多股簧数控机床钢丝张力检测及旋转拧索装置制造方法及图纸

一种多股簧数控机床钢丝张力检测及旋转拧索装置，属于多股簧数控机床加工技术领域。本发明专利技术装置主要包括伺服减速电机、传动齿轮旋转架、钢丝张力传感器系统、钢丝导向机构等。其特征是伺服减速电机为一台或两台，传动齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，为一对或两对，旋转架为单层或双层。由于本发明专利技术装置具有控制简便，提高了钢丝引入效率和多股簧生产效率，降低了劳动强度，避免钢丝发生塑性变形，提高了多股簧产品的制造合格率及使用寿命，且能检测钢丝实际张力，从而保证了每股钢丝的张力一致性等，故本发明专利技术装置可广泛应用于多股簧加工行业，采用本发明专利技术生产出来的多股簧产品可广泛应用于汽车、航空、机械等行业的各种高频往返运动设备中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多股簧数控机床加工
，特别涉及数控多股簧加工机床的钢丝张力检测和旋转拧索装置。
技术介绍
多股簧广泛应用于高频往返运动的机械设备中，其寿命是相同规格传统单股螺旋弹簧的3～5倍。多股簧制造技术是国外禁止转让的技术，是国内研究的重点课题。国营望江机器制造厂于90年代自主研制的多股簧加工机床，用普通车床改造而成，不同螺距和不同索距的多股簧采用手动的挂轮进行调节，钢丝张力均凭工人的经验调节，多股簧的一次合格率只有20％左右。重庆大学自主研制的多股簧数控加工机床，不仅在自动化方面有了很大的改善，而且精度也提高了很多，同时，多股簧的一次性合格率也达到了80％以上。重庆大学研制的多股簧数控机床的钢丝张力检测及旋转拧索装置，是将3～31根钢丝拧成1～3层同轴钢索，由以下几部分组成(1)两台伺服减速电机，外层和中层各一台，分别用于驱动外层和中层的开式齿轮。(2)两对开式齿轮，外层和中层各一对。(3)钢丝盒固定架，外层18个，中层12个，分别均匀地设置在钢丝盒旋转盘上。(4)旋转主轴，外、中和内层的主轴同轴。用于钢丝导向及钢索拧制。(5)钢丝盒组件，外层18个，中层12个，内层1个，中层和外层的钢丝盒组件分别装设在相应的钢丝盒固定架的各支架上。(6)钢丝张力控制器，每根钢丝装设1个，共具有31个张力控制器，分别通过31个气压变送器控制并单独调节钢丝张力。他们具体结构及工作过程为伺服减速电机通过开式齿轮传动驱动钢丝盒旋转盘旋转，旋转盘带动钢丝盒固定架旋转；内层单根钢丝，装设一个钢丝盒组件，其旋转支架固定在拧索机架上，在拉出钢丝时，钢丝盒组件只绕其钢丝盒轴线旋转，无其它附加运动；中层和外层钢丝出丝时，钢丝盒组件除绕自身轴线旋转和拧索轴公转外，还要绕出丝轴线自由旋转(实际旋转方向与拧索轴旋转方向相反)；各股钢丝均设有单独的气压自动张力控制器，各股钢丝张力大小单独调节，内层钢丝张力控制器不旋转，气源直接引入，而中层和外层钢丝张力控制器有两个方向的复合旋转运动，气源通过旋转接头引入。钢丝盒组件固定架装设在旋转盘上，而钢丝盒安装在钢丝盒固定架上，各钢丝从钢丝盒组件拉出后，经过张力控制器再进入旋转主轴，最后经集束器而拧成钢索。钢丝张力传感器固定在V型支座与滚轮之间，用以检测钢丝的张力。该装置的主要不足之处是该钢丝旋转拧索装置不仅使加工前钢丝引入过程复杂，工作强度大，而且使钢丝从钢丝盒到集束器之间形成了多次曲折，在主轴旋转过程中，钢丝在多处摩擦力的作用下而不能紧随其同步旋转，产生较大的摩擦力矩，从而导致钢丝的较大的扭转变形，有的甚至发生塑性变形，致使钢丝的抗扭强度和抗拉强度降低，严重影响了多股簧产品的制造质量，降低了多股簧产品的使用寿命。