一种大口径非标螺纹装拆设备

摘要

本发明提供一种大口径非标螺纹装拆设备，解决现有螺纹工装的安装存在生产效率低、需要较大的操作空间以及极易损坏工装螺纹的问题。该大口径非标螺纹装拆设备包括支撑装置、自动夹紧装置、顶升滚转装置、手动拧紧装置和自动拧紧装置；自动拧紧装置设置在支撑装置的右侧，用于实现第一螺纹工装的自动安装或拆卸；手动拧紧装置设置在支撑装置的左侧，且能够沿支撑装置移动，用于实现第二螺纹工装的手动安装或拆卸；自动夹紧装置设置在支撑装置上，且位于手动拧紧装置和自动拧紧装置之间，其能够在支撑装置上移动，用于实现对压力管的夹紧；顶升滚转装置设置在支撑装置上，且位于手动拧紧装置和自动拧紧装置之间，用于实现对压力管的顶升和滚转。

权利要求

1.一种大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：包括支撑装置(4)、自动夹紧装置(2)、顶升滚转装置(3)、手动拧紧装置(1)和自动拧紧装置(5)；

所述支撑装置(4)包括支撑框架(41)和支撑导轨(42)，所述支撑导轨(42)设置在支撑框架(41)上；

所述自动拧紧装置(5)设置在支撑装置(4)的右侧，且能够沿支撑装置(4)移动，用于实现第一螺纹工装(6)的自动安装或拆卸；

所述手动拧紧装置(1)设置在支撑装置(4)的左侧，且能够沿支撑装置(4)移动，用于实现第二螺纹工装(8)的手动安装或拆卸；

所述自动夹紧装置(2)设置在支撑装置(4)上，且位于手动拧紧装置(1)和自动拧紧装置(5)之间，其能够在支撑装置(4)上移动，用于实现对压力管(7)的夹紧；

所述顶升滚转装置(3)设置在支撑装置(4)上，且位于手动拧紧装置(1)和自动拧紧装置(5)之间，用于实现对压力管(7)的顶升和滚转。

2.根据权利要求1所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述自动拧紧装置(5)包括第一螺纹工装抓取单元、螺纹工装自动调整单元、自动拧紧单元和自动拧紧驱动单元；

所述第一螺纹工装抓取单元包括第一工装V撑(510)、第一工装夹紧缸(511)和第一工装夹臂(512)；所述第一工装V撑(510)设置在螺纹工装自动调整单元上，所述螺纹工装自动调整单元设置在支撑装置(4)上，用于实现第一工装V撑(510)的三维位置调整；两个第一工装夹紧缸(511)分别设置在第一工装V撑(510)的两侧，其旋转轴与第一工装夹臂(512)连接，所述第一工装夹臂(512)在第一工装夹紧缸(511)的驱动下用于夹紧第一螺纹工装(6)；

所述自动拧紧单元包括第一拧紧架(506)以及设置在第一拧紧架(506)上的第一拧紧减速器(502)、第一拧紧伺服电机(501)、第一旋转盘(508)、第一拧紧手指(509)和拧紧进给组件(503)；所述第一拧紧架(506)底端设置有第一拧紧滑块(507)，所述第一拧紧滑块(507)与支撑装置(4)的支撑导轨(42)相配合，实现自动拧紧单元在支撑装置(4)上的移动；

所述第一拧紧伺服电机(501)的输出轴通过第一拧紧减速器(502)、拧紧进给组件(503)与第一旋转盘(508)连接，所述第一拧紧手指(509)设置在第一旋转盘(508)上，用于实现第一螺纹工装(6)的夹紧；

所述拧紧进给组件(503)包括进给弹簧(529)、进给轴套(530)、进给支撑座(533)、进给一轴(531)和进给二轴(532)；所述进给一轴(531)的一端与第一旋转盘(508)连接，另一端设置有进给安装孔；所述进给支撑座(533)固定安装在第一拧紧架(506)上，所述进给轴套(530)固定设置在进给支撑座(533)上，所述进给二轴(532)设置在进给轴套(530)内，其一端设置在进给安装孔内，带动进给一轴(531)转动且进给一轴(531)能够在进给轴套(530)内滑动，另一端穿过进给弹簧(529)与第一拧紧减速器(502)的输出轴连接；

所述自动拧紧驱动单元设置在支撑装置(4)上，用于驱动自动拧紧单元前后移动。

3.根据权利要求2所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述螺纹工装自动调整单元包括第一升降机垫板(513)、第一一维移动组件(514)、自动工装顶起组件和第一薄型气缸(515)；所述第一升降机垫板(513)的底端设置有第一升降滑块(516)，所述第一升降滑块(516)与支撑装置(4)的支撑导轨(42)相配合，实现螺纹工装自动调整单元在支撑装置(4)上的移动；

所述第一工装V撑(510)设置在第一一维移动组件(514)上，第一一维移动组件(514)实现第一工装V撑(510)的左右移动；

所述第一一维移动组件(514)通过自动工装顶起组件设置在第一升降机垫板(513)上方，所述自动工装顶起组件包括设置在第一升降机垫板(513)上的第一螺杆升降机(517)和第一升降伺服电机(518)；所述第一螺杆升降机(517)的输入轴与第一升降伺服电机(518)连接，输出轴与第一一维移动组件(514)连接，所述第一升降伺服电机(518)驱动第一螺杆升降机(517)工作，从而实现第一工装V撑(510)的上下移动；

所述第一薄型气缸(515)的本体安装在第一拧紧架(506)上，其输出轴与第一升降机垫板(513)连接，第一薄型气缸(515)驱动第一升降机垫板(513)移动，从而实现第一工装V撑(510)的前后移动。

4.根据权利要求3所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述第一一维移动组件(514)的底端设置有第一导向柱(519)，所述第一导向柱(519)穿过设置在第一升降机垫板(513)上的第一导向孔(520)，实现第一一维移动组件(514)的定向移动。

5.根据权利要求4所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述自动拧紧驱动单元设置在支撑装置(4)上，包括第二拧紧伺服电机(521)、第二拧紧减速机(522)、拧紧同步带(523)、拧紧主动轮(524)、拧紧从动轮(525)、拧紧丝杠(526)和拧紧螺母(527)；

所述第二拧紧伺服电机(521)通过第二拧紧减速机(522)驱动拧紧主动轮(524)转动，所述拧紧主动轮(524)通过拧紧同步带(523)驱动拧紧从动轮(525)转动，所述拧紧从动轮(525)带动与其同轴连接的拧紧丝杠(526)转动，拧紧丝杠(526)驱动与其配合拧紧螺母(527)移动，从而带动与拧紧螺母(527)连接的第一拧紧架(506)移动。

6.根据权利要求5所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述支撑装置(4)上还设置有拧紧惰轮(528)，所述拧紧惰轮(528)用于实现拧紧同步带(523)的张紧。

7.根据权利要求1至6任一所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述手动拧紧装置(1)包括第二螺纹工装抓取单元、螺纹工装手动调整单元、手动拧紧单元和手动拧紧驱动单元；

所述第二螺纹工装抓取单元包括第二工装V撑(101)、第二工装夹紧缸(102)和第二工装夹臂(103)；所述第二工装V撑(101)设置在螺纹工装手动调整单元上，所述螺纹工装手动调整单元设置在支撑装置(4)上，用于实现第二工装V撑(101)的三维位置调整；两个第二工装夹紧缸(102)分别设置在第二工装V撑(101)的两侧，且其旋转轴与第二工装夹臂(103)连接，所述第二工装夹臂(103)在第二工装夹紧缸(102)的驱动下，用于夹紧第二螺纹工装(8)；

