一种自动螺纹校验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动螺纹校验装置，包括螺纹规；控制单元包括变频调速器和电路控制面板；动力单元包括变频电机；传动单元包括离合器部件I、离合器部件II、调节弹簧扭矩装置、以及支撑架；执行系统包括螺纹规旋拧工作头装置、以及Z形挡片；工件固定机构包括轨道装置和工件固定装置；辅助机构包括底板和探头传感器；电路控制面板、变频调速器、以及变频电机依次电连接；离合器部件I与变频电机的输出轴固定连接，离合器部件II和调节弹簧扭矩装置之间通过弹簧连接；调节弹簧扭矩装置安装在支撑架上，所述轨道装置固定安装于底板上，工件固定装置安装在轨道装置上；螺纹规位于支撑架和轨道装置之间；探头传感器安装于轨道装置上。
【专利说明】
-种自动螺纹校验装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及量具检具工具技术领域，特别是设及一种自动螺纹校验装置。
【背景技术】
[0002] 在生产过程中，由于零部件的加工和长时间的运输会造成螺栓或螺母螺纹部受 损，所W需要对一些零部件的螺纹进行生产使用前的检验，从而保证所用零部件的螺纹能 满足后道工序的操作。现有技术螺纹规设置于固定台上，所述螺纹规一侧设有驱动电机并 且与该驱动电机的主轴连接，所述螺纹规下方装有一个传感器。虽然现有技术试螺纹装置 具有携带方便，操作简单，价格低廉等优点，但是现有技术试螺纹装置存在着一些安全和设 计方面的欠缺。在现有技术试螺纹操作时，对于受损螺纹通常可W施加外力而强行通过校 验装置，如外螺纹通过螺纹环规，内螺纹通过螺纹塞规等，现有技术不能准确地掌控零部件 螺纹部需用通过的转矩大小，力量用得太大时，不仅对螺纹规造成快速磨损，还会造成软金 属螺纹变形，过度挤压会造成螺纹表面塑性变形，对牙型角和螺距产生不良影响。对于锻 银，锻儀螺纹，力量过大，会造成锻层的破坏。凭借操作人员的直觉，会造成废品率的居高不 下，在后道工序中由于螺纹受损而无法正常生产，对后续进度和经济效益都产生了不良后 果。通螺纹规检验准确率低并且磨损大，也经常发生螺纹规与工件螺纹"咬合"造成退扣困 难等现象。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是:提供一种自动螺纹校验装置。该自动螺纹校验 装置通过调整转矩把握好螺纹规的旋转力度，并且保证不对螺纹规本身W及零部件螺纹造 成破坏。
[0004] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0005] -种自动螺纹校验装置，包括:螺纹规(9);至少还包括：
[0006] 控制单元，该控制单元包括变频调速器(1)和电路控制面板(2);
[0007]动力单元，该动力单元包括变频电机(3);
[000引传动单元，该传动单元包括离合器部件1(4)、离合器部件11(5)、调节弹黃扭矩装 置(6)、W及支撑架(7);所述离合器部件1(4)和离合器部件11(5)之间为牙嵌式连接；
[0009] 执行系统，该执行系统包括螺纹规旋梓工作头装置(8)、W及Z形挡片（10);
[0010] 工件固定机构，该工件固定机构包括轨道装置(11)和工件固定装置(12);
[0011] 辅助机构，该辅助机构包括底板(13)和探头传感器(14);其中：
[0012] 所述电路控制面板(2)、变频调速器（1)、W及变频电机(3)依次电连接;离合器部 件1(4)与变频电机(3)的输出轴固定连接，离合器部件11(5)和调节弹黃扭矩装置(6)之间 通过弹黃连接;调节弹黃扭矩装置(6)安装在支撑架(7)上，所述轨道装置（11)固定安装于 底板(13)上，工件固定装置(12)安装在轨道装置(11)上;螺纹规(9)安装在螺纹规旋梓工作 头装置(8)内，并用Z形挡片（10)加 W固定，位于支撑架(7)和轨道装置（11)之间；探头传感 器(14)安装于轨道装置(11)上。
[0013] 所述离合器部件1(4)和离合器部件11(5)之间的牙嵌角范围是45°~75°。
[0014] 本实用新型具有的优点和积极效果是：
[0015] 通过采用上述技术方案，本专利解决了【背景技术】中提及到的技术问题，提高了螺 纹校验的自动化程度，降低了螺纹检验的劳动强度，提高了生产效率，降低了生产成本。
【附图说明】：
[0016] 图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；
[0017] 图2是本实用新型优选实施例的局部结构示意图，主要用于显示离合器部分的结 构关系；
