CN121551958A - 一种电力塔脚自动夹紧装置和自动夹紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于塔脚制造技术领域，涉及一种电力塔脚自动夹紧装置和自动夹紧方法。自动夹紧装置中，夹紧机构包括两根正反丝梯形丝杠，各夹爪活动安装在正反丝梯形丝杠上并且位于同一水平面上，驱动机构包括驱动电机和齿形带组件，驱动电机的转轴与齿形带组件连接，齿形带组件与正反丝梯形丝杠啮合传动连接。自动夹紧方法，调整夹爪倾斜角度适配工件形状，驱动电机的转轴正转控制正反丝梯形丝杠转动，各夹爪自动对中夹紧工件进行焊接，完成焊接后使驱动电机的转轴反转，各夹爪向外移动将工件松开。本发明能够控制夹爪自动对中夹紧电力塔脚工件，提高了夹持的精确度；上料时牛眼轴承的球体与工件接触，提高了工件的上下料效率。

Description

一种电力塔脚自动夹紧装置和自动夹紧方法

技术领域

本发明属于塔脚制造技术领域，具体涉及一种电力塔脚自动夹紧装置和自动夹紧方法，用于辅助电力塔脚的固定。

背景技术

随着电力行业的不断发展，对电力塔的建设需求持续增加。电力塔作为支撑和固定电力输电线路的关键结构，其质量和稳定性至关重要。电力塔脚作为电力塔的基础部分，需要保证焊接等加工工艺的精度和质量，因此需要高效、精准的夹紧工装来辅助加工电力塔脚。

现在一般采用手动夹紧工装固定电力塔脚，但其存在明显的局限性。手动操作依赖工人经验和熟练程度，容易出现定位偏差，影响产品加工精度，难以满足电力塔脚的焊接需求。同时，手动夹紧过程耗时较长，需要工人频繁操作，劳动强度大，尤其在大批量电力塔脚生产中，手动夹紧工装成为制约生产效率提升的瓶颈。此外，手动夹紧工装的通用性较差，针对不同规格和形状的工件，往往需要重新设计和制造工装，增加了生产成本和生产准备时间。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电力塔脚自动夹紧装置和自动夹紧方法，本发明所采用的技术方案如下：

一种电力塔脚自动夹紧装置，包括支撑框架、夹紧机构和驱动机构，支撑框架包括内口字形支撑框、外口字形支撑框和十字形支撑架，十字形支撑架与内口字形支撑框和外口字形支撑框的对角位置固定连接，十字形支撑板与多块竖直支撑侧板组合成十字形支撑架的腔体结构，牛眼轴承位于十字形支撑架的上部正中位置，牛眼轴承上的球体高于支撑框架，十字形支撑架的腔体结构中安装有十字形导轨；

夹紧机构包括两根分别与十字形支撑架转动连接的正反丝梯形丝杠，两根正反丝梯形丝杠一上一下十字形设置，移动座与十字形导轨滑动连接，移动座与正反丝梯形丝杠螺纹旋接，底板与移动座固定连接，夹爪座与底板固定连接，夹爪座侧面的固定轴上下两端与夹爪座固定连接，夹爪与固定轴中部转动连接，夹爪座上对应夹爪的位置开设有安装螺孔，调节螺栓旋接在安装螺孔中，各夹爪位于同一水平面上；

驱动机构包括驱动电机和齿形带组件，驱动电机安装在支撑框架下部，驱动电机的转轴通过电磁离合器与齿形带组件连接，齿形带组件转动连接安装在支撑框架上，齿形带组件与正反丝梯形丝杠啮合传动连接，支撑框架下部中心位置安装有连接板。

优选的，夹爪座的侧面上下两端分别一体成型加工有半圆形的安装凸块一，夹爪座的侧面中部开设有水平方向的安装凹槽，安装凸块一上加工有竖直方向的安装通孔一，固定轴上下两端分别穿过安装通孔一后与夹爪座固定连接，夹爪侧面一体成型加工有长条形的安装凸块二，安装凸块二与夹爪座的安装凹槽相对应并留有间隙，安装凸块二中部加工有安装通孔二，固定轴从安装通孔二中穿过。