所述手动拧紧单元包括第二拧紧架(113)、以及设置在第二拧紧架(113)上的涡轮蜗杆减速器(114)、第二旋转盘(116)、第二手指(117)、拧紧手轮(115)和随动组件(118)；所述第二拧紧架(113)底端设置有第二拧紧滑块(119)，所述第二拧紧滑块(119)与支撑装置(4)的支撑导轨(42)相配合，实现手动拧紧单元在支撑装置(4)上的移动；所述涡轮蜗杆减速器(114)设置在第二拧紧架(113)上，其输入轴与拧紧手轮(115)连接，输出轴通过随动组件(118)与第二旋转盘(116)连接，所述第二手指(117)设置在第二旋转盘(116)上，用于实现第二螺纹工装(8)的夹紧；

所述随动组件(118)包括随动一轴(126)、随动二轴(127)、随动弹簧(128)、随动带座轴承(129)、随动导轨(130)和随动滑块(131)；所述随动一轴(126)设置在随动带座轴承(129)上，其一端与第二旋转盘(116)连接，另一端设置有随动安装孔(132)；所述随动二轴(127)的一端设置在随动安装孔(132)内，带动随动一轴(126)转动且随动一轴(126)能够在随动二轴(127)上滑动，另一端穿过随动弹簧(128)与涡轮蜗杆减速器(114)输出轴连接；所述随动带座轴承(129)的底端设置有随动滑块(131)，所述随动滑块(131)与设置在第二拧紧架(113)上的随动导轨(130)配合，使得随动组件(118)能够在第二拧紧架(113)上移动；

所述手动拧紧驱动单元设置在支撑装置(4)上，用于驱动手动拧紧单元的前后移动。

8.根据权利要求7所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述螺纹工装手动调整单元包括第二升降机垫板(104)、第二一维移动组件(105)、手动工装顶起组件和第二薄型气缸(106)；所述第二升降机垫板(104)的底端设置有第二升降滑块(107)，所述第二升降滑块(107)与支撑装置(4)的支撑导轨(42)相配合，实现螺纹工装手动调整单元在支撑装置(4)上的移动；

所述第二工装V撑(101)设置在第二一维移动组件(105)上，第二一维移动组件(105)实现第二工装V撑(101)的左右移动；

所述第二一维移动组件(105)通过手动工装顶起组件设置在第二升降机垫板(104)上方，所述手动工装顶起组件包括第二螺杆升降机(108)、升降驱动杆(109)和升降手轮(110)，所述第二螺杆升降机(108)设置在第二升降机垫板(104)上，所述升降手轮(110)通过升降驱动杆(109)与第二螺杆升降机(108)的输入轴连接，所述第二螺杆升降机(108)的输出轴与第二一维移动组件(105)连接，升降手轮(110)转动，第二螺杆升降机(108)输出轴将第二一维移动组件(105)顶起或下移，从而实现第二工装V撑(101)的上下移动；

所述第二薄型气缸(106)的本体安装在第二拧紧架(113)上，其输出轴与第二升降机垫板(104)连接，第二薄型气缸(106)带动第二升降机垫板(104)移动，从而实现第二工装V撑(101)的前后移动。

9.根据权利要求8所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述第二一维移动组件(105)的底端设置有第二导向柱(111)，第二导向柱(111)穿过设置在第二升降机垫板(104)上的第二导向孔(112)，实现第二一维移动组件(105)的定向移动。

10.根据权利要求9所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述手动拧紧驱动单元包括手动驱动轮(121)、手动驱动杆(122)、手动驱动丝杠(123)和手动驱动螺母(124)，所述第二拧紧架(113)与手动驱动螺母(124)固定连接，所述手动驱动轮(121)通过手动驱动杆(122)驱动手动驱动丝杠(123)转动，所述手动驱动丝杠(123)与手动驱动螺母(124)配合，实现第二拧紧架(113)的前后移动。

11.根据权利要求10所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述第二拧紧架(113)的底端还设置有导向轴承(125)，所述升降驱动杆(109)穿过导向轴承(125)与螺杆升降机(108)连接。

12.根据权利要求11所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述第二一维移动组件(105)和第二一维移动组件(105)均为无杆气缸。

13.根据权利要求12所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述顶升滚转装置(3)包括调节机构安装板(314)、支架安装板(313)、第三螺杆升降机(320)、顶升减速机(315)、顶升伺服电机(316)、第一滚转支架(309)、滚转主动调节轮(310)、滚转同步主动轮(303)、滚转同步从动轮(308)、滚转同步带(304)和滚转伺服电机(301)；

所述调节机构安装板(314)设置在支撑装置(4)上，所述第三螺杆升降机(320)安装在调节机构安装板(314)上，其输入轴通过顶升减速机(315)与顶升伺服电机(316)连接，输出轴穿过调节机构安装板(314)与设置在调节机构安装板(314)上方的支架安装板(313)连接，顶升伺服电机(316)驱动第三螺杆升降机(320)工作，从而实现支架安装板(313)的上下移动；

所述第一滚转支架(309)设置在支架安装板(313)，其顶端设为V形结构，所述滚转主动调节轮(310)为两组，分别设置在V形结构的两端；

所述滚转伺服电机(301)设置在支架安装板(313)上，其输出轴通过滚转减速器(302)与滚转同步主动轮(303)连接，所述滚转同步主动轮(303)通过滚转同步带(304)驱动两组滚转同步从动轮(308)转动，滚转同步从动轮(308)驱动与其同轴安装的滚转主动调节轮(310)转动，从而实现带动压力管(7)翻转。

14.根据权利要求13所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：第三螺杆升降机(320)为T型丝杠升降机，所述支架安装板(313)的底端还设置有顶升导向柱(318)，所述顶升导向柱(318)穿过设置在调节机构安装板(314)上的顶升导向孔，实现支架安装板(313)的定向移动。

15.根据权利要求14所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述第一滚转支架(309)上还设置有滚转惰轮(307)，所述滚转惰轮(307)用于实现滚转同步带(304)的张紧。

16.根据权利要求15所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述顶升滚转装置(3)还包括第二滚转支架(306)和滚转从动调节轮(305)，所述第二滚转支架(306)设置在支架安装板(313)上，其顶端设为V形结构，所述滚转从动调节轮(305)为两组，分别设置在V形结构的两端，且滚转从动调节轮(305)与滚转主动调节轮(310)的中心线同轴。

17.根据权利要求16所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述自动夹紧装置(2)包括夹紧支撑板(204)、夹紧V撑(205)、第三夹紧缸(206)、夹紧臂(202)和夹紧箍(208)；

所述夹紧支撑板(204)的底端设置有夹紧滑块(203)，所述夹紧滑块(203)与支撑装置(4)的支撑导轨(42)相配合，实现自动夹紧装置(2)在支撑装置(4)上的移动；

所述夹紧V撑(205)设置在夹紧支撑板(204)的上端，两侧分别安装有第三夹紧缸(206)，所述第三夹紧缸(206)的旋转轴与夹紧臂(202)连接，所述夹紧箍(208)设置在夹紧臂(202)上，在第三夹紧缸(206)的驱动下，实现对压力管(7)的夹紧。

18.根据权利要求17所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述自动夹紧装置(2)为多组，所述支撑装置(4)上还设置有夹紧同步组件，所述夹紧同步组件与设置在夹紧支撑板(204)底端的同步安装板(201)连接，用于实现多组自动夹紧装置(2)的同步移动；

