联轴节粘接设备的制作方法

本发明涉及粘接设备领域，特别地，涉及一种联轴节粘接设备。

背景技术：

联轴节是风力发电机组上的重要组成部件，其具有绝缘性好，结构强度大的特点。联轴节是由两端的钢制金属法兰和中间的绝缘有机玻璃筒组成，有机玻璃筒与钢制法兰之间用强力胶粘接而成。由于联轴节在发电机组运转过程中传递很大的扭矩，同时又要绝缘，因此联轴节对粘接的质量要求非常高，因而对粘接胶的薄厚均匀度要求也很高，同时两端钢制金属法兰的螺纹中心也要处于同一轴线。以往对这种联轴节的加工通常由简单夹具固定，涡轮定位，操作复杂，加工效率低，粘接精度低，质量不可控。

技术实现要素：

本发明提供了一种联轴节粘接设备，以解决操作复杂、加工效率低且粘接精度低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种联轴节粘接设备，用于将联轴节的上法兰、下法兰与中间的有机玻璃筒粘接在一起，包括机床，机床上安装有上升降旋转件、中间活动夹和下升降旋转件，其中，上升降旋转件用于安装上法兰并带动上法兰沿自身轴线旋转和升降运动以装配于有机玻璃筒上；下升降旋转件用于安装下法兰并带动下法兰沿自身轴线旋转和升降运动以装配于有机玻璃筒上；中间活动夹用于夹持有机玻璃筒，上升降旋转件、下升降旋转件的旋转轴线与中间活动夹的夹持中心同轴。

进一步地，上升降旋转件包括上升降机构、上旋转机构、与上升降机构和上旋转机构相连的上定位盘以及用于夹持上法兰的上夹具，上定位盘在上升降机构和上旋转机构的带动下升降和旋转，上夹具连接固定于上定位盘。

进一步地，上夹具包括中空的主体部，主体部的上端形成有锥形的上接合部，于主体部的中段水平延伸有第一固定部，以及主体部的下端形成有用于与上法兰的内壁面抵接的上定位部；上定位盘包括与上接合部配合定位且呈锥形的上配合部。上定位部的外壁上凹设有定位槽，定位槽与上法兰上的螺钉孔对齐，定位槽和螺钉孔内安装有用于对上法兰实现角向定位的调节螺钉。上定位盘还包括自上配合部水平延伸的第二固定部，第二固定部抵接于第一固定部，并与第一固定部之间通过螺杆连接固定；螺杆延伸至第一固定部的下方且下端开设有通孔，调节螺钉穿过通孔、上法兰上的螺钉孔并进入定位槽，调节螺钉的头部锁止于螺杆的侧壁。

进一步地，上升降机构包括涡轮减速器和与涡轮减速器连接的上主轴，上主轴的下端连接于上定位盘，涡轮减速器带动上主轴升降从而实现上定位盘的升降。

进一步地，上旋转机构包括第一减速电机和设于上主轴上端的、用于与第一减速电机的齿轮啮合的上主轴齿轮，第一减速电机驱动上主轴旋转从而带动上定位盘旋转。

进一步地，上定位盘的外壁凹设有定位孔，上升降机构的下端固定连接有上定位板，上定位板上设置有进入定位孔以对上法兰实现角向定位的上定位销。

进一步地，下升降旋转件包括下升降机构、下旋转机构、与下升降机构和下旋转机构相连的下定位盘、以及用于夹持下法兰的下夹具，下定位盘在下升降机构和下旋转机构的带动下升降和旋转，下夹具连接固定于下定位盘；其中，下升降机构包括丝杆升降装置和与丝杆升降装置连接的下主轴，下主轴的上端连接于下定位盘，丝杆升降装置带动下主轴升降从而实现下定位盘的升降；下旋转机构包括第二减速电机和设于下主轴下端的、用于与第二减速电机的齿轮啮合的第二主轴齿轮，第二减速电机驱动下主轴旋转从而带动下定位盘旋转。

进一步地，上升降旋转件、中间活动夹和下升降旋转件安装于机床上的同一平面，机床上还设有用于控制上升降旋转件和下升降旋转件的电气控制柜。

本发明的联轴节粘接设备，通过同轴的上升降旋转件、中间活动夹和下升降旋转件，利用上升降旋转件固定上法兰，带动上法兰旋转时可对上法兰涂胶，下降时带动上法兰粘接装配于中间的有机玻璃筒，下法兰以同样的方式粘接于有机玻璃筒，这种的垂直粘接方式，可以避免胶的流动，使粘接胶的厚度均匀；采用上升降旋转件、中间活动夹和下升降旋转件分别带动上下法兰旋转以进行涂胶、升降以装配粘接于有机玻璃筒，定位准确，操作简单，能够提高加工效率和粘接精度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的联轴节粘接设备的示意图；