[0018] 图3是本实用新型优选实施例中离合器部分的受力分析图；
[0019]其中：1-变频调速器；2-电路控制面板;3-变频电机;4-离合器部件I; 5-离合器部 件Π ; 6-调节弹黃扭矩装置;7-支撑架;8-螺纹规旋梓工作头装置;9-螺纹规；10-Z形挡片； 11 -轨道装置;12-工件固定装置;13-底板;14-探头传感器。
【具体实施方式】
[0020]为能进一步了解本实用新型的【实用新型内容】、特点及功效，兹例举W下实施例，并 配合附图详细说明如下：
[0021 ]请参阅图1至图3，一种自动螺纹校验装置，包括:螺纹规9;至少还包括：
[0022] 控制单元，该控制单元包括变频调速器1和电路控制面板2;
[0023] 动力单元，该动力单元包括变频电机3;正确选择电动机的原则是:在电动机能胜 任机械设备负载要求的前提下，最经济和最合理地确定电动机功率。也就是说，更能满足机 械设备对电动机提出的功率、力矩、转速、过载能力W及启动，调速、制动的要求下，电动机 的溫升要小于国家标准规定的溫升值，使电动机能力在运行中能充分利用。在本设计中，控 制单元无反馈机制，是为开环控制系统，并且对电机转速要求不高，实现调速功能是主要要 求，充分考虑了成本和效率的基础上选择了变频电机。
[0024] 传动单元，该传动单元包括离合器部件14、离合器部件115、调节弹黃扭矩装置6、 W及支撑架7;所述离合器部件14和离合器部件II5之间为牙嵌式连接;传动单元是整个设 计中最重要的部分，是实现螺纹校验的基础，本优选实施例在传统离合器的基础上实现安 全离合器的功能，并增加了弹黃扭矩装置来调节离合器咬合力。离合器在机器运转中可将 传动系统随时分离或结合。对离合器的基本要求主要有:结合平稳，分离迅速而彻底；调节 和维修方便;外廓尺寸小;质量小;耐磨性好和有足够的散热能力;操作方便省力。离合器的 类型很多，常用的可分为牙嵌式和摩擦式两大类。安全离合器的作用是，当工作转矩超过机 器允许的极限转矩时，连接件将发生折断、脱开或打滑，从而使离合器自动停止转动，W保 护机器中的重要零部件不至于损坏。
[0025] 执行系统，该执行系统包括螺纹规旋梓工作头装置8、W及Z形挡片10;
[0026] 工件固定机构，该工件固定机构包括轨道装置11和工件固定装置12;
[0027] 辅助机构，该辅助机构包括底板13和探头传感器14;其中：
[0028] 所述电路控制面板2、变频调速器1、W及变频电机3依次电连接;离合器部件14与 变频电机3的输出轴固定连接，离合器部件II5和调节弹黃扭矩装置6之间通过弹黃连接;调 节弹黃扭矩装置6安装在支撑架7上，所述轨道装置11固定安装于底板13上，工件固定装置 12安装在轨道装置11上;螺纹规9安装在螺纹规旋梓工作头装置8内，并用Z形挡片10加 W固 定，位于支撑架7和轨道装置11之间；探头传感器14安装于轨道装置11上。
[0029] 所述离合器部件14和离合器部件II5之间的牙嵌角范围是是45°~75°之间。
[0030] 本优选实施例中离合器的具体结构如图2所示。
[0031 ]离合器部件14和离合器部件Π 5连接为牙嵌式连接，牙签角a，静摩擦系数为μι，假 定扭矩分解的轴向力为化，则牙签角斜面受力如图3所示：
[0032]离合器结合面齿面正压力F1可用式2-1表示：
[003；3]
(2-1)
[0034]垂直方向受力为式2-2表示：
[003引
（2-2)
[0036] 离合器部件14和离合器部件Π 5接触齿面静摩擦力用式2-3表示：
[0037]
(2-3)
[0038] 离合器部件14与电机输出轴通过平键连接并定位，离合器部件Π 5与丝杠为过盈 配合，能产生左右方向相对滑动，但不能在圆周方向转动。离合器部件14与离合器部件Π 5 的预紧力通过弹黃实现。
[0039] 调节弹黃扭矩装置主要由弹黃、丝杠轴W及两个传动螺母组成，如图3所示，通过 转动螺母，使弹黃发生弹性形变，产生的作用力作用到离合器部件Π 5上，使其与离合器部 件14紧密配合，预紧力Fy可有胡克定律得到：
[0040] Fy = k · S (2-4)
[0041 ] 式中：k为弹性系数；
[0042] S为弹黃弹性形变，大小由螺母调节。
[0043] 扭矩调节机构实际是一个丝杠螺母传动机构，丝杠牙形为梯形，要与弹黃配合实 现扭矩调节，并要求螺纹副有自锁性，由式2-5决定：
[004引cb为丝杠中经；
[0049] P为导程；
[(K)加]f为螺纹副摩擦系数，取0.10~0.15;
[0051] β为牙侧角，梯形螺纹牙侧角为15度。
[0052] 弹黃给离合器机构的圆周力F2t由式2-4和式2-2结合得到式2-7
[005：3]
