专利名称：一种链条装配过程中的套筒定向整理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及链条自动化装配过程中的套筒定向整理装置。链条装配时，套筒的接缝朝向要求的方向可以显著地提高链条的使用寿命。
背景技术：
链条由若干链节组成，一个链节的结构与受力状态与如图1所示。一个链节由套筒23、销轴24和链片25组成。一个链节的受力状态见图1(a)，工作状态的链条承受拉载荷。套筒是由合金板材卷制而成的，不可避免的存在一个接缝。一般情况下，装配时并不对接缝的方向进行定向整理，接缝方向呈随机分布状态。多数情况下销轴与套筒的接触状态如图1(b)，最好的情况如图1(c)，最差的情况如图1(d)。由于接缝形似一个刀刃，加剧销轴的磨损。如果一个链条中有一处如图1(d)，那么在使用中链条就首先从那里被拉断。尤其是用于高速、重载荷的情况下这一问题很突出。汽车链条属高速链条，传动精度要求也高于普通机械。由于磨损变长，精度超差，只好报废。目前汽车制造厂家要求链条生产厂家实现套筒的定向装配如图1(c)。
而套筒的定向是不容易实现的，原因是(1)套筒尺寸小，其外径尺寸范围一般在3～8mm；(2)套筒表面光洁，外部唯一的特征——接缝，其宽度在0.01mm左右，而且一致性不好，难以识别；(3)链条自动化装配要求的速度高，节拍约为每分钟70个链节，包含140个套筒。
发明内容
本发明提出了一种链条自动化装配过程中的套筒定向整理装置，目的在于解决现有链条自动化装配过程中存在的套筒接缝方向不可控，导致链条在使用过程中易发生磨损变长，精度超差，断裂等缺陷的问题。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案，其思路是考虑一种链条装配过程中的套筒定向整理方法，它包括有常规机电传动与定位方式，但其特征在于制造链条时，单元链节中的套筒用合金板材卷制时存在一个接缝，使装置中带有可动的整理舌的整理轴插入套筒内，在整理轴转动过程中，整理舌的刃口落入套筒内部接缝，使套筒与整理轴一同转动，并在确定的方向停止转动，而后整理轴抽出，实现套筒接缝处于预先设定的方向。
根据该技术方案思路所设计的一种链条装配过程中的套筒定向整理装置参见图2-4，该装置设置在现有的链条装配机工作台17上，被整理的套筒来自装配机的料仓，经过定向整理的套筒进入装配机的送料通道，特征在于套筒定向整理装置的构成为电机6的电机齿轮8与转盘齿轮9啮合，带动转盘13，转盘13安装在轴16上，轴16与工作台17连接。轴16上还装配有升降盘14和大齿轮15，升降盘14上装配有整理轴1，整理轴1的下端装配有整理轴齿轮18，整理轴齿轮18与大齿轮15相啮合，整理轴1被升降盘14带动上下运动，整理轴又可以绕自身轴线回转，所有的整理轴都安装在升降盘上，整理轴被齿轮18驱动回转，整理轴不得相对升降盘沿轴向运动；其中，转盘13上设置有安置套筒4的套筒定位孔26，升降盘上所设置的所有整理轴1与转盘13上设置的相同数目的套筒定位孔26是分别对应同心的。转盘13上还设置有定位销孔12，升降盘14上设置有可插入定位销孔12的定位销11；转盘13内设置有可吸引升降盘14上下运动的电磁铁线圈27；转盘13上方还设置有把定向整理后的套筒推出转盘并落入送料通道的推出杆10，防止套筒被整理轴顶出转盘上部的挡板5。
所述的套筒定向整理装置，整理轴内部装有一个以销轴19为支撑轴的既可以露出，又可以缩进整理轴的整理舌22，整理舌22的刃口与套筒内部接缝的廓形相吻合，整理轴内部还设有弹出整理舌22的轴内弹簧21，整理轴1外部由上端往下分别设有滑套3，轴外弹簧2和挡圈20。