图2是图1中的联轴节粘接设备从另一个角度的示意图；

图3是上升降旋转件的旋转剖视图；

图4是图3中上定位盘、上夹具与上法兰分解后的示意图；

图5是下夹具夹持下法兰安装于下定位盘以及下旋转机构时的旋转剖视图；

图6是下升降机构的结构示意图；

图7是下升降机构的俯视图；

图8是中间活动夹的结构示意图；

图9是中间活动夹旋转90°后的示意图；

图10是联轴节与上夹具以及下夹具的整体采用压紧螺杆固定时的半剖视图。

附图标号说明：

100、上法兰；1001、螺钉孔；200、下法兰；2001、螺钉孔；300、有机玻璃筒；

1、机床；10、电气控制柜；11、导轨；12、安装板；

2、上升降旋转件；20、上定位盘；201、上配合部；202、第二固定部；203、上定位孔；21、上夹具；210、第一主体部；211、上接合部；212、第一固定部；2120、螺孔；2121、螺孔；213、上定位部；2130、第一定位槽；22、调节螺钉；23、螺杆；230、通孔；24、升降手柄；240、齿轮；25、上主轴；250、上主轴齿轮；251、套筒；26、第一减速电机；260、齿轮；27、上定位板；28、上定位销；29、上定位套；290、第一定位锥孔；

3、中间活动夹；30、中主轴；31、连接板；32、第一夹臂；33、第二夹臂；34、中定位销；340、手柄；35、夹紧块；

4、下升降旋转件；40、下定位盘；401、下配合部；41、下夹具；410、第二主体部；411、下接合部；412、第三固定部；4120、下定位孔；4121、螺孔；413、下定位部；4130、第二定位槽；42、下主轴；420、第二主轴齿轮；421、安装座；43、第二减速电机；430、齿轮；44、丝杆；45、丝母；450、丝母旋转手柄；451、滑移齿轮；46、第三减速电机；460、齿轮；47、下定位板；48、下定位销；

5、压紧螺杆；6、螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种联轴节粘接设备，用于将联轴节的上法兰100、下法兰200与中间的有机玻璃筒300粘接在一起，包括机床1，机床1上安装有上升降旋转件2、中间活动夹3和下升降旋转件4。其中，上升降旋转件2用于安装上法兰100，并带动上法兰100沿自身轴线旋转，以及带动上法兰100升降运动以装配于有机玻璃筒300上；下升降旋转件4用于安装下法兰200，以及带动下法兰200沿自身轴线旋转和升降运动以装配于有机玻璃筒300上；中间活动夹3用于夹持有机玻璃筒300，以及带动有机玻璃筒300沿水平轴线旋转。上升降旋转件2、下升降旋转件4的旋转轴线与中间活动夹3的夹持中心同轴。

机床1作为整台设备的主体，其侧壁上安装有导轨11，用于安装上升降旋转件2。上升降旋转件2通过横梁活动安装于导轨11上，其相对中间活动夹3的安装高度可调整，以适应不同型号(高度不同)联轴节粘接的需求。中间活动夹3安装于该侧壁上位于上升降旋转件2的下方，下升降旋转件4安装于该侧壁上位于中间活动夹3的下方，且上升降旋转件2、中间活动夹3和下升降旋转件4安装于导轨11所在的同一平面。机床1的另一侧还设有用于控制上升降旋转件2、下升降旋转件4进行升降和/或旋转的电气控制柜10。

上升降旋转件2和下升降旋转件4可以单独旋转、升降。

请参照图1、图3和图4，上升降旋转件2包括上升降机构、上旋转机构、与上升降机构和上旋转机构相连的上定位盘20、以及用于夹持上法兰100的上夹具21，上定位盘20在上升降机构和上旋转机构的带动下升降和旋转，上夹具21连接于上定位盘20。

上升降机构包括上主轴25，上主轴25外部套设有套筒251，套筒251上设有齿条(未图示)，上主轴25的下端连接于上定位盘20。上升降机构还包括与上主轴25连接的涡轮减速器(未图示)，涡轮减速器的齿轮240带动套筒251上的齿条实现上升下降，从而实现上定位盘20的升降。且涡轮减速器有自锁功能，能够防止上主轴25自动下滑。