优选的，还包括四块防尘板，底板的中部设置有水平方向的防尘板穿过的通槽，防尘板两端分别与十字形支撑架和牛眼轴承固定连接。

优选的，手轮转动安装在十字形支撑架远离驱动电机的竖直支撑侧板外侧面，手轮的转轴端部穿过竖直支撑侧板与正反丝梯形丝杠端部固定连接。

优选的，移动座下部中心位置加工有与正反丝梯形丝杠相适配的内螺纹孔，移动座通过内螺纹孔与正反丝梯形丝杠螺纹旋接。

优选的，移动座下部加工有与十字形导轨相适配的导轨滑槽，移动座通过导轨滑槽与十字形导轨滑动连接。

优选的，电机防护壳固定安装在支撑框架的下部，电机防护壳设置在驱动电机外周。

一种电力塔脚自动夹紧方法，采用前述的一种电力塔脚自动夹紧装置，包括以下步骤：

通过控制各调节螺栓的伸出长度，调整夹爪的倾斜角度适配电力塔脚工件的形状；

将电力塔脚工件放置到支撑框架上方中间位置，电力塔脚工件的下表面与牛眼轴承上的球体接触，减少电力塔脚工件与支撑框架之间的摩擦力；

启动驱动电机，使驱动电机的转轴正转，驱动电机通过齿形带组件控制正反丝梯形丝杠转动，各夹爪自动对中夹紧电力塔脚工件进行焊接；完成焊接后，使驱动电机的转轴反转，各夹爪向外移动将电力塔脚工件松开，将焊接完成的电力塔脚工件移出。

优选的，先将支撑框架通过连接板固定安装到变位机的回转轴承上。

本发明的有益效果：

本发明中，在支撑框架上设置有两个呈十字形的正反丝梯形丝杠，各正反丝梯形丝杠上设置有夹紧机构，能够通过正反丝梯形丝杠一端的驱动电机控制夹紧机构中的夹爪自动对中夹紧，提高了夹持的精确度；通过两组夹紧机构能够对不同规格和形状的工件进行夹紧，节省了生产成本；本发明中，支撑框架的中心部位设置有一组牛眼轴承，上料时牛眼轴承的球体与电力塔脚工件接触，减小了工件与支撑框架的摩擦力，提高了工件的上下料效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例一的自动夹紧装置的立体结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3中A-A方向的剖视图；

图5为图1中的夹紧机构的立体结构示意图；

图6为图1中的夹紧机构的主视图；

图7为图4中B处的局部放大图；

图8为图4中C处的局部放大图；

图9为图4中D处的局部放大图；

图10为图1的仰视图；

图11为图1中的支撑框架的立体结构示意图；

图中，1为夹紧机构，2为手轮，3为支撑框架，4为驱动机构，5为防尘板，6为牛眼轴承，7为移动座，8为调节螺栓，9为夹爪座，10为固定轴，11为夹爪，12为底板，13为正反丝梯形丝杠，14为十字形导轨，15为驱动电机，16为电机防护壳，17为齿形带组件，18为连接板，19为电磁离合器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

如图1-11所示，本发明实施例一提供一种电力塔脚自动夹紧装置，包括支撑框架3以及安装在支撑框架3上的夹紧机构1和驱动机构4。

支撑框架3包括内口字形支撑框和外口字形支撑框以及十字形支撑架，十字形支撑架与内口字形支撑框和外口字形支撑框的对角位置固定连接成一体，十字形支撑架设置有用于安装夹紧机构1的腔体结构，十字形支撑架的腔体结构由下部的十字形支撑板、中部的多块竖直支撑侧板以及上部的牛眼轴承6和四块防尘板5组合而成，牛眼轴承6位于十字形支撑架的上部正中位置，十字形支撑架的腔体结构中固定安装有长度方向的十字形导轨14，十字形导轨14包括在长度方向上相互平行的两根导轨，两根导轨能够保证其上面的移动座7的平稳水平滑动。支撑框架3整体结构设计为“十字+回字”形结构，提高了支撑框架3的承重强度。牛眼轴承6上的球体部分略高于支撑框架3，减少了电力塔脚工件与支撑框架3之间的摩擦力，提高了工件的上下料效率。

夹紧机构1包括两根正反丝梯形丝杠13以及活动安装在正反丝梯形丝杠13两端的共四个夹爪11，两根正反丝梯形丝杠13的两端分别与十字形支撑架两端的竖直支撑侧板转动连接，两根正反丝梯形丝杠13在高度方向一上一下设置，避免两根正反丝梯形丝杠13在交叉点处相互干涉。共四个移动座7对称设置在正反丝梯形丝杠13的两端，移动座7下部两侧边沿位置加工有长度方向的与十字形导轨14相适配的导轨滑槽，移动座7通过导轨滑槽与十字形导轨14滑动连接。移动座7下部中心位置加工有与正反丝梯形丝杠13相适配的内螺纹孔，移动座7通过内螺纹孔与正反丝梯形丝杠13螺纹旋接，当正反丝梯形丝杠13转动时，两端的移动座7能够相对水平移动，夹紧或者松开电力塔脚工件。