(2-7)
[0054] 则通过调节弹黃扭矩装置的寻到的转矩可W由式2-8表示：
[0055]
(2-8)
[0056] 离合器咬合产生的转矩Tt大于或等于要克服的螺纹校验转矩L，则工件通过校验， 合格。当工件为不合格品时，要克服的转矩L过大，超过许用值时，轴向分力門作用到丝杠， 可由式2-9表示：
[0057]
(2-9)
[0化引式中：Π 2为传动效率，取0.9W上。
[0059] Tt主要是电动机轴作用在离合器上而产生的转矩。
[0060] L要克服的力矩，主要是轴向力的反作用力产生的。
[0061] 考虑到工件固定装置12的作用，因为工件固定装置12相对传动系统向左运动，与 滑轨产生滑动摩擦，也要等效到轴向力Fff上：
[0062] 帖=化.M.g (2-10)
[0063] 式中:μ2为滑轨动摩擦系数；
[0064] Μ为工件固定装置等效质量。
[0065]
(2-11)
[0066] 此时的轴向力門大于弹黃作用在离合器上的轴向力Fit,即：
[0067]
(2-12)
[0068] 离合器咬合要达到动力学平衡，弹黃形变S要增大，如图2所示，弹黃被压缩，离合 器部件Π 5向右滑动，此时，离合器咬合面摩擦力由静摩擦力转变为动摩擦力力，如式2-13 所不，罔合器部件14与罔合器部件Π 5结构力学平衡被破坏，原来罪静摩t祭力相结合的罔合 器部件14与离合器部件Π 5因弹黃压缩而相互滑过，此时离合器部件14空转，离合器部件Π 5即停止转动。 闺
(2-13)
[0070] 当通过控制单元使电机反转时，要克服发转矩IV咸小，弹黃调节结构给予离合器 的转矩此时大于需要克服的转矩，退出螺纹校验，可W得到该零部件的螺纹不符合要求的 结论，螺纹校验结束。
[0071] 该优选实施例的工作原理为：
[0072] 变频电机3与变频调速器1连接，变频电机3的输出轴与离合器部件14连接，离合器 部件14与离合器部件Π 5相互咬合，离合器部件Π 5与调节弹黃扭矩装置6连接，弹黃扭矩装 置6与螺纹规旋梓工作头装置8之间用支撑架7固定。将螺纹规9装入螺纹规旋梓工作头装置 8内，两个Z形挡片10加 W固定。探头传感器14与电路控制面板2连接，工件固定装置12沿着 轨道装置11向左滑动，运些装置都安装在底板13上。根据不同的工件，进行扭矩和频率调 节，工件螺纹出现问题时，离合器部分不咬合，变频电机3空转，工件螺纹旋进立即停止，按 下反转开关，工件螺纹自动退出。
[0073] W上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳 实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均 等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 一种自动螺纹校验装置，包括螺纹规(9)，其特征在于:至少还包括： 控制单元，该控制单元包括变频调速器(1)和电路控制面板(2); 动力单元，该动力单元包括变频电机(3); 传动单元，该传动单元包括离合器部件1(4)、离合器部件11(5)、调节弹簧扭矩装置 (6)、以及支撑架(7);所述离合器部件1(4)和离合器部件11(5)之间为牙嵌式连接； 执行系统，该执行系统包括螺纹规旋拧工作头装置(8)、以及Z形挡片（10); 工件固定机构，该工件固定机构包括轨道装置(11)和工件固定装置(12); 辅助机构，该辅助机构包括底板(13)和探头传感器(14);其中： 所述电路控制面板（2)、变频调速器（1)、以及变频电机(3)依次电连接；离合器部件I (4)与变频电机(3)的输出轴固定连接，离合器部件11(5)和调节弹簧扭矩装置(6)之间通过 弹簧连接;调节弹簧扭矩装置(6)安装在支撑架(7)上，所述轨道装置（11)固定安装于底板 (13) 上，工件固定装置(12)安装在轨道装置(11)上;螺纹规(9)安装在螺纹规旋拧工作头装 置(8)内，并用Z形挡片（10)加以固定，位于支撑架（7)和轨道装置（11)之间；探头传感器 (14) 安装于轨道装置(11)上。2. 根据权利要求1所述的自动螺纹校验装置，其特征在于:所述离合器部件1(4)和离合 器部件11(5)之间的牙嵌角范围是45°~75°。
【文档编号】G01B21/00GK205449011SQ201620157452
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】张洪岩, 赵保杰, 代旭光, 孔令友
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所