上旋转机构包括第一减速电机26和设于上主轴25上端的、用于与第一减速电机26的齿轮260啮合的上主轴齿轮250，第一减速电机26驱动上主轴25旋转从而实现上定位盘20的旋转。上旋转机构的旋转轴线也就是上主轴25的中心，上主轴25的中心与上夹具21的中心同轴。

上定位盘20套设于上主轴25的下端，并通过螺母锁紧。其包括内侧壁呈锥形的上配合部201，自上配合部201水平延伸的第二固定部202。上定位盘20的外壁还凹设有上定位孔203。套筒251的下端固定连接有上定位板27，上定位板27上设置有上定位销28。上定位销28进入上定位孔203内以对上定位盘20乃至上夹具21实现角向定位，进而对夹持于上夹具21上的上法兰100实现角向定位。

上夹具21包括中空的第一主体部210，第一主体部210的上端外侧形成有呈锥形的上接合部211，上接合部211收容于上定位盘20的内侧，并与上配合部201配合定位。于第一主体部210的中段水平延伸有第一固定部212，以及第一主体部210的下端形成有用于与上法兰100的内壁面抵接的上定位部213。第一固定部212的上表面抵接于第二固定部202的下表面，第一固定部212的下表面抵接于上法兰100的端面。第一固定部212上还开设有螺孔2120以及螺孔2121。第一固定部212与第二固定部202之间通过螺杆23连接固定，螺杆23穿过螺孔2120延伸至第一固定部212的下方，且螺杆23下端开设有通孔230。上法兰100通过上夹具21安装固定，方便安装与拆卸；上夹具21与上定位盘20之间利用端面(第一固定部212的上表面和第二固定部202的下表面)定位、锥面(上接合部211与上配合部201)定心，定心准确。

进一步地，上定位部213的外壁上凹设有第一定位槽2130，第一定位槽2130与上法兰100上的螺钉孔1001对齐，第一定位槽2130和螺钉孔1001内安装有用于对上法兰100实现角向定位的调节螺钉22。本优选实施例中，第一定位槽2130内安装有上定位套29，上定位套29的外壁挡止于上法兰100的内壁，且上定位套29的外壁凹设有第一定位锥孔290，调节螺钉22穿过螺杆23上的通孔230、上法兰100上的螺钉孔1001并进入第一定位锥孔290，调节螺钉22的头部锁止于螺杆23的侧壁。通过调节螺钉22将上法兰100进一步固定于上夹具21，同时实现上法兰100的角向定位。

参照图1、图5至图7，下升降旋转件4与上升降旋转件2结构和功能大致相同。具体地，下升降旋转件4包括下升降机构、下旋转机构、与下升降机构和下旋转机构相连的下定位盘40、以及用于夹持下法兰200的下夹具41，下定位盘40在下升降机构和下旋转机构的带动下升降和旋转，下夹具41连接固定于下定位盘40。

其中，下升降机构包括下主轴42以及与下主轴42连接的丝杆升降装置。下主轴42与上主轴25处于同一轴线上，其上端连接下定位盘40，下主轴42的下端与丝杆升降装置连接，丝杆升降装置驱动下主轴42升降运动从而实现下定位盘40的升降。

参照图6和图7，丝杆升降装置包括丝杆44和丝母45，丝杆44与下主轴42的下端连接，丝母45与丝杆44连接。通过手动操作丝母旋转手柄450可实现丝母45旋转带动一副减速伞齿轮传动，从而带动丝杆44做升降运动。

本优选实施例中，下升降机构还可以实现自动升降。具体地，丝母旋转手柄450的轴上安装有滑移齿轮451，通过滑动与第三减速电机46的齿轮460啮合、脱开，从而实现自动、手动升降的切换。

参照图1和图5，下旋转机构包括第二减速电机43和设于下主轴42下端的、用于与第二减速电机43的齿轮430啮合的第二主轴齿轮420，第二减速电机43驱动下主轴42旋转从而带动下定位盘40旋转。下旋转机构的旋转轴线也就是下主轴42的中心，下主轴42的中心与下夹具41的中心同轴。

下定位盘40套设于下主轴42的上端，并通过螺母锁紧。本实施例中，下定位盘40的结构不同于上定位盘20，其包括用于收容于下夹具41中的、呈锥形的下配合部401。下主轴42外还套设有安装座421，安装座421上固定连接有下定位板47。下定位板47上还设置有用于对下法兰200实现角向定位的下定位销48。