所述夹紧同步组件包括夹紧同步带(211)、以及设置在支撑装置(4)上的夹紧同步主动轮(212)、夹紧同步从动轮(213)和夹紧同步伺服电机(214)；

所述夹紧同步带(211)的两端分别套装在夹紧同步主动轮(212)、夹紧同步从动轮(213)上，且多组自动夹紧装置(2)的同步安装板(201)均与夹紧同步带(211)连接，所述夹紧同步伺服电机(214)驱动夹紧同步主动轮(212)转动，夹紧同步主动轮(212)带动夹紧同步带(211)转动，使得多组自动夹紧装置(2)实现相对同步移动或相背同步移动。

19.根据权利要求18所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述夹紧V撑(205)的内侧设置有垫块(207)，用于适应不同直径的压力管(7)，所述夹紧箍(208)的内侧设置有毛毡垫，用于增大夹紧箍(208)的摩擦力；所述夹紧V撑(205)上还设置有接近开关(209)，用于检测垫块(207)是否更换为与压力管(7)相匹配的垫块(207)。

20.根据权利要求19所述的大口径非标螺纹装拆设备，其特征在于：所述支撑装置(4)还包括滑块挡块(44)和中间挡块(43)；所述滑块挡块(44)设置在支撑导轨(42)的两端，用于对手动拧紧装置(1)或自动拧紧装置(5)的位置进行限定，所述中间挡块(43)设置在支撑导轨(42)的中部，用于对自动夹紧装置(2)的位置进行限定。

说明书

一种大口径非标螺纹装拆设备

技术领域

[0001] 本发明涉及螺纹装拆设备，具体涉及一种大口径非标螺纹装拆设备。

背景技术

[0002] 在流体输送领域，通常将流体灌装在高强度薄壁型压力管内进行运输，尤其是进行一些有毒有害、可燃性流体的运输时，高强度薄壁型压力管成为首选。为了提高运输效
率、适应不同种类流体的输送，要求压力管可以随意拼接，尤其是进行有毒有害的工业废料
深度掩埋时，此种类型的无缝压力管需求更为迫切。由于输送介质的差异，使得压力管的长
度和直径差异较大。

[0003] 高强度无缝压力管进行强度和压力试验时，采用螺纹工装封堵其端部。目前，螺纹工装的安装普遍采用人工手动模式，螺纹工装的安装过程中，通过人工加力杠杆方式旋转
螺纹工装，使其安装在压力管的两端，此种方式使得工人的劳动强度极大，工作效率极低，
进而导致生产效率很低。同时，由于是人工安装螺纹，需要较大的操作空间。此外，因为其输
送的介质不同，其螺纹工装多采用非标螺纹，人工装拆螺纹工装时，精度和力矩无法精确实
时监测控制，极易损坏工装螺纹。

发明内容

[0004] 本发明的目的是解决现有螺纹工装的安装存在生产效率低、需要较大的操作空间以及极易损坏工装螺纹的问题，提供一种大口径非标螺纹装拆设备。

[0005] 为实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：

[0006] 一种大口径非标螺纹装拆设备，包括支撑装置、自动夹紧装置、顶升滚转装置、手动拧紧装置和自动拧紧装置；所述支撑装置包括支撑框架和支撑导轨，所述支撑导轨设置
在支撑框架上；所述自动拧紧装置设置在支撑装置的右侧，且能够沿支撑装置移动，用于实
现第一螺纹工装的自动安装或拆卸；所述手动拧紧装置设置在支撑装置的左侧，且能够沿
支撑装置移动，用于实现第二螺纹工装的手动安装或拆卸；所述自动夹紧装置设置在支撑
装置上，且位于手动拧紧装置和自动拧紧装置之间，其能够在支撑装置上移动，用于实现对
压力管的夹紧；所述顶升滚转装置设置在支撑装置上，且位于手动拧紧装置和自动拧紧装
置之间，用于实现对压力管的顶升和滚转。

[0007] 进一步地，所述自动拧紧装置包括第一螺纹工装抓取单元、螺纹工装自动调整单元、自动拧紧单元和自动拧紧驱动单元；所述第一螺纹工装抓取单元包括第一工装V撑、第
一工装夹紧缸和第一工装夹臂；所述第一工装V撑设置在螺纹工装自动调整单元上，所述螺
纹工装自动调整单元设置在支撑装置上，用于实现第一工装V撑的三维位置调整；两个第一
工装夹紧缸分别设置在第一工装V撑的两侧，其旋转轴与第一工装夹臂连接，所述第一工装
夹臂在第一工装夹紧缸的驱动下用于夹紧第一螺纹工装；所述自动拧紧单元包括第一拧紧
架以及设置在第一拧紧架上的第一拧紧减速器、第一拧紧伺服电机、第一旋转盘、第一拧紧
手指和拧紧进给组件；所述第一拧紧架底端设置有第一拧紧滑块，所述第一拧紧滑块与支
撑装置的支撑导轨相配合，实现自动拧紧单元在支撑装置上的移动；所述第一拧紧伺服电
机的输出轴通过第一拧紧减速器、拧紧进给组件与第一旋转盘连接，所述第一拧紧手指设
置在第一旋转盘上，用于实现第一螺纹工装的夹紧；所述拧紧进给组件包括进给弹簧、进给
轴套、进给支撑座、进给一轴和进给二轴；所述进给一轴的一端与第一旋转盘连接，另一端
设置有进给安装孔；所述进给支撑座固定安装在第一拧紧架上，所述进给轴套固定设置在
进给支撑座上，所述进给二轴设置在进给轴套内，其一端设置在进给安装孔内，带动进给一
轴转动且进给一轴能够在进给轴套内滑动，另一端穿过进给弹簧与第一拧紧减速器的输出
轴连接；所述自动拧紧驱动单元设置在支撑装置上，用于驱动自动拧紧单元前后移动。

[0008] 进一步地，所述螺纹工装自动调整单元包括第一升降机垫板、第一一维移动组件、自动工装顶起组件和第一薄型气缸；所述第一升降机垫板的底端设置有第一升降滑块，所
述第一升降滑块与支撑装置的支撑导轨相配合，实现螺纹工装自动调整单元在支撑装置上
的移动；所述第一工装V撑设置在第一一维移动组件上，第一一维移动组件实现第一工装V
撑的左右移动；所述第一一维移动组件通过自动工装顶起组件设置在第一升降机垫板上
方，所述自动工装顶起组件包括设置在第一升降机垫板上的第一螺杆升降机和第一升降伺
服电机；所述第一螺杆升降机的输入轴与第一升降伺服电机连接，输出轴与第一一维移动
组件连接，所述第一升降伺服电机驱动第一螺杆升降机工作，从而实现第一工装V撑的上下
移动；所述第一薄型气缸的本体安装在第一拧紧架上，其输出轴与第一升降机垫板连接，第
一薄型气缸驱动第一升降机垫板移动，从而实现第一工装V撑的前后移动。

[0009] 进一步地，所述第一一维移动组件的底端设置有第一导向柱，所述第一导向柱穿过设置在第一升降机垫板上的第一导向孔，实现第一一维移动组件的定向移动。

[0010] 进一步地，所述自动拧紧驱动单元设置在支撑装置上，包括第二拧紧伺服电机、第二拧紧减速机、拧紧同步带、拧紧主动轮、拧紧从动轮、拧紧丝杠和拧紧螺母；所述第二拧紧
伺服电机通过第二拧紧减速机驱动拧紧主动轮转动，所述拧紧主动轮通过拧紧同步带驱动
拧紧从动轮转动，所述拧紧从动轮带动与其同轴连接的拧紧丝杠转动，拧紧丝杠驱动与其
配合拧紧螺母移动，从而带动与拧紧螺母连接的第一拧紧架移动。

