[发明专利]一种自动化螺栓拉伸紧固系统及方法

权利要求书

1.一种自动化螺栓拉伸紧固系统，其特征在于：包括上位机（1）、控制单元（2）、液压泵站（3）、压力传感器（4）、温度传感器（5）、液压拉伸器（6）、前端传感器（6116）、旋出到位传感器（656）以及旋进到位传感器（657）；所述上位机（1）与控制单元（2）连接，用于实时监控液压拉伸器（6）的拉伸过程并实现人机信息交互；所述控制单元（2）分别与液压泵站（3）、压力传感器（4）、温度传感器（5）、液压拉伸器（6）、前端传感器（6116）、旋进到位传感器（657）以及旋出到位传感器（656）连接，用于接收所述液压泵站（3）、压力传感器（4）、温度传感器（5）、液压拉伸器（6）、前端传感器（6116）、旋进到位传感器（657）以及旋出到位传感器（656）发送的信号，并进行分析判断，最终控制液压拉伸器（6）实现对螺栓的自动拉伸紧固；所述液压泵站（3）还与液压拉伸器（6）连接，用于为液压拉伸器（6）提供稳定可靠的液压力；所述液压拉伸器（6）用于实现螺栓的拉伸与紧固；所述压力传感器（4）设置在液压泵站（3）中，用于检测液压泵站（3）中液压油的压力；所述温度传感器（5）设置在液压泵站（3）中，用于检测液压泵站（3）中液压油的温度；所述前端传感器（6116）设置在液压拉伸器（6）上，用于检测液压拉伸器（6）是否与待拉伸紧固螺栓的紧固端面接触；所述旋进到位传感器（657）设置在液压拉伸器（6）上，用于检测液压拉伸器（6）的拉杆（621）是否被旋入待拉伸紧固螺栓中；所述旋出到位传感器（656）设置在液压拉伸器（6）上，用于检测液压拉伸器（6）中的拉杆（621）是否从待拉伸紧固螺栓中旋出；所述液压拉伸器（6）包括从前往后依次连接的拉伸器支撑总装（61）、拉伸缸及拉杆组件（62）、拉伸缸后端组件（63）、拉杆驱动组件（64）和拉伸器连接组件（65）；所述拉伸器支撑总装（61）用于螺栓拉伸时的支撑、套住螺母、拉伸后锁紧螺母以及实现拉杆（621）的前端在径向方向的调整；所述拉伸缸及拉杆组件（62）用于实现螺栓的加压拉伸；所述拉伸缸后端组件（63）用于实现拉伸后的复位；所述拉杆驱动组件（64）用于实现拉杆（621）在轴向方向的旋入与旋出以及实现拉杆（621）的后端在径向方向的调整；拉伸器连接组件（65）用于实现拉杆（621）的复位以及检测拉杆（621）的旋入与旋出是否到位；

所述拉伸器支撑总装（61）包括支撑前端垫块（611）、拨圈（612）、拨圈垫圈（613）、拨圈弹簧（614）、支撑桥（615）、前端浮动弹簧座（616）、前端浮动弹簧（617）、前端浮动圈（618）、拨螺母驱动连接件（619）、拨螺母电机（6110）、拨螺母减速器（6111）、驱动连接轴（6112）、驱动支撑件（6113）、第一驱动齿轮（6114）、第二驱动齿轮（6115）以及前端传感器（6116），所述支撑前端垫块（611）的后端与支撑桥（615）的前端连接，支撑桥（615）的后端与拨螺母驱动连接件（619）的前端连接，所述拨圈（612）、拨圈垫圈（613）以及拨圈弹簧（614）从前往后依次设置在支撑桥（615）的前端腔室内，拨圈垫圈（613）的一侧与拨圈（612）接触，另一侧与拨圈弹簧（614）接触，拨圈弹簧（614）的另一端与支撑桥（615）腔室内的凸台接触，所述前端浮动弹簧座（616）、前端浮动弹簧（617）以及前端浮动圈（618）设置在支撑桥（615）的后端腔室内，前端浮动弹簧座（616）和前端浮动弹簧（617）多组对称设置，前端浮动弹簧（617）位于前端浮动弹簧座（616）和前端浮动圈（618）之间，一端与前端浮动弹簧座（616）与上的圆柱凸台连接，另一端与前端浮动圈（618）外侧的圆柱凸台连接，所述拨螺母驱动连接件（619）的一端安装有拨螺母减速器（6111），拨螺母电机（6110）的输出端与所述拨螺母减速器（6111）的输入端连接，拨螺母电机（6110）通过拨螺母伺服驱动器（8）与控制单元（2）连接，所述驱动支撑件（6113）设置在支撑桥（615）上，第一驱动齿轮（6114）以及第二驱动齿轮（6115）设置在驱动支撑件（6113）内，第一驱动齿轮（6114）通过驱动连接轴（6112）与拨螺母减速器（6111）连接，第二驱动齿轮（6115）的两侧分别与第一驱动齿轮（6114）以及拨圈（612）啮合，所述前端传感器（6116）设置在支撑前端垫块（611）上；