下夹具41包括中空的第二主体部410，第二主体部410的下端内侧形成有锥形的下接合部411。下定位盘40收容于第二主体部410内，且下接合部411与下配合部401配合定位。于第二主体部410的中段水平延伸有第三固定部412，以及第二主体部410的上端形成有用于与下法兰200的内壁面抵接的下定位部413。第三固定部412的上表面抵接于下法兰200的端面，第三固定部412的外壁上设有与下定位销48配合的下定位孔4120。下定位销48进入下定位孔4120内以对下夹具41实现角向定位，进而对夹持于下夹具41上的下法兰200实现角向定位。第三固定部412上还开设有螺孔4121(如图10中所示)。下法兰200与下夹具41安装固定，方便安装与拆卸；下夹具41与下定位盘40之间利用锥面定心，定心准确。

与上夹具21类似地，下定位部413的外壁上也凹设有第二定位槽4130，第二定位槽4130与下法兰200上的螺钉孔2001对齐，第二定位槽4130和螺钉孔2001内安装有用于对下法兰200实现角向定位的调节螺钉22。与上夹具21中类似，第二定位槽4130内也安装有与上定位套29相同的下定位套(未标号)，下定位套的外壁挡止于下法兰200的内壁，且下定位套的外壁凹设有第二定位锥孔(未标号)，调节螺钉22穿过下法兰200上的螺钉孔2001并进入第二定位锥孔，通过调节螺钉22将下法兰200进一步固定于下夹具41，同时实现下法兰200的角向定位。

参照图1、图8和图9，机床1的侧壁上位于中部处设置有安装板12，安装板12上安装中间活动夹3。中间活动夹3包括水平设置的中主轴30，中主轴30一端定位于的安装板12的孔内，中主轴30上还连接有可随中主轴30旋转的两块连接板31，两块连接板31的末端分别连接有第一夹臂32，两个第一夹臂32的末端分别与第二夹臂33的两端连接。其中一个第一夹臂32与第二夹臂33的一端铰接，另一个第一夹臂32与第二夹臂33的另一端通过螺钉螺母固定。第一夹臂32与第二夹臂33围成夹持有机玻璃筒300的夹持空间，且夹持空间的中心与上主轴25以及下主轴42的中心同轴。第一夹臂32与第二夹臂33上还分别凸设有夹紧块35，夹紧块35的表面设有橡胶板，用以防止夹伤有机玻璃筒300。本发明的上升降旋转件2、下升降旋转件4的旋转轴线和中间活动夹3的夹持中心同轴，三者同轴可以提高联轴节的粘接精度，减少粘接前三个部件的找正时间。

连接板31上还设置有用于固定抵接至安装板12上的中定位销34，中定位销34上设有手柄340，手柄340用于脱开中定位销34与安装板12。本优选实施例中，只需按压手柄340，使中定位销34与安装板12脱开，即可对连接板31进行旋转。

电气控制柜10中设有与各减速电机电性连接的控制装置，外表还设有与各部件相应功能对应的按钮，例如“上升”、“下降”、“上旋转启动”、“上旋转停止”、“下旋转启动”、下旋转停止”按钮等。

本发明的联轴节粘接设备采用垂直粘接方式，可以避免胶的流动，使粘接胶的厚度均匀。采用上升降旋转件2、中间活动夹3和下升降旋转件4分别带动上下法兰200旋转以进行涂胶、升降以装配粘接于有机玻璃筒300，定位准确，操作简单，能够提高加工效率和粘接精度。上、下法兰100、200通过专用的上、下夹具41安装固定，上、下夹具41利用端面定位、锥面定心，整个设备具有定心准确、方便安装与拆卸的优点。上夹具21分为上接合部211和上定位部213两层，可以实现上法兰100的调心及定位功能，同样地，下夹具41也可以实现下法兰200的定位及调心功能，减小零件加工误差，提高粘接精度。上定位销28和下定位销48的设置便于实现上法兰100和下法兰200的角向定位，定位更加准确，更容易操作。

本发明的联轴节粘接设备具体安装及操作方法如下：

1.前期检查。

操作前检查上定位销28和下定位销48，确保上定位销28和下定位销48处于打开状态，也就是上定位销28和下定位销48分别未进入上、下定位孔203、4120。

2.装夹。

将下法兰200安放在下夹具41上，使下法兰200上的其中一个螺钉孔2001对准下夹具41上的第二定位槽4130，用调节螺钉22固定，再对称安装其他三个调节螺钉22。安装好后将下法兰200连同下夹具41安装在下定位盘40上。