[0011] 进一步地，所述支撑装置上还设置有拧紧惰轮，所述拧紧惰轮用于实现拧紧同步带的张紧。

[0012] 进一步地，所述手动拧紧装置包括第二螺纹工装抓取单元、螺纹工装手动调整单元、手动拧紧单元和手动拧紧驱动单元；所述第二螺纹工装抓取单元包括第二工装V撑、第
二工装夹紧缸和第二工装夹臂；所述第二工装V撑设置在螺纹工装手动调整单元上，所述螺
纹工装手动调整单元设置在支撑装置上，用于实现第二工装V撑的三维位置调整；两个第二
工装夹紧缸分别设置在第二工装V撑的两侧，且其旋转轴与第二工装夹臂连接，所述第二工
装夹臂在第二工装夹紧缸的驱动下，用于夹紧第二螺纹工装；所述手动拧紧单元包括第二
拧紧架、以及设置在第二拧紧架上的涡轮蜗杆减速器、第二旋转盘、第二手指、拧紧手轮和
随动组件；所述第二拧紧架底端设置有第二拧紧滑块，所述第二拧紧滑块与支撑装置的支
撑导轨相配合，实现手动拧紧单元在支撑装置上的移动；所述涡轮蜗杆减速器设置在第二
拧紧架上，其输入轴与拧紧手轮连接，输出轴通过随动组件与第二旋转盘连接，所述第二手
指设置在第二旋转盘上，用于实现第二螺纹工装的夹紧；所述随动组件包括随动一轴、随动
二轴、随动弹簧、随动带座轴承、随动导轨和随动滑块；所述随动一轴设置在随动带座轴承
上，其一端与第二旋转盘连接，另一端设置有随动安装孔；所述随动二轴的一端设置在随动
安装孔内，带动随动一轴转动且随动一轴能够在随动二轴上滑动，另一端穿过随动弹簧与
涡轮蜗杆减速器输出轴连接；所述随动带座轴承的底端设置有随动滑块，所述随动滑块与
设置在第二拧紧架上的随动导轨配合，使得随动组件能够在第二拧紧架上移动；所述手动
拧紧驱动单元设置在支撑装置上，用于驱动手动拧紧单元的前后移动。

[0013] 进一步地，所述螺纹工装手动调整单元包括第二升降机垫板、第二一维移动组件、手动工装顶起组件和第二薄型气缸；所述第二升降机垫板的底端设置有第二升降滑块，所
述第二升降滑块与支撑装置的支撑导轨相配合，实现螺纹工装手动调整单元在支撑装置上
的移动；所述第二工装V撑设置在第二一维移动组件上，第二一维移动组件实现第二工装V
撑的左右移动；所述第二一维移动组件通过手动工装顶起组件设置在第二升降机垫板上
方，所述手动工装顶起组件包括第二螺杆升降机、升降驱动杆和升降手轮，所述第二螺杆升
降机设置在第二升降机垫板上，所述升降手轮通过升降驱动杆与第二螺杆升降机的输入轴
连接，所述第二螺杆升降机的输出轴与第二一维移动组件连接，升降手轮转动，第二螺杆升
降机输出轴将第二一维移动组件顶起或下移，从而实现第二工装V撑的上下移动；所述第二
薄型气缸的本体安装在第二拧紧架上，其输出轴与第二升降机垫板连接，第二薄型气缸带
动第二升降机垫板移动，从而实现第二工装V撑的前后移动。

[0014] 进一步地，所述第二一维移动组件的底端设置有第二导向柱，第二导向柱穿过设置在第二升降机垫板上的第二导向孔，实现第二一维移动组件的定向移动。

[0015] 进一步地，所述手动拧紧驱动单元包括手动驱动轮、手动驱动杆、手动驱动丝杠和手动驱动螺母，所述第二拧紧架与手动驱动螺母固定连接，所述手动驱动轮通过手动驱动
杆驱动手动驱动丝杠转动，所述手动驱动丝杠与手动驱动螺母配合，实现第二拧紧架的前
后移动。

[0016] 进一步地，所述第二拧紧架的底端还设置有导向轴承，所述升降驱动杆穿过导向轴承与螺杆升降机连接。

[0017] 进一步地，所述第二一维移动组件和第二一维移动组件均为无杆气缸。

[0018] 进一步地，所述顶升滚转装置包括调节机构安装板、支架安装板、第三螺杆升降机、顶升减速机、顶升伺服电机、第一滚转支架、滚转主动调节轮、滚转同步主动轮、滚转同
步从动轮、滚转同步带和滚转伺服电机；所述调节机构安装板设置在支撑装置上，所述第三
螺杆升降机安装在调节机构安装板上，其输入轴通过顶升减速机与顶升伺服电机连接，输
出轴穿过调节机构安装板与设置在调节机构安装板上方的支架安装板连接，顶升伺服电机
驱动第三螺杆升降机工作，从而实现支架安装板的上下移动；所述第一滚转支架设置在支
架安装板，其顶端设为V形结构，所述滚转主动调节轮为两组，分别设置在V形结构的两端；
所述滚转伺服电机设置在支架安装板上，其输出轴通过滚转减速器与滚转同步主动轮连
接，所述滚转同步主动轮通过滚转同步带驱动两组滚转同步从动轮转动，滚转同步从动轮
驱动与其同轴安装的滚转主动调节轮转动，从而实现带动压力管翻转。

[0019] 进一步地，第三螺杆升降机为T型丝杠升降机，所述支架安装板的底端还设置有顶升导向柱，所述顶升导向柱穿过设置在调节机构安装板上的顶升导向孔，实现支架安装板
的定向移动。

[0020] 进一步地，所述第一滚转支架上还设置有滚转惰轮，所述滚转惰轮用于实现滚转同步带的张紧。

[0021] 进一步地，所述顶升滚转装置还包括第二滚转支架和滚转从动调节轮，所述第二滚转支架设置在支架安装板上，其顶端设为V形结构，所述滚转从动调节轮为两组，分别设
置在V形结构的两端，且滚转从动调节轮与滚转主动调节轮的中心线同轴。

[0022] 进一步地，所述自动夹紧装置包括夹紧支撑板、夹紧V撑、第三夹紧缸、夹紧臂和夹紧箍；所述夹紧支撑板的底端设置有夹紧滑块，所述夹紧滑块与支撑装置的支撑导轨相配
合，实现自动夹紧装置在支撑装置上的移动；所述夹紧V撑设置在夹紧支撑板的上端，两侧
分别安装有第三夹紧缸，所述第三夹紧缸的旋转轴与夹紧臂连接，所述夹紧箍设置在夹紧
臂上，在第三夹紧缸的驱动下，实现对压力管的夹紧。

[0023] 进一步地，所述自动夹紧装置为多组，所述支撑装置上还设置有夹紧同步组件，所述夹紧同步组件与设置在夹紧支撑板底端的同步安装板连接，用于实现多组自动夹紧装置
的同步移动；所述夹紧同步组件包括夹紧同步带、以及设置在支撑装置上的夹紧同步主动
轮、夹紧同步从动轮和夹紧同步伺服电机；所述夹紧同步带的两端分别套装在夹紧同步主
动轮、夹紧同步从动轮上，且多组自动夹紧装置的同步安装板均与夹紧同步带连接，所述夹
紧同步伺服电机驱动夹紧同步主动轮转动，夹紧同步主动轮带动夹紧同步带转动，使得多
组自动夹紧装置实现相对同步移动或相背同步移动。