其钢丝张力控制器的主要不足是(1)钢丝不仅在张力控制器张力的作用下被压扁变形，而且检测出来的张力既有钢丝的张力又有钢丝盒以及钢丝盒架重力在钢丝轴线方向的分力，并非实际钢丝张力。(2)检测出来的张力的方向并没有与钢丝轴线同向，而与钢丝存在一定的角度，导致检测不准确。(3)由于旋转主轴带动钢丝盒架在圆周方向旋转，而重力始终垂直向下，所以导致在设备上方的传感器由于钢丝盒等重力的作用使得钢丝实际张力增大，相反，在设备下方的传感器由于钢丝盒等重力的作用使得钢丝实际张力减小。所以，现有多股簧数控加工机床的钢丝张力检测装置所检测的钢丝张力与实际钢丝张力相差太大，且每股钢丝张力大小不一，从而导致了生产出的多股簧每股钢丝的内张力根本无法保证一致，因此，绕制的多股螺旋弹簧经常产生松紧不一致的现象，即使降低设计精度，其废品率也高达80％以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有多股簧数控机床的钢丝张力检测及旋转拧索装置的不足之处，提供一种多股簧数控机床钢丝张力检测及旋转拧索装置。本专利技术从钢丝出丝到集束器之间避免钢丝多次曲折而产生较大摩擦力矩，并且能够精确的检测每股钢丝在不同位置的实际张力，并具有钢丝引入操作简单、结构简易、加工前钢丝导入效率高、工作强度小、钢丝受摩擦力矩小等特点，能达到每股钢丝张力一致，减小钢丝的扭转变形，避免钢丝发生塑性变形，提高多股簧产品的制造合格率和多股簧的使用寿命的目的。实现本专利技术目的的技术方案是一种多股簧数控机床钢丝张力检测及旋转拧索装置，主要包括伺服减速电机、传动齿轮、旋转架、钢丝张力传感器系统、钢丝导向机构等。伺服减速电机为一台或两台，当一台时为外层电机或中层电机；当两台时为外层电机和中层电机。外层电机固接在床身前板上，中层电机固接在床身后板上，分别作为驱动外层旋转架(齿轮)和中层旋转轴的动力。传动齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，为一对或两对，当一对时为外层传动齿轮或中层传动齿轮；当两对时为外层传动齿轮和中层传动齿轮。外层主动齿轮固接在外层电机的输出轴上，外层从动齿轮活动连接在床身前板上，中层主动齿轮固接在中层电机的输出轴上，中层从动齿轮固接在中层旋转轴的后端上。旋转架为单层或双层，当单层时为外层旋转架或中层旋转架；当双层时为外层旋转架和中层旋转架。外层旋转架主要由钢丝盒组件、竖板、横板、角板、铰链支撑块和及V型支撑块组成，3～18个竖板分别均匀固接在外层开式从动齿轮圆周上，3～18个竖板与外层开式从动齿轮的轴线垂直，并分别与铰链支撑块固定连接，铰链支撑块与V型支撑块活动连接，3～18个钢丝盒组件出丝端的轴通过轴承与V型支撑块活动连接，3～18个竖板的另一端分别固接在3～18个垂直形角板，3～18个横板的一端分别通过螺钉固定连接在3～18个角板上，且3～18个横板均与外层开式从动齿轮的轴线平行，3～18个横板的另一端固接铰链支撑块，铰链支撑块与V型支撑块活动连接，3～18个钢丝盒组件另一端的轴与V型支撑块活动连接。中层旋转架由钢丝盒组件、铰链支撑块、V型支撑块、中层旋转轴组成，中层旋转轴分别活动连接在外层从动开式齿轮和床身后板上，且中层旋转轴轴心与外层从动开式齿轮中心重合，铰链支撑块均匀地固接在中层开式从动轮圆周上，V型支撑块活动连接在铰链支撑块上，3～12个中层的钢丝盒组件一端的轴活动连接在V型支撑块上，铰链支撑块均匀地固接在靠床身前板的中层旋转轴上，该端的V型支撑块活动连接在铰链支撑块上，3～12个中层的钢丝盒组件出丝端的轴活动连接在V型支撑块上。1个内层钢丝盒组件固接在中层旋转轴上，其组成连接关系与原装置相同。