按照同样方法将上法兰100安装在上夹具21上，用吊绳拴住上夹具21的第一固定部212，上法兰100向下，将上夹具21吊至上定位盘20处，再用四个螺杆23固定拉紧。注意拉紧时四个螺杆23必须对称压，受力均匀。

分别转动上法兰100和下法兰200，使上定位销28插入对应的上定位孔203中、下定位销48插入下定位孔4120中。

3.初调。

上法兰100和下法兰200安装好后，将中间活动夹3打开，将中间的有机玻璃筒300套至下法兰200上。

将上法兰100和下法兰200上的调节螺钉22都松开2-3扣。滑动下升降机构的滑移齿轮451使之与第二减速电机43的齿轮430啮合，手摇丝母旋转手柄450检查正常后，按对应的“上升”按钮，下升降旋转件4自动上升，并带动下法兰200以及有机玻璃筒300上升。

有机玻璃筒300的中心移动至中间活动夹3的夹持中心时松开“上升”按钮。摇动涡轮减速器的升降手柄24，使上主轴25下降，带动上法兰100与有机玻璃筒300合拢。

再合上中间活动夹3，压紧。用木榔头轻轻敲击上法兰100和下法兰200，使其处于自由状态，对称轻压四个调节螺钉22。

4.找正。

手摇涡轮减速器的升降手柄24以及丝母旋转手柄450，使上法兰100和下法兰200脱离中间的有机玻璃筒300距离为120-150mm。

用专用表架打表检查有机玻璃筒300分别与上法兰100、下法兰200之间的间隙，再调节四个调节螺钉22进行微调，调节上法兰100、下法兰200分别与有机玻璃筒300之间的间隙在要求范围之内。

压紧调节螺钉22。

5.涂胶。

检查上定位销28处于松开状态，手动转动上法兰100，运转灵活后，按“上旋转启动”按钮，摇动升降手柄24，使上主轴25上升，第一减速电机26的齿轮260与上主轴齿轮250全部啮合时停止，上法兰100稳定旋转时涂胶。涂完胶后按“上旋转停止”按钮，上法兰100停止旋转。

检查下定位销48处于松开状态，手动转动下法兰200，运转灵活后，按“下旋转启动”按钮，下法兰200开始旋转，再长按“下降”按钮，下升降旋转件4自动下降，直至下法兰200自动旋转后松开“下降”按钮。下法兰200稳定旋转后开始涂胶。涂完胶后按“下旋转停止”按钮，下法兰200停止旋转。

按中间活动夹3处手柄340，松开中定位销34，将中间活动夹3沿水平的中主轴30旋转90°从而带动有机玻璃筒300从竖直状态旋转成水平状态，然后往其内圈结合面涂胶。胶涂抹均匀后将中间活动夹3以及有机玻璃筒300复位，松开手柄340，中定位销34自动定位。

6.粘接。

逆时针摇动升降手柄24以降低上主轴25，上主轴齿轮250与第一减速电机26的齿轮260脱开后，松开上定位销28，旋转上定位盘20使上定位销28自动定位。再继续摇动升降手柄24，使上法兰100与有机玻璃筒300完全合拢。

按“上升”按钮，下升降旋转件4上升50mm左右时松开下定位销48，转动下定位盘40使下定位销48自动定位。再按“上升”按钮升至上限位，手摇手轮至下法兰200与有机玻璃筒300完全合拢。至此，联轴节的粘接完成。

7.固定。

从中间活动夹3内位于有机玻璃筒300的两侧分别放入一根较长的压紧螺杆5(如图10中所示)，压紧螺杆的圆弧端与下夹具41的第三固定部412上的螺孔4121连接固定，上端放至上夹具21的第一固定部212上的螺孔2121，并配合安装螺母6。轻微松开上夹具21与上定位盘20的螺杆23，用力矩扳手按力矩要求对称压紧压紧螺杆5和螺母6。采用压紧螺杆5将上夹具21、下夹具41与联轴节的整体压紧，可以防止联轴节因胶水未固化好导致松动或脱开，也便于后续将整体从设备上取下来，以进行下一个联轴节的粘接工作。

8.拆卸。

松开上夹具21与上定位盘20之间的四个螺杆23，顺时针摇动升降手柄24至上定位盘20与上夹具21完全脱离。

松开中间活动夹3的螺钉和螺母，打开中间活动夹3。用叉车从下夹具41的第三固定部412下表面处将上夹具21、下夹具41与联轴节的整体叉起，取出。

本发明的联轴节粘接设备根据联轴节的粘接特点重新设计，简化了加工过程，缩短了加工时间，提高了零部件粘接过程中精度及质量，同时降低了操作人员的劳动强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。