[0024] 进一步地，所述夹紧V撑的内侧设置有垫块，用于适应不同直径的压力管，所述夹紧箍的内侧设置有毛毡垫，用于增大夹紧箍的摩擦力；所述夹紧V撑上还设置有接近开关，
用于检测垫块是否更换为与压力管相匹配的垫块。

[0025] 进一步地，所述支撑装置还包括滑块挡块和中间挡块；所述滑块挡块设置在支撑导轨的两端，用于对手动拧紧装置或自动拧紧装置的位置进行限定，所述中间挡块设置在
支撑导轨的中部，用于对自动夹紧装置的位置进行限定。

[0026] 与现有技术相比，本发明技术方案具有如下优势：

[0027] 1.本发明大口径非标螺纹装拆设备实现了压力管两端非标螺纹工装的装拆，自动拧紧端在进行螺纹工装的装拆时，全程无人参与，自动上下料，自动夹紧、自动轴向进给、自
动拧紧，在进行螺纹装拆过程中，对拧紧数据实时记录、处理、上传和存储，实现了数据的可
查询、可追溯。

[0028] 2.对于特材质和尺寸的非标螺纹工装，本发明大口径非标螺纹装拆设备设置有手动拧紧装置，拧紧过程采用人工参与方式，避免了自动拧紧时对螺纹的损害，采用大口径非
标螺纹装拆设备进行非标螺纹装拆时，极大减少了工人的作业人数，降低了工人的劳动强
度。

[0029] 3.本发明大口径非标螺纹装拆设备在压力管的装拆过程中，可兼容长度和口径不同的压力管，根据压力管的型号和长度，自动调节两个夹紧V撑支撑点的距离，可实现对不
同长度压力管的夹紧，夹紧V撑上设有摩擦系数较大的仿形夹紧箍，在其夹紧面设置有增大
其摩擦系数的毛毡，使其摩擦力产生的力矩远远大于装拆螺纹工装所需的力矩，在螺纹工
装装拆过程中，压力管不会转动。

[0030] 4.本发明大口径非标螺纹装拆设备的顶升滚转装置可实现压力管绕其水平轴线的转动，螺杆升降机在顶升伺服电机的驱动下启动，将整个顶升滚转装置连同其上的压力
管一同顶起，压力管脱离夹紧V撑后停止，滚转伺服电机启动，直至压力管旋转至适宜位置
后停止，从而对压力管的位置进行调整，满足测试要求。

[0031] 5.本发明大口径非标螺纹装拆设备的螺杆升降机采用T型丝杠升降机，在断电的情况下，螺杆升降机可实现自锁，避免了压力管滚转过程中的安全隐患。同时，滚转伺服电
机可精确控制压力管的滚转角度。

附图说明

[0032] 图1本发明大口径非标螺纹装拆设备的结构示意图；

[0033] 图2本发明自动拧紧装置的结构示意图；

[0034] 图3为自动拧紧装置的局部结构示意图一；

[0035] 图4为本发明自动拧紧装置中拧紧进给组件的结构示意图；

[0036] 图5为自动拧紧装置的局部结构示意图二；

[0037] 图6为本发明自动拧紧装置中自动拧紧驱动单元的结构示意图；

[0038] 图7为本发明手动拧紧装置的结构示意图；

[0039] 图8为本发明手动拧紧装置的局部结构示意图一；

[0040] 图9为本发明手动拧紧装置中随动组件的结构示意图；

[0041] 图10为本发明手动拧紧装置的局部结构示意图二；

[0042] 图11为本发明顶升滚转装置的结构示意图；

[0043] 图12为本发明顶升滚转装置的局部结构示意图一；

[0044] 图13为本发明顶升滚转装置的局部结构示意图二；

[0045] 图14为本发明自动夹紧装置的结构示意图；

[0046] 图15为本发明自动夹紧装置中夹紧同步组件的结构示意图；

[0047] 图16为本发明支撑装置的结构示意图。

[0048] 附图标记：1‑手动拧紧装置，2‑自动夹紧装置，3‑顶升滚转装置，4‑支撑装置，5‑自动拧紧装置，6‑第一螺纹工装，7‑压力管，8‑第二螺纹工装，101‑第二工装V撑，102‑第二工
装夹紧缸，103‑第二工装夹臂，104‑第二升降机垫板，105‑第二一维移动组件，106‑第二薄
型气缸，107‑第二升降滑块，108‑第二螺杆升降机，109‑升降驱动杆，110‑升降手轮，111‑第
二导向柱，112‑第二导向孔，113‑第二拧紧架，114‑涡轮蜗杆减速器，115‑拧紧手轮，116‑第
二旋转盘，117‑第二手指，118‑随动组件，119‑第二拧紧滑块，121‑手动驱动轮，122‑手动驱
动杆，123‑手动驱动丝杠，124‑手动驱动螺母，125‑导向轴承，126‑随动一轴，127‑随动二
轴，128‑随动弹簧，129‑随动带座轴承，130‑随动导轨，131‑随动滑块，132‑随动安装孔，
201‑同步安装板，202‑夹紧臂，203‑夹紧滑块，204‑夹紧支撑板，205‑夹紧V撑，206‑第三夹
紧缸，207‑垫块，208‑夹紧箍，209‑接近开关，210‑接近开关安装支架，211‑夹紧同步带，
212‑夹紧同步主动轮，213‑夹紧同步从动轮，214‑夹紧同步伺服电机，301‑滚转伺服电机，
302‑滚转减速器，303‑滚转同步主动轮，304‑滚转同步带，305‑滚转从动调节轮，306‑第二
滚转支架，307‑滚转惰轮，308‑滚转同步从动轮，309‑第一滚转支架，310‑滚转主动调节轮，
311‑从动轮转轴，312‑从动轮加强板，313‑支架安装板，314‑调节机构安装板，315‑顶升减
速机，316‑顶升伺服电机，317‑减速机安装板，318‑顶升导向柱，319‑无油衬套，320‑第三螺
杆升降机，321‑主动轮转轴，41‑支撑框架，42‑支撑导轨，43‑中间挡块，44‑滑块挡块，501‑
第一拧紧伺服电机，502‑第一拧紧减速器，503‑拧紧进给组件，505‑工业相机，506‑第一拧
紧架，507‑第一拧紧滑块，508‑第一旋转盘，509‑第一拧紧手指，510‑第一工装V撑，511‑第
一工装夹紧缸，512‑第一工装夹臂，513‑第一升降机垫板，514‑第一一维移动组件，515‑第
一薄型气缸，516‑第一升降滑块，517‑第一螺杆升降机，518‑第一升降伺服电机，519‑第一
导向柱，520‑第一导向孔，521‑第二拧紧伺服电机，522‑第二拧紧减速机，523‑拧紧同步带，
524‑拧紧主动轮，525‑拧紧从动轮，526‑拧紧丝杠，527‑拧紧螺母，528‑拧紧惰轮，529‑进给
弹簧，530‑进给轴套，531‑进给一轴，532‑进给二轴，533‑进给支撑座。