所述的套筒定向整理装置，大齿轮15与整理轴齿轮18的速比为整数，即大齿轮与整理轴齿轮的速比为整数n时，转盘每回转n分之一周，整理轴回转一周。整理轴齿轮是长齿轮。无论整理轴上升、下降、正转、反转时，大齿轮与整理轴齿轮始终保持啮合，以使调整轴在确定的方向停止转动。
所述的套筒定向整理装置，其特征在于转盘上的工位数为大齿轮与整理轴齿轮的速比的整数倍；转盘上的工位划分为四个区域A区，来自料仓的待整理的套筒；B区，正在整理的套筒；C区，经过整理的套筒；D区，空工位；转盘13上所有工位的套筒定位孔26内都嵌入一个通用的橡胶圈28。
所述的套筒定向整理装置，其特征在于档板5与设置在链条装配机工作台17上的电机支架7相连接，档板5与套筒4开始接触的一端的接触面为一斜面。
所述的套筒定向整理装置，其特征在于设置在转盘13上方的推出杆10安装在装配机送料通道的盖板29上。
本发明的链条自动化装配过程中的套筒定向整理装置，具有定位准确、效率高的特点。链条装配时，可以使套筒的接缝朝向要求的方向，因而显著地提高链条的使用寿命；而且可以直接在现有的链条装配机上安装使用，本发明具有显著的经济效益。
图1链节的结构与受力状态图(a)一个链节的结构与受力状态(b)随机状态(c)最佳状态(d)最差状态图2链条自动化装配过程中的套筒定向整理方法和装置的结构示意3套筒定向整理的方法与整理轴的结构原理图(a)整理轴插入套筒(b)整理轴从套筒抽出图4升降盘14上的小齿轮18与大齿轮15的传动关系示意中1、定向整理轴，2、轴外弹簧，3、滑套，4、套筒，5、挡板，6、电机，7、电机支架，8、电机齿轮，9、转盘齿轮，10、推出杆，11、定位销，12、定位销孔，13、转盘，14、升降盘，15、大齿轮，16、轴，17、工作台，18、整理轴齿轮，19、销轴，20、挡圈，21、轴内弹簧，22、整理舌，23、(链节内的)套筒，24、销轴，25、链片，26、套筒定位孔，27、电磁铁线圈，28橡胶圈，29盖板，30挡销，31小圆柱，32拉簧。
具体实施例方式在显微镜下观察套筒的结构特征，发现套筒接缝内部宽度明显大于外部(见图3)，而且一致性好。根据这一特征设计了套筒定向整理装置(图2)。本装置主要包括定向整理轴1、转盘13、升降盘14、挡板5、大齿轮15和推出杆10。核心零件是7对相互平行的整理轴1，整理轴前端部的结构如图3。整理轴前端内部有一个可以绕销轴19回转的金属片，称为整理舌22，它可以在弹簧21的作用下弹出。当滑套3在弹簧2作用下向整理轴前端滑动时，可以把整理舌压入整理轴内。
转盘13上设20个工位，容20对套筒，转盘上的工位划分为四个区域A区，来自料仓，等待整理的套筒；B区，正在整理的套筒；C区，经过整理的套筒；D区，空工位。转盘由电机6通过电机齿轮8和转盘齿轮9驱动。定向整理前的套筒4从现有装配机的料仓落入转盘上位于A区的套筒定位孔26。挡板5下方是整理工位，整理后，推出杆10把定向整理后的套筒推出转盘并落入送料通道。转盘上所有的套筒定位孔26内都嵌入一个橡胶圈28，该橡胶圈的作用是(1)防止套筒在整理舌的刃口落入接缝之前被整理轴带着回转；(2)防止套筒从转盘中滑落。转盘与升降盘之间通过定位销11定位。