所述拉伸缸及拉杆组件（62）包括拉杆（621）、第一油缸零件（622）、第二油缸零件（623）、球形垫块（624）、油缸卡簧（625）、球形螺母（626）、第三油缸零件（627）以及密封件（628），所述第一油缸零件（622）的前端与拨螺母驱动连接件（619）的后端连接，第二油缸零件（623）设置在第一油缸零件（622）内并通过螺纹与第一油缸零件（622）连接，所述第三油缸零件（627）设置在第二油缸零件（623）内并通过密封件（628）与第二油缸零件（623）的内侧壁形成液压腔室，所述球形垫块（624）以及拉杆（621）均设置第三油缸零件（627）内，拉杆（621）的前端依次贯穿所述三个油缸零件并延伸至支撑桥（615）中，拉杆（621）的后端贯穿拉伸缸后端组件（63）以及拉杆驱动组件（64）并延伸至拉伸器连接组件（65）中，拉杆（621）的前端设置有内螺纹，拉杆（621）的后端设置有贯穿的腰型槽孔（629），球形螺母（626）设置在拉杆（621）上并且位于第三油缸零件（627）内，球形螺母（626）的弧面与球形垫块（624）的弧面接触，球形螺母（626）可在第三油缸零件（627）内径向滑动，所述油缸卡簧（625）设置在第一油缸零件（622）内并与第二油缸零件（623）的后端接触，第一油缸零件（622）通过管路与液压泵站（3）连接；

所述拉伸缸后端组件（63）包括拉伸缸端盖（631）、孔用卡簧（632）、碟簧垫圈（633）以及碟簧（634），所述拉伸缸端盖（631）的前端与第一油缸零件（622）的后端连接，孔用卡簧（632）、碟簧垫圈（633）以及碟簧（634）从前往后依次设置在拉伸缸端盖（631）的腔体中，最前端的碟簧（634）与碟簧垫圈（633）接触，碟簧垫圈（633）的另一端与第三油缸零件（627）的后端接触，拉杆（621）的后端穿过所述拉伸缸端盖（631）以及拉杆驱动组件（64）并延伸至拉伸器连接组件（65）中；

所述拉杆驱动组件（64）包括后端浮动弹簧座（641）、后端浮动弹簧（642）、后端浮动圈（643）、驱动后盖（644）、驱动基座（645）、拉杆驱动电机侧齿轮（646）、拉杆驱动电机中齿轮（647）、拉杆驱动齿轮（648）、拉杆驱动齿轮端盖（649）、拉杆驱动销轴（6410）、拉杆驱动电机（6411）、拉杆驱动减速器（6412）以及减速器垫块（6413），所述驱动基座（645）的前端与拉伸缸端盖（631）的后端连接，驱动基座（645）的后端与驱动后盖（644）的前端连接，减速器垫块（6413）设置在拉杆驱动减速器（6412）与驱动基座（645）中间，拉杆驱动减速器（6412）固定在驱动基座（645）上，拉杆驱动电机（6411）的输出端与拉杆驱动减速器（6412）的输入端连接，拉杆驱动电机（6411）通过拉杆伺服驱动器（9）与控制单元（2）连接，拉杆驱动电机侧齿轮（646）、拉杆驱动电机中齿轮（647）以及拉杆驱动齿轮（648）设置在驱动基座（645）内并且依次啮合，拉杆驱动电机侧齿轮（646）与拉杆驱动减速器（6412）连接，拉杆驱动齿轮（648）上设置有凹槽，拉杆驱动销轴（6410）设置在所述凹槽内，所述拉杆驱动齿轮端盖（649）固定在驱动后盖（644）内并且位于拉杆驱动齿轮（648）的前端，所述后端浮动弹簧座（641）、后端浮动弹簧（642）以及后端浮动圈（643）设置在驱动基座（645）内并且位于拉杆驱动齿轮（648）的后端，后端浮动弹簧座（641）和后端浮动弹簧（642）多组对称设置在驱动基座（645）内，后端浮动弹簧（642）位于后端浮动弹簧座（641）与后端浮动圈（643）之间，一端与后端浮动弹簧座（641）与上的圆柱凸台连接，另一端与后端浮动圈（643）外侧的圆柱凸台连接，所述拉杆（621）的后端依次穿过驱动基座（645）、拉杆驱动齿轮（648）以及拉杆驱动齿轮端盖（649）并延伸至拉伸器连接组件（65）中，拉杆驱动销轴（6410）从拉杆（621）后端的腰型槽孔（629）贯穿穿过。