具体实施方式

[0049] 以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

[0050] 如图1所示，本发明提供一种大口径非标螺纹装拆设备，该设备包括支撑装置4、自动夹紧装置2、顶升滚转装置3、手动拧紧装置1和自动拧紧装置5。支撑装置4包括支撑框架
41和支撑导轨42，支撑框架41采用化学螺栓固定在厂房地坪上，支撑导轨42设置在支撑框
架41上。自动拧紧装置5设置在支撑装置4的右侧，且能够沿支撑装置4移动，用于实现第一
螺纹工装6的自动安装或拆卸；手动拧紧装置1设置在支撑装置4的左侧，且能够沿支撑装置
4移动，用于实现第二螺纹工装8的手动安装或拆卸；自动夹紧装置2设置在支撑装置4上，位
于手动拧紧装置1和自动拧紧装置5之间，其能够在支撑装置4上移动，用于实现对压力管7
的夹紧；顶升滚转装置3设置在支撑装置4上，位于手动拧紧装置1和自动拧紧装置5之间，用
于实现对压力管7的顶升和滚转。

[0051] 如图2至图6所示，本发明自动拧紧装置5包括第一螺纹工装抓取单元、螺纹工装自动调整单元、自动拧紧单元和自动拧紧驱动单元。第一螺纹工装抓取单元包括第一工装V撑
510、第一工装夹紧缸511和第一工装夹臂512；第一工装V撑510设置在螺纹工装自动调整单
元上，螺纹工装自动调整单元设置在支撑装置4上，用于实现第一工装V撑510的三维位置调
整；两个第一工装夹紧缸511分别设置在第一工装V撑510的两侧，其旋转轴与第一工装夹臂
512连接，第一工装夹臂512在第一工装夹紧缸511的驱动下用于夹紧第一螺纹工装6。

[0052] 螺纹工装自动调整单元包括第一升降机垫板513、第一一维移动组件514、自动工装顶起组件和第一薄型气缸515；第一升降机垫板513的底端设置有第一升降滑块516，第一
升降滑块516与支撑装置4的支撑导轨42相配合，实现螺纹工装自动调整单元和第一螺纹工
装抓取单元在支撑装置4上的移动。第一工装V撑510设置在第一一维移动组件514上，第一
一维移动组件514具体可采用无杆气缸，用于实现第一工装V撑510的左右移动。第一一维移
动组件514通过自动工装顶起组件设置在第一升降机垫板513上方，自动工装顶起组件包括
设置在第一升降机垫板513上的第一螺杆升降机517和第一升降伺服电机518；第一螺杆升
降机517的输入轴与第一升降伺服电机518连接，输出轴与第一一维移动组件514连接，第一
升降伺服电机518驱动第一螺杆升降机517工作，从而实现第一工装V撑510的上下移动。为
了使第一工装V撑510的上下移动更为平稳，第一一维移动组件514的底端设置有第一导向
柱519，第一导向柱519穿过设置在第一升降机垫板513上的第一导向孔520，第一导向孔520
上设置有无油衬套，实现第一一维移动组件514的定向移动。第一薄型气缸515的本体安装
在第一拧紧架506上，其输出轴与第一升降机垫板513连接，第一薄型气缸515驱动第一升降
机垫板513移动，从而实现第一工装V撑510的前后移动。工业相机505安装第一一维移动组
件514上，且位于第一工装V撑510侧面，用于对第一螺纹工装6的排气孔和测压孔进行位置
拍照。

[0053] 自动拧紧单元包括第一拧紧架506以及设置在第一拧紧架506上的第一拧紧伺服电机501、第一拧紧减速器502、第一旋转盘508和第一拧紧手指509；第一拧紧架506底端设
置有第一拧紧滑块507，第一拧紧滑块507与支撑装置4的支撑导轨42相配合，实现自动拧紧
单元在支撑装置4上的移动；第一拧紧伺服电机501的输出轴通过第一拧紧减速器502、拧紧
进给组件503与第一旋转盘508连接，第一拧紧手指509设置在第一旋转盘508上，用于实现
第一螺纹工装6的夹紧。

[0054] 如图4所示，拧紧进给组件503包括进给弹簧529、进给轴套530、进给支撑座533、进给一轴531和进给二轴532；进给一轴531的一端与第一旋转盘508固定连接，另一端设置有
进给安装孔；进给支撑座533固定安装在第一拧紧架506上，进给轴套530固定设置在进给支
撑座533上，进给二轴532设置在进给轴套530内，其一端设置在进给安装孔，带动进给一轴
531转动且进给一轴531能够在进给轴套530内滑动，另一端穿过进给弹簧529与第一拧紧减
速器502的输出轴连接。此时，进给安装孔为台阶孔，台阶孔的小端可设置为矩形孔，进给二
轴532的一端设置为与矩形孔相匹配的矩形段，矩形段间隙设置在矩形孔内，此种设置不仅
使得进给一轴531可在进给轴套530内滑动，还可使进给二轴532带动进给一轴531转动。同
时，其末端设置有限位凸台，限位凸台位于台阶孔的大端，用于实现进给一轴531的限位。

[0055] 如图6所示，自动拧紧驱动单元设置在支撑装置4上，用于驱动自动拧紧单元前后移动，其包括第二拧紧伺服电机521、第二拧紧减速机522、拧紧同步带523、拧紧主动轮524、
拧紧从动轮525、拧紧丝杠526和拧紧螺母527；第二拧紧伺服电机521通过第二拧紧减速机
522驱动拧紧主动轮524转动，拧紧主动轮524通过拧紧同步带523驱动拧紧从动轮525转动，
拧紧从动轮525带动与其同轴连接的拧紧丝杠526转动，拧紧丝杠526驱动与其配合拧紧螺
母527移动，从而带动与拧紧螺母527连接的第一拧紧架506移动。同时，支撑装置4上还设置
有拧紧惰轮528，拧紧惰轮528用于实现拧紧同步带523的张紧。

[0056] 如图7至图10所示，本发明手动拧紧装置1包括第二螺纹工装抓取单元、螺纹工装手动调整单元、手动拧紧单元和手动拧紧驱动单元。第二螺纹工装抓取单元包括第二工装V
撑101、第二工装夹紧缸102和第二工装夹臂103；第二工装V撑101设置在螺纹工装手动调整
单元上，螺纹工装手动调整单元设置在支撑装置4上，用于实现第二工装V撑101的三维位置
调整；两个第二工装夹紧缸102分别设置在第二工装V撑101的两侧，且其旋转轴与第二工装
夹臂103连接，第二工装夹臂103在第二工装夹紧缸102的驱动下，用于夹紧第二螺纹工装8。

[0057] 螺纹工装手动调整单元包括第二升降机垫板104、第二一维移动组件105、手动工装顶起组件和第二薄型气缸106；第二升降机垫板104的底端设置有第二升降滑块107，第二
升降滑块107与支撑装置4的支撑导轨42相配合，实现螺纹工装手动调整单元和第二螺纹工
装抓取单元在支撑装置4上的移动。第二工装V撑101设置在第二一维移动组件105上，第二
一维移动组件105具体可采用无杆气缸，用于实现第二工装V撑101的左右移动；第二一维移
动组件105通过手动工装顶起组件设置在第二升降机垫板104上方，手动工装顶起组件包括
第二螺杆升降机108、升降驱动杆109和升降手轮110，第二螺杆升降机108设置在第二升降
机垫板104上，升降手轮110通过升降驱动杆109与第二螺杆升降机108的输入轴连接，第二
螺杆升降机108的输出轴与第二一维移动组件105连接，升降手轮110转动，第二螺杆升降机
108输出轴将第二一维移动组件105顶起或下移，从而实现第二工装V撑101的上下移动。为
实现第二一维移动组件105的稳定移动，第二一维移动组件105的底端设置有第二导向柱
111，第二导向柱111穿过设置在第二升降机垫板104上的第二导向孔112，第二导向孔112上
设置有无油衬套，实现了第二一维移动组件105的定向移动。第二薄型气缸106的本体安装
在第二拧紧架113上，其输出轴与第二升降机垫板104连接，第二薄型气缸106带动第二升降
机垫板104移动，从而实现第二工装V撑101的前后移动。同时，为实现升降驱动杆109的稳定
传动，拧紧架113的底端还设置有导向轴承125，升降驱动杆109穿过导向轴承125与螺杆升
降机108连接。