工作循环开始时升降盘处于下位，一端连接升降盘14、另一端连接安装于大齿轮15上的小圆柱31的拉簧32和挡销30确定升降盘的初始位置。整理轴1与被整理的套筒4同心，当嵌入转盘内部的电磁铁线圈接入电流，吸引升降盘上升，升降盘带动整理轴上升，整理轴分别插入对应的套筒。当整理轴插入套筒的同时，滑套3被向下推，轴外弹簧2被压缩。转盘上部的挡板5防止套筒被整理轴顶出转盘。当整理轴插入套筒的指定深度，转盘回转。由于整理轴齿轮与大齿轮始终啮合，整理轴在被转盘带动公转的同时还绕自身轴线转动。在整理轴相对套筒的转动过程中，由于轴内弹簧21的作用，一旦遇到套筒内部的接缝，整理舌的刃口就落入接缝，带动套筒与整理轴一同回转，到达规定的方向停止转动。电磁铁断电，升降盘降下，带动整理轴从套筒内抽出。滑套3在轴外弹簧的作用下向整理轴端部滑动，将整理舌压入整理轴内，同时阻止套筒被整理轴带出。升降盘降至下位后，反向回转到初始位置。本实施例装置共有7对整理轴，可以同时整理7对套筒。工作节拍为6秒，每分钟10个循环，整理70对套筒，满足了自动化装配的要求。
为保证整理动作准确无误，必须保证(1)当套筒从装配机的料仓落入各工位的定位孔时不会穿过转盘滑落；(2)整理舌22的刃口落入接缝之前套筒不随整理轴回转；(3)一旦整理舌的刃口落入接缝，套筒就随整理轴回转；(4)整理轴在确定的方位停止，套筒即在一定的方位停止，整理动作完成。
前述第(1)、(2)是通过在转盘13上所有的套筒定位孔26内都嵌入一个具有阻尼作用的橡胶圈28实现的。第(3)是通过既可以露出，又可以缩进整理轴的整理舌实现的。整理舌的刃口与套筒内部接缝具有相同的截面形状。在弹簧21的作用下，整理舌一旦遇到接缝，其刃口就落入接缝，带动套筒随整理轴回转。第(4)是通过大齿轮15与整理轴齿轮18的整数速比且始终保持啮合保证的。本实施例装置中大小齿轮速比为10∶1，转盘上设20个工位，容纳20对套筒。当转盘转过2个工位，整理轴则回转1轴，即转盘每回转10分之一周，整理轴回转一周。安装时调整好大齿轮15与整理轴齿轮18的初始位置，使整理轴与转盘上的工位对准，然后将大齿轮15与轴16固定。
该装置中整理轴直径较小，刚度差，因此工作过程中需要保证整理轴不受弯矩载荷。转盘通过定位销11带动升降盘14回转，定位销11的直径大于整理轴。当升降盘上升，升降盘上的定位销在整理轴插入套筒之前插入转盘上的定位销孔。当升降盘下降，升降盘上的定位销在整理轴抽出套筒之后从转盘上的定位销孔抽出。定位销抽出后升降盘由拉簧32驱动反转至初始位置。
转盘上部的当板5和套在整理轴上的轴外弹簧2与滑套3的功能分别是当整理轴插入套筒时不把套筒顶出转盘；当整理轴抽出套筒时不把套筒带出转盘。档板5与套筒4开始接触的一面为一斜面，当转盘带动刚落入A区套筒定位孔26的套筒回转时，斜面将由于橡胶圈的阻挡尚未完全落入的套筒向下压，使其上端面与转盘下端面平齐。
为保证套筒定向整理装置的工作节拍与装配机的工作节拍精确一致，按常规方式通过调整电机转速和电机齿轮8与转盘齿轮9的速比实现。
整理好的套筒需要准确的落入送料通道的等待位置。当整理好的套筒转至等待位置上方，推出杆10把套筒推出，落入送料通道的等待位置。
为了满足装配机的高速度，装置采用并行整理的方法，本实施例共有7对整理轴，可以同时整理7对套筒。每分钟整理70对套筒，满足了自动化装配的要求。而采用光学整理方法，单个整理则不能满足装配机的高速度，并行整理则需要多套相同的设备，成本势必明显增加。
本装置整理的套筒尺寸为外径6.35mm，内径4.45mm，长度8.50mm。这一技术适用于所有规格的链条。
权利要求
