接。

机械手3和压力杆4平行地固定在安装支架2下表面，压力杆4末端距离装配组件上件6-1上表面的距离大于机械手3末端距离待拧紧的预压螺栓5的螺栓头的距离。

连接套3-7与扳手3-11的连接处还设置有力传感器3-9和调整垫3-10。

减速装置3-2与滚珠花键杆3-4连接处设置有扭矩传感器3-3。

压力缸1-1动作，机械手3的电机3-1的回转、力传感器3-9力的检测、扭矩传感器3-3的扭矩检测由外设的控制系统进行数据采集及开、关控制。

本实用新型一种预压螺栓装配设备进行装配预压螺栓的工作过程为：首先根据待拧螺栓5的拧紧长度，由力传感器3-9和调整垫3-10调整压缩弹簧3-8的工作压缩量，压缩弹簧3-8的工作压缩量应大于待拧预紧螺栓5的拧紧长度；然后，根据装配组件6工作压力要求，分别设定压力缸1-1的压力值F和扭矩传感器的扭矩值M；将待装配组件6固定在底座1-5的上表面，然后将预压螺栓5放置在待装配组件6的待装配位置，使预压螺栓5的头部在机械手的正下方，然后，控制压力缸1-1动作，移动中板1-3向下移动，带动压力杆4和机械手3向下移动，机械手3的末端扳手3-11向下移动后抵压在预压螺栓5的头部后，移动中板1-3继续向下移动，压缩弹簧3-8产生工作压缩，直至压力杆4接触到待装配组件6，给装配组件6施加压力，当压力缸1-1的压力达到设定值F时，控制压力缸1-1停止动作，控制电机3-1启动，带动机械手3回转运动，同时，压缩弹簧3-8工作压缩量产生的弹力 推动连接套3-7向下，将滚珠花键套3-5带动沿滚珠花键杆3-4的花键槽向下移动，扳手3-11一面回转一面下移，进行预压螺栓5拧紧，当扭矩传感器3-3的力矩信息达到设定的M时，控制电机3-1停止回动，压力缸1-1动作，带动中板1-3返回原位。

本实用新型采用的压力机1为四柱气液压力机，如SENTO讯拓公司的四柱气液压力机STPF。

本实用新型的压缩弹簧的工作压缩量为压缩弹簧从初始预压状态的预压缩量新增加的压缩量。

本实用新型的一种预压螺栓装配设备以及一种预压螺栓装配设备装配预压螺栓的方法中，设压力杆4末端到装配组件上件6-1上表面的距离为L₁，机械手3末端到待拧紧螺栓的螺栓头的距离为L₂，待拧螺栓的拧紧长度为L₃，压力杆4末端到装配组件上件6-1上表面的距离与机械手3末端到待拧紧螺栓的螺栓头的距离之差为δ，则L₁＝L₂+δ，δ＞L₃。

本实用新型的F和M应根据待装配组件6所承受载荷的总压力P确定，总压力P使装配组件的接合面产生高压强，如实施例中，装配组件上件与下件机械接合面的接触压强为p₁，装配组件上件与减震衬套接合面的接触压强为p₂，总压力P与接触压强为p₁和接触压强为p₂的合力相等，P＝A₁*p₁+A₂*p₂，其中A₁为装配组件上件与下件机械接合面的接触面积，A₂为装配组件上件与减震衬套接合面的接触面积。