[0058] 手动拧紧单元包括第二拧紧架113、以及设置在第二拧紧架113上的涡轮蜗杆减速器114、第二旋转盘116、第二手指117、拧紧手轮115和随动组件118；第二拧紧架113底端设
置有第二拧紧滑块119，第二拧紧滑块119与支撑装置4的支撑导轨42相配合，实现手动拧紧
单元在支撑装置4上的移动；涡轮蜗杆减速器114的输入轴与拧紧手轮115连接，输出轴通过
随动组件118与第二旋转盘116连接，第二手指117设置在第二旋转盘116上，用于实现第二
螺纹工装8的夹紧。

[0059] 如图9所示，随动组件118包括随动一轴126、随动二轴127、随动弹簧128、随动带座轴承129、随动导轨130和随动滑块131；随动一轴126设置在随动带座轴承129上，其一端与
第二旋转盘116连接，另一端设置有随动安装孔132；随动二轴127的一端设置在随动安装孔
132内，带动随动一轴126转动且能够在随动安装孔132内滑动，另一端穿过随动弹簧128与
涡轮蜗杆减速器114输出轴连接，此时，可将随动安装孔132具体可为矩形截面的安装孔，而
随动二轴127的一端设置为矩形截面的轴段，该轴段与随动安装孔132为间隙配合，使得随
动一轴126可在随动二轴127上滑动，同时，由于二者均为矩形截面，随动二轴127可带动随
动一轴126同时转动。随动带座轴承129的底端设置有随动滑块131，随动滑块131与设置在
第二拧紧架113上的随动导轨130配合，使得随动组件118能够在第二拧紧架113上移动。

[0060] 如图10所示，手动拧紧驱动单元用于驱动手动拧紧单元的前后移动，其包括手动驱动轮121、手动驱动杆122、手动驱动丝杠123和手动驱动螺母124，第二拧紧架113与手动
驱动螺母124固定连接，手动驱动轮121通过手动驱动杆122驱动手动驱动丝杠123转动，手
动驱动丝杠123与手动驱动螺母124配合，实现第二拧紧架113的前后移动。

[0061] 如图11至图13所示，顶升滚转装置3包括调节机构安装板314、支架安装板313、第三螺杆升降机320、顶升减速机315、顶升伺服电机316、第一滚转支架309、滚转主动调节轮
310、滚转同步主动轮303、滚转同步从动轮308、滚转同步带304、滚转伺服电机301、第二滚
转支架306和滚转从动调节轮305。调节机构安装板314设置在支撑装置4上，顶升减速机315
通过减速机安装板317安装在调节机构安装板314上，第三螺杆升降机320安装在调节机构
安装板314上，其输入轴通过顶升减速机315与顶升伺服电机316连接，输出轴穿过调节机构
安装板314与设置在调节机构安装板314上方的支架安装板313连接，顶升伺服电机316驱动
第三螺杆升降机320工作，从而实现支架安装板313的上下移动。第三螺杆升降机320为T型
丝杠升降机，支架安装板313的底端还设置有顶升导向柱318，顶升导向柱318穿过设置在调
节机构安装板314上顶升导向孔，顶升导向孔内设置有无油衬套319，第三螺杆升降机320在
无油衬套319和顶升导向柱318的作用下，将整个顶升滚转装置3顶起，从而实现压力管7的
顶升。

[0062] 第一滚转支架309设置在支架安装板313，其顶端设为V形结构，滚转主动调节轮310为两组，分别通过主动轮转轴321安装在在V形结构的两端；滚转伺服电机301设置在支
架安装板313上，其输出轴通过滚转减速器302与滚转同步主动轮303连接，滚转同步主动轮
303通过滚转同步带304驱动两组滚转同步从动轮308转动，滚转同步从动轮308驱动与其同
轴安装的滚转主动调节轮310转动，从而实现压力管7翻转。为实现压力管7更加稳定的翻
转，支架安装板313上还设置有第二滚转支架306，第二滚转支的顶端设为V形结构，底端设
置有从动轮加强板312，从动轮加强板312使得第二滚转支架306的支撑更加稳固，滚转从动
调节轮305为两组，分别通过从动轮转轴311安装在V形结构的两端，且滚转从动调节轮305
与滚转主动调节轮310的中心线同轴，压力管7在滚转主动调节轮310和滚转从动调节轮305
的作用下实现更加稳定的顶升和滚转。同时，第一滚转支架309上还设置有滚转惰轮307，滚
转惰轮307用于实现滚转同步带304的张紧。

[0063] 如图14所示，自动夹紧装置2包括夹紧支撑板204、夹紧V撑205、第三夹紧缸206、夹紧臂202和夹紧箍208。夹紧支撑板204的底端设置有夹紧滑块203，夹紧滑块203与支撑装置
4的支撑导轨42相配合，实现自动夹紧装置2在支撑装置4上的移动；夹紧V撑205设置在夹紧
支撑板204的上端，两侧分别安装有第三夹紧缸206，第三夹紧缸206的旋转轴与夹紧臂202
连接，夹紧箍208设置在夹紧臂202上，在第三夹紧缸206的驱动下，夹紧臂202带动夹紧箍
208实现对压力管7的夹紧。为适应不同直径的压力管7，夹紧V撑205的内侧设置有可更换的
垫块207，为增大夹紧箍208的摩擦力夹，紧箍的内侧设置有毛毡垫。同时，夹紧V撑205上还
设置有接近开关209，用于检测垫块(207)是否更换为与压力管(7)相匹配的垫块(207)。

[0064] 如图15所示，当自动夹紧装置2为多组时，支撑装置4上还设置有夹紧同步组件，夹紧同步组件与设置在夹紧支撑板204底端的同步安装板201连接，用于实现多组自动夹紧装
置2的同步移动；夹紧同步组件包括夹紧同步带211、以及设置在支撑装置4上的夹紧同步主
动轮212、夹紧同步从动轮213和夹紧同步伺服电机214；夹紧同步带211的两端分别套装在
夹紧同步主动轮212、夹紧同步从动轮213上，且多组自动夹紧装置2的同步安装板201均与
夹紧同步带211连接，夹紧同步伺服电机214通过直角减速机驱动夹紧同步主动轮212转动，
夹紧同步主动轮212带动夹紧同步带211转动，使得多组自动夹紧装置2沿支撑导轨42实现
相对同步移动或相背同步移动。

[0065] 如图16所示，支撑装置4包括支撑框架41、支撑导轨42、滑块挡块44和中间挡块43；支撑框架41采用膨胀螺栓固定在厂房地坪上，支撑导轨42设置在支撑框架41上，滑块挡块
44设置在支撑导轨42的两端，用于对手动拧紧装置1或自动拧紧装置5的位置进行限定，中
间挡块43设置在支撑导轨42的中部，用于对自动夹紧装置2的位置进行限定。