1.一种链条装配过程中的套筒定向整理装置，设置在链条装配机工作台(17)上，被整理的套筒来自装配机的料仓，经过定向整理的套筒进入装配机的送料通道，本发明的特征在于套筒定向整理装置的构成为电机(6)的电机齿轮(8)与转盘齿轮(9)带动转盘(13)，转盘(13)通过轴(16)与工作台(17)连接，轴(16)设置在转盘下方，轴(16)上还装配有升降盘(14)和大齿轮(15)，升降盘(14)上装配有整理轴(1)，整理轴1的下端装配有整理轴齿轮(18)，整理轴齿轮(18)与大齿轮(15)相啮合；其中，转盘(13)上设有安置套筒4的套筒定位孔(26)，升降盘上所设置的所有整理轴(1)与转盘(13)上设置的相同数目的套筒定位孔(26)是分别对应同心的；转盘(13)上还设置有定位销孔(12)，升降盘(14)上设置有可插入定位销孔(12)的定位销(11)；转盘(13)内设置有可吸引升降盘(14)上下运动的电磁铁线圈(27)；转盘(13)上方还设置有把定向整理后的套筒推出转盘并落入送料通道的推出杆(10)，防止套筒被整理轴顶出转盘上部的挡板(5)。
2.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于整理轴内部装有一个可以绕销轴(19)为支撑轴回转的、既可以露出，又可以缩进整理轴的整理舌(22)，整理舌(22)的刃口与套筒内部接缝的廓形相吻合，整理轴内部还设有弹出整理舌(22)的轴内弹簧(21)，整理轴(1)外部由上端往下分别设有滑套(3)、轴外弹簧(2)和挡圈(20)。
3.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于大齿轮(15)与整理轴齿轮(18)的速比为整数，整理轴齿轮是长齿轮。
4.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于转盘上的工位数为大齿轮与整理轴齿轮的速比的整数倍；转盘上的工位划分为四个区域A区，来自料仓的待整理的套筒；B区，正在整理的套筒；C区，经过整理的套筒；D区，空工位；转盘(13)上所有工位的套筒定位孔(26)内都嵌入一个通用的橡胶圈(28)。
5.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于档板(5)与设置在链条装配机工作台(17)上的电机支架(7)相连接，档板(5)与套筒(4)接触的一面为一斜面。
6.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于设置在转盘(13)上方的推出杆(10)安装在装配机送料通道的盖板(29)上。
7.根据权利要求1所述的套筒定向整理装置，其特征在于一端连接升降盘(14)、另一端连接安装于大齿轮(15)上的小圆柱(31)的拉簧(32)和挡销(30)确定升降盘的初始位置。
全文摘要
一种链条装配过程中的套筒定向整理装置涉及链条自动化装配领域，装置安装在现有链条装配机上，构成为电机(6)带动转盘(13)，与转盘同样安装在轴(16)上的还有升降盘(14)和大齿轮(15)，升降盘上装配有整理轴(1)，整理轴的下端装配的整理轴齿轮(18)与大齿轮相啮合，所有的整理轴都安装在升降盘上并随其上下运动；转盘上设置有放套筒的工位，整理轴与转盘上设置的被整理的套筒(4)同心；转盘内设有可吸引升降盘的电磁铁线圈(27)；装置中带有可动的整理舌的整理轴插入套筒内，在整理轴转动过程中，整理舌的刃口落入套筒内部接缝，使套筒与整理轴一同转动，并在确定的方向停止转动，而后整理轴抽出，实现套筒接缝处于预先设定的方向。本发明具有定位准确、效率高等特点。
文档编号B21L19/00GK1557582SQ200410000668
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月16日 优先权日2004年1月16日
发明者刘德忠, 费仁元, 隋允康, 王伟 申请人:北京工业大学