钢丝张力检测系统由检测钢丝张力的3～18个外层钢丝张力传感器，3～12个中层钢丝张力传感器，1个内层钢丝张力传感器组成，用于检测每股钢丝的实际张力，3～18个外层钢丝的张力传感器分别固接在外层旋转架的竖板的3～18个V型支撑块上，3～12个中层钢丝张力传感器分别通过传感器安装环固接在中层旋转轴的3～12个V型支撑块上，1个内层钢丝张力传感器与原安装方式相同固接于中层旋转轴端头。机床头部的钢丝导向机构，主要包括外层钢丝导向锥型环、中内层钢丝双层导向轴、导向器、轴承座，用于钢丝从钢丝盒拉出至集束器之间的导向。外层钢丝导向锥型环固接于外层从动齿轮上紧随从动齿轮和外层钢丝盒架同步旋转，外层钢丝导向器固定于锥型环顶部，用于外层钢丝的导向。圆周方向均匀开设了3～12个孔的轴承座固接在中层旋转轴的端部紧随中层旋转轴同步旋转，中层钢丝导向器固接于内层钢丝导向轴端部，轴承座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多股簧数控机床钢丝张力检测及旋转拧索装置，主要包括伺服减速电机、传动齿轮、旋转架、钢丝张力传感器系统、钢丝导向机构，其特征在于伺服减速电机为一台或两台，当一台时为外层电机（７）或中层电机（１６），当两台时为外层电机（７）和中层电机（１６），外层电机（７）固接在床身前板（８）上，中层电机（１６）固接在床身后板（１７）上，传动齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，为一对或两对，当一对时为外层传动齿轮或中层传动齿轮，当两对时为外层传动齿轮和中层传动齿轮，外层主动齿轮（９）固接在外层电机（７）的输出轴上，外层从动齿轮（６）活动连接在床身前板（８）上，中层主动齿轮（１５）固接在中层电机（１６）的输出轴上，中层从动齿轮（１４）固接在中层旋转轴（４５）的后端上，旋转架为单层或双层，当单层时为外层旋转架或中层旋转架，当双层时为外层旋转架和中层旋转架，外层旋转架主要由钢丝盒组件（２８）、竖板（１０）、横板（２７）、角板（１１）、铰链支撑块和及Ｖ型支撑块组成，３～１８个竖板（１０）分别均匀固接在外层开式从动齿轮（６）圆周上，３～１８个竖板（１０）与外层开式从动齿轮（６）的轴线垂直，并分别与铰链支撑块（２５）固定连接，铰链支撑块（２５）与Ｖ型支撑块（３４）活动连接，３～１８个钢丝盒组件（２８）出丝端的轴通过轴承（３５）与Ｖ型支撑块（３４）活动连接，３～１８个竖板（１０）的另一端分别固接在３～１８个垂直形角板（１１），３～１８个横板（２７）的一端分别通过螺钉固定连接在３～１８个角板（１１）上，且３～１８个横板（２７）均与外层开式从动齿轮（６）的轴线平行，３～１８个横板（２７）的另一端固接铰链支撑块（３０），铰链支撑块（３０）与Ｖ型支撑块（２９）活动连接，３～１８个钢丝盒组件（２８）另一端的轴与Ｖ型支撑块（２９）活动连接，中层旋转架由钢丝盒组件（４１）、铰链支撑块、Ｖ型支撑块、中层旋转轴（４５）组成，中层旋转轴（４５）分别活动连接在外层从动开式齿轮（６）和床身后板（１７）上，且中层旋转轴（４５）轴心与外层从动开式齿轮（６）中心重合，铰链支撑块（１３）均匀地固接在中层开式从动轮（１４）圆周上，Ｖ型支撑块（１２）活动连接在铰链支撑块（１３）上，３～１２个中层的钢丝盒组件（４１）一端的轴活动连接在Ｖ型支撑块（１２）上，铰链支撑块（４６）均匀地固接在靠床身前板（８）的中层旋转轴（４５）上，该端的Ｖ型支撑块（３９）活动连接在铰链支撑块（４６）上，３～１...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王时龙，周杰，任伟军，杨建锁，洪茂成，康玲，萧红，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]