底板12的下部与移动座7的上部固定连接，底板12的中部设置有水平方向的通槽，防尘板5穿过底板12的通槽后，防尘板5的两端分别与十字形支撑架两端的竖直支撑侧板和牛眼轴承6的侧面固定连接，防尘板5能够避免灰尘、焊渣等落在正反丝梯形丝杠13上，同时不影响底板12跟随移动座7水平移动。夹爪座9的下部与底板12的上部固定连接，夹爪座9的内侧面上下两端分别一体成型加工有半圆形的安装凸块一，夹爪座9的内侧面中部开设有水平方向的安装凹槽。安装凸块一上加工有竖直方向的安装通孔一，固定轴10上下两端分别穿过安装通孔一后与夹爪座9固定连接。夹爪11外侧面一体成型加工有长条形的安装凸块二，安装凸块二与夹爪座9的安装凹槽相对应，并且安装凸块二与安装凹槽之间留有间隙，安装凸块二中部加工有安装通孔二，固定轴10从安装通孔二中穿过，夹爪11与固定轴10中部转动连接。安装凸块一两侧的夹爪座9上分别开设有安装螺孔，调节螺栓8旋接在安装螺孔中，通过人工控制调节螺栓8的旋出长度，能够调整夹爪11的倾斜角度，以适配电力塔脚工件的不同形状。夹爪11的上部宽度大于下部宽度，使得夹爪11的内侧面形成一定角度的斜坡，斜坡能够更好的适配电力塔脚工件的形状，对中移动后夹爪11能够更好的夹紧电力塔脚工件。

由于两根正反丝梯形丝杠13一上一下设置，两根正反丝梯形丝杠13上的夹爪座9加工为一低一高不同的高度，这样通过不同高度的夹爪座9对应一上一下两根正反丝梯形丝杠13，能够最终使得四个夹爪11位于同一水平面上，保证对电力塔脚工件的夹紧效果。

驱动机构4包括驱动电机15、电机防护壳16和齿形带组件17，驱动电机15固定安装在支撑框架3的下部，每根正反丝梯形丝杠13的其中一端部对应安装一台驱动电机15。电机防护壳16设置在驱动电机15外周，电机防护壳16固定安装在支撑框架3的下部。驱动电机15的转轴通过电磁离合器19与齿形带组件17固定连接，齿形带组件17安装在支撑框架3上，齿形带组件17与支撑框架3转动连接，齿形带组件17与正反丝梯形丝杠13啮合传动连接，启动驱动电机15后能够通过齿形带组件17控制正反丝梯形丝杠13转动。

手轮2转动安装在十字形支撑架远离驱动电机15一端的竖直支撑侧板外侧面，手轮2的转轴端部穿过竖直支撑侧板后与正反丝梯形丝杠13端部固定连接，当驱动电机15出现故障时，将电磁离合器19断电，与齿形带组件17接触的部分分离，这时可以通过人工操作手轮2，使得夹爪11夹紧或者松开电力塔脚工件，保证了驱动电机15的维护时间，避免出现怠工现象。

支撑框架3的下部中心位置固定安装有圆板结构的连接板18，连接板18用于固定连接变位机的回转轴承。

实施例二：

本发明实施例二提供一种电力塔脚自动夹紧方法，采用实施例一所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，包括以下步骤：

首先根据电力塔脚工件的形状，控制各调节螺栓8的伸出长度以便调整夹爪11的倾斜角度，使得夹爪11的倾斜角度与电力塔脚工件的形状更好的适配，以达到最好的夹紧效果。

将电力塔脚工件放置到支撑框架3上方中间位置，电力塔脚工件的下表面与牛眼轴承6上的球体部分接触，减少了电力塔脚工件与支撑框架3之间的摩擦力，使得放置电力塔脚工件更加方便快捷。

启动驱动电机15，使驱动电机15的转轴正转，驱动电机15通过齿形带组件17控制正反丝梯形丝杠13转动，随着正反丝梯形丝杠13的转动，各夹爪11自动对中夹紧电力塔脚工件，夹紧后对电力塔脚工件进行焊接等工序。完成焊接等工序后，使驱动电机15的转轴反转，各夹爪11向外移动将电力塔脚工件松开，将焊接完成的电力塔脚工件移出，继续对后续的电力塔脚工件进行加工。

