钢管套丝机的半自动进刀机构

2014-11-21

关键词：

钢管套丝机

建筑带肋螺纹粗钢筋螺纹连接技术是20世纪90年代后期发展起来的技术，因其接头稳定可靠、连接强度高、工艺简单、施工便捷、环保性能好等优点，得以推广应用。钢管套丝机是该技术的关键设备，在使用过程中发现钢管套丝机的手动进退刀方式劳动强度大，螺纹加工质量不稳定，螺纹牙形经常出现秃牙、牙底宽、乱牙等情形，受操作者的熟练程度、疲劳程度、情绪等主观因素影响很大。为了从根本上克服这个缺点，同时保持原机器加工效率高、体积小、结构紧凑、质量轻、便于现场加工等特点，提出了螺纹切削时自动进刀，切削完成后手动退刀的设计要求。

一般机床设计中，由于螺纹加工的精确性要求，其进给机构通常采用丝杠(开合)螺母机构，复位则采用丝杠反转。对于螺纹套丝机而言，如果采用丝杠(开合)螺母机构与齿轮齿条机构的组合方案，则需要两套机构，增加了整机结构复杂性和操作难度；如果只采用丝杠(开合)螺母机构方案，则丝杠反转复位需要消耗一个正常螺纹切削时间，降低了机器工作效率。经过设计选型，采用了蜗杆机构作为螺纹切削的运动和动力输出的设计方案。

蜗杆机构能够传递空间相互垂直的运动和动力，具有自锁性、传动比大、结构紧凑等特点，在机床、矿山和起重设备中应用非常广泛。由蜗杆机构原理可知，普通阿基米德蜗杆在车床上加工时与普通梯形螺纹相同，所以这种蜗杆与普通螺杆一样，在垂直于轴线的的剖面上，其齿廓曲线为阿基米德蜗螺旋线；在通过其轴线的剖面上，齿廓为直线。蜗轮中间平面 (通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面)上，其齿廓为渐开线。在此平面上，蜗杆与蜗轮的啮合关系可以看作是直齿齿条与齿轮的啮合关系。

基于上述蜗杆机构的特征，可在钢管套丝机的进退刀机构设计采用蜗杆机构。机器在进刀切削螺纹时限制蜗轮的转动自由度，蜗杆与蜗轮的啮合关系可看作是梯形丝杆与螺母的啮合关系，此时蜗轮是线接触不完全螺母；在退刀时解除蜗轮的转动自由度，蜗杆与蜗轮的啮合关系可看作是直齿齿条与齿轮的啮合关系，转动蜗轮则可完成手动退刀。因此，通过控制蜗轮的转动自由度，用一套机构可以实现自动进刀和手动退刀的设计要求。