[发明专利]一种基于永磁涡流的螺纹副自动拧紧装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于永磁涡流的螺纹副自动拧紧装置及其方法，装置包括电机、轴向调节件、永磁筒、导体筒和连接件；永磁筒包括永磁筒基体、第一永磁体和第二永磁体，永磁筒基体的转动轴和电机的电机轴之间通过联轴器同轴连接；在永磁筒基体的外部同轴套设有导体筒；导体筒的轴向长度大于永磁筒的轴向长度；导体筒的末端通过输出轴与连接件固定连接；连接件用以连接待拧紧的部件；电机和永磁筒均置于支撑架上，支撑架上设有能使电机和永磁筒同步相对于导体筒轴向运动的轴向调节件。本发明作为动力传输机构，达到所需拧紧力矩耗时少，安全性和扩展性好，适用于多种环境下的螺纹副拧紧需求。

技术领域

本发明涉及一种螺纹副自动拧紧机器领域，具体涉及一种基于永磁涡流的螺纹副自动拧紧装置及其方法。

背景技术

目前已有较多螺纹副自动拧紧机器，可以实现将螺栓拧到螺母上或将螺母拧到螺栓上等螺纹副自动拧紧过程，其产品特征为：

1)所需拧紧的螺纹圈数不太多；

2)螺纹副拧紧有一定的扭矩要求；

3)螺纹副拧紧有一定的效率要求，需要在较短的时间内完成螺纹副的拧紧。

螺纹联接是机械设备上最为常见的联接方式，因此工业领域有巨大的螺纹副自动拧紧需求。现有的螺纹副自动拧紧设备主要以电机和气动件作为动力源，能够以较快的速度实现螺纹副拧紧。螺纹副自动拧紧设备还需要对拧紧力矩施加控制，以达到相应的拧紧力矩要求，否则会造成螺母和螺栓上螺纹的损伤，甚至自动拧紧设备的损坏。目前螺栓自动拧紧技术的扭矩自动控制方法多基于扭矩-转角控制法、屈服点法和伸长量法等，控制精度各有差异，但总体上结构比较复杂，对设备的要求较高。

永磁涡流传动技术是基于法拉第电磁感应的一种非接触式传动技术，具有柔性传动、调速范围广等优点。

发明内容

为了实现螺纹副的快速自动拧紧，并在拧紧过程中施加扭矩控制以避免螺纹和设备损伤，同时克服已有自动拧紧设备复杂程度高等缺点。本发明提供了一种基于永磁涡流的螺纹副自动拧紧装置及其方法。本发明是在永磁涡流传动的基础上，将永磁涡流传动结构集成到螺纹副自动拧紧设备中，使得螺纹副自动拧紧设备具有扭矩控制和不易使螺纹和自动拧紧设备受到损伤的特性；通过永磁涡流传动机构气隙或耦合面积的变化，配合电机控制和更换减速箱，可以实现螺纹副不同拧紧力矩的要求；不同尺寸的套筒和拧紧头可以用于不同规格的螺栓和螺母；达到扭矩要求后，直接拧紧部分会逐渐停转，可以保护螺纹副和设备，实现以较快的速度在短时间内达到拧紧力矩要求。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于永磁涡流的螺纹副自动拧紧装置，其包括电机、轴向调节件、永磁筒、导体筒和连接件；

所述永磁筒包括永磁筒基体、第一永磁体和第二永磁体，永磁筒基体的外表面沿周向和轴向均交替固定有第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体沿永磁筒基体径向向外的极性相反；所述永磁筒基体的转动轴和电机的电机轴之间通过联轴器同轴连接，永磁筒基体能在电机的作用下同步旋转；在永磁筒基体的外部同轴套设有导体筒，永磁筒基体与导体筒之间具有一定间隙；导体筒的轴向长度大于永磁筒的轴向长度，导体筒能在永磁筒的作用下同向旋转；导体筒的末端通过输出轴与所述连接件固定连接；所述连接件用以连接待拧紧的部件；

所述电机和永磁筒均置于支撑架上，支撑架上设有能使电机和永磁筒同步相对于导体筒轴向运动的轴向调节件。

作为优选，所述第一永磁体和第二永磁体的尺寸相同，且均为铷铁硼永磁体，用于生成多区域规律的磁场。

作为优选，所述联轴器为刚性联轴器。

作为优选，所述轴向调节件包括相互啮合连接的齿轮和齿条，齿条固定连接在所述支撑架上，齿轮外侧通过转轴同轴连接有旋钮；通过转动旋钮，齿轮和齿条啮合传动，使得永磁筒基体相对于导体筒轴向运动。