使用实施例一所述的一种电力塔脚自动夹紧装置的时候，将支撑框架3通过连接板18固定安装到一台变位机的回转轴承上，然后再在支撑框架3上放置电力塔脚工件，变位机是现有的辅助焊接的设备。

本发明实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电力塔脚自动夹紧装置，包括支撑框架（3）、夹紧机构（1）和驱动机构（4），其特征在于，支撑框架（3）包括内口字形支撑框、外口字形支撑框和十字形支撑架，十字形支撑架与内口字形支撑框和外口字形支撑框的对角位置固定连接，十字形支撑板与多块竖直支撑侧板组合成十字形支撑架的腔体结构，牛眼轴承（6）位于十字形支撑架的上部正中位置，牛眼轴承（6）上的球体高于支撑框架（3），十字形支撑架的腔体结构中安装有十字形导轨（14）；

夹紧机构（1）包括两根分别与十字形支撑架转动连接的正反丝梯形丝杠（13），两根正反丝梯形丝杠（13）一上一下十字形设置，移动座（7）与十字形导轨（14）滑动连接，移动座（7）与正反丝梯形丝杠（13）螺纹旋接，底板（12）与移动座（7）固定连接，夹爪座（9）与底板（12）固定连接，夹爪座（9）侧面的固定轴（10）上下两端与夹爪座（9）固定连接，夹爪（11）与固定轴（10）中部转动连接，夹爪座（9）上对应夹爪（11）的位置开设有安装螺孔，调节螺栓（8）旋接在安装螺孔中，各夹爪（11）位于同一水平面上；

驱动机构（4）包括驱动电机（15）和齿形带组件（17），驱动电机（15）安装在支撑框架（3）下部，驱动电机（15）的转轴通过电磁离合器（19）与齿形带组件（17）连接，齿形带组件（17）转动连接安装在支撑框架（3）上，齿形带组件（17）与正反丝梯形丝杠（13）啮合传动连接，支撑框架（3）下部中心位置安装有连接板（18）。

2.根据权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，夹爪座（9）的侧面上下两端分别一体成型加工有半圆形的安装凸块一，夹爪座（9）的侧面中部开设有水平方向的安装凹槽，安装凸块一上加工有竖直方向的安装通孔一，固定轴（10）上下两端分别穿过安装通孔一后与夹爪座（9）固定连接，夹爪（11）侧面一体成型加工有长条形的安装凸块二，安装凸块二与夹爪座（9）的安装凹槽相对应并留有间隙，安装凸块二中部加工有安装通孔二，固定轴（10）从安装通孔二中穿过。

3.根据权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，还包括四块防尘板（5），底板（12）的中部设置有水平方向的防尘板（5）穿过的通槽，防尘板（5）两端分别与十字形支撑架和牛眼轴承（6）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，手轮（2）转动安装在十字形支撑架远离驱动电机（15）的竖直支撑侧板外侧面，手轮（2）的转轴端部穿过竖直支撑侧板与正反丝梯形丝杠（13）端部固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，移动座（7）下部中心位置加工有与正反丝梯形丝杠（13）相适配的内螺纹孔，移动座（7）通过内螺纹孔与正反丝梯形丝杠（13）螺纹旋接。

6.根据权利要求5所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，移动座（7）下部加工有与十字形导轨（14）相适配的导轨滑槽，移动座（7）通过导轨滑槽与十字形导轨（14）滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，其特征在于，电机防护壳（16）设置在驱动电机（15）外周，电机防护壳（16）固定安装在支撑框架（3）的下部。

8.一种电力塔脚自动夹紧方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种电力塔脚自动夹紧装置，包括以下步骤：

通过控制各调节螺栓（8）的伸出长度，调整夹爪（11）的倾斜角度适配电力塔脚工件的形状；

将电力塔脚工件放置到支撑框架（3）上方中间位置，电力塔脚工件的下表面与牛眼轴承（6）上的球体接触，减少电力塔脚工件与支撑框架（3）之间的摩擦力；

启动驱动电机（15），使驱动电机（15）的转轴正转，驱动电机（15）通过齿形带组件（17）控制正反丝梯形丝杠（13）转动，各夹爪（11）自动对中夹紧电力塔脚工件进行焊接；完成焊接后，使驱动电机（15）的转轴反转，各夹爪（11）向外移动将电力塔脚工件松开，将焊接完成的电力塔脚工件移出。

9.根据权利要求8所述的一种电力塔脚自动夹紧方法，其特征在于，先将支撑框架（3）通过连接板（18）固定安装到变位机的回转轴承上。