[0066] 本发明大口径非标螺纹装拆设备是压力管7非标螺纹工装的装拆设备，螺纹工装的装拆过程中，可兼容长度和口径不同的压力管7。自动拧紧装置5和手动拧紧装置1上设有
螺纹工装放置位，螺纹工装放置位为V型支撑，采用V型支撑能实现可靠定位，整个V型支撑
安装在滚珠丝杠螺杆升降机上，采用伺服电机驱动，能精确的实现螺纹工装的上下运动，使
螺纹工装与压力管7趋于同心，实现螺纹的自动纫扣。

[0067] 本发明自动拧紧装置5采用第一拧紧伺服电机501进行第一螺纹工装6的装拆，可根据非标螺纹的型号在第一拧紧伺服电机501控制系统里进行拧紧极限力矩的设置，在整
个拧紧过程中，全程实时对拧紧力矩和进给位移进行监测，形成力矩曲线和位移曲线，并将
数据进行比对、分析、处理和上传，保存在数据库中，实现了螺纹工装装拆的自动化和信息
化。对整个拧紧过程实现了可追溯，对于不同型批次的压力管7和螺纹工装，可在拧紧轴控
制系统里进行力矩的设置。

[0068] 本发明手动拧紧装置1采用人工旋转手轮的方式进行特殊非标螺纹工装的装拆，在拧紧手轮115的输出端增加了大速比的涡轮蜗杆减速器114来增大第二螺纹工装8的拧紧
力矩，从而增大非标螺纹工装的装拆力矩，人工旋转手轮的方式，极大的缩减人工装拆螺纹
工装的操作空间，同时也提高了工作效率。在整个第二螺纹工装8的装拆的过程中，在随动
组件118中设置随动弹簧128，解决了拧紧系统轴向进给和螺纹旋入轴向进给不同步的问
题，实现了轴差补。

[0069] 本发明大口径非标螺纹装拆设备中，根据装拆产品压力管7的型号和长度，自动调节两个夹紧V撑205支撑点的距离，可实现对不同长度压力管7与螺纹工装装拆的兼容，其夹
紧V撑205上设有摩擦系数较大的仿形夹紧箍208，在其夹紧面上设置了增大其摩擦系数的
毛毡，使其摩擦力产生的力矩远远大于装拆螺纹工装所需的力矩，在螺纹工装装拆过程中，
压力管7不会转动。

[0070] 本发明顶升滚转装置3可实现压力钢绕其水平轴线的转动，顶升滚转装置3安装在T型丝杠的螺杆升降机上，压力管7两端的螺纹工装安装完毕后，T型丝杠螺杆升降机在伺服
电机的驱动下启动，将整个顶升滚转装置3连同其上的压力管7一同顶起，压力管7脱离夹紧
V撑205后停止，滚转伺服电机301启动，直至两端带螺纹工装的压力管7旋转至适宜位置后
停止，采用T型螺杆，伺服电机在断电的情况下，可实现自锁，避免了压力管7滚转过程中的
安全隐患，滚转伺服电机301可精确控制压力管7的滚转角度。

[0071] 本发明大口径非标螺纹装拆设备在进行第一螺纹工装6和第二螺纹工装8安装时，根据本批次的压力管7的直径，人工更换适宜的垫块207，根据本批次压力管7的长度，控制
系统自动从后台调用本批次压力管7的拧紧配方，其具体安装和拆卸过程如下：

[0072] (一)各运动部件运动至待机位

[0073] 1)安装在支撑装置4上的夹紧同步伺服电机214启动，驱动夹紧同步主动轮212带动夹紧同步带211转动，从而驱动自动夹紧装置2运动至待机位，自动夹紧装置2上的第三夹
紧缸206在电磁阀的作用下打开，带动夹紧臂202上的夹紧箍208打开，使夹紧箍208运动至
全开位置；

[0074] 2)安装在支撑装置4上的第二拧紧伺服电机521驱动拧紧主动轮524转动，拧紧主动轮524通过拧紧同步带523驱动拧紧从动轮525转动，拧紧从动轮525带动与其同轴连接的
拧紧丝杠526转动，拧紧丝杠526驱动与其配合拧紧螺母527移动，从而带动自动拧紧装置5
运动至待机位。安装在第一拧紧架506上的第一薄型气缸515在电磁阀的作用下运动至全开
位置，第一薄型气缸515导杆在第一升降滑块516和支撑导轨42导向作用下，推动第一升降
机垫板513及其附件运动至待机位。第一升降伺服电机518启动，驱动第一螺杆升降机517顶
升第一一维移动组件514，带动第一工装V撑510和安装在第一工装V撑510上的第一工装夹
紧缸511运动至待机位，安装在第一工装V撑510上的90°左右第一工装夹紧缸511在电磁阀
的作用下处于全关位置；

[0075] 3)人工逆时针旋转手动驱动轮121，手动驱动轮121通过手动驱动杆122驱动手动驱动丝杠123转动，手动驱动丝杠123与手动驱动螺母124配合，实现第二拧紧架113的前后
移动，从而带动手动拧紧装置1运动至待机位。人工手动旋转升降手轮110，升降手轮110转
动，第二螺杆升降机108输出轴将第二一维移动组件105顶起，从而将第二工装V撑101和安
装在第二工装V撑101上的90°左右第二工装夹紧缸102运动至待机位，安装在第二工装V撑
101上的第二工装夹紧缸102在电磁阀的作用下处于全关位置；

[0076] 4)安装在支撑装置4上的顶升伺服电机316启动，带动顶升减速机315驱动第三螺杆升降机320，在顶升导向柱318和无油衬套319导向作用下，顶升滚转装置3运动至待机位。

[0077] (二)大口径非标螺纹装拆设备上料

[0078] 1)各运动部件运动至待机位后，向总控发出上料请求，总控确认无误后下达上料命令，机械手收到总控命令后，根据配方抓取相应型号的压力管7，在视觉系统的引导下，将
压力管7放置在自动夹紧装置2的夹紧V撑205上，机械手放置完毕后，机械手手爪脱离压力
管7。在控制系统命令下，第三夹紧缸206的电磁阀启动，第三夹紧缸206带动夹紧臂202，使
夹紧箍208从全开位置向全关位置运动，夹紧箍208的夹紧面完全与压力管7贴合抱死；

[0079] 2)压力管7上料完毕后，向总控发出第一螺纹工装6和第二螺纹工装8的上料请求，机械手抓取第二螺纹工装8，空中竖直翻转90°，将第二螺纹工装8放置在手动拧紧装置1的
第二工装V撑101上，当安装在第二工装V撑101上的接近开关209检测到第二螺纹工装8放置
完毕后，在电磁阀的作用下，第二工装夹紧缸102由全关位置运动至全开位置，并将放置完
毕的第二螺纹工装8从法兰面压紧，压紧完成后，机械手手爪脱开移出。第二螺纹工装8上料
完毕后，机械手抓取第一螺纹工装6重复第二螺纹工装8的上料过程，将第一螺纹工装6放置
在自动拧紧装置5的第一工装V撑510上，放置完毕后，机械手手爪脱开移出。

[0080] (三)自动拧紧端第一螺纹工装6的安装

[0081] 1)压力管7、第一螺纹工装6和第二螺纹工装8上料完毕后，控制系统下达第一螺纹工装6安装命令，第一升降伺服电机518启动，根据该型号压力管7和第一螺纹工装6的安装
配方，驱动第一螺杆升降机517带动第一螺纹工装6运动至配方要求位置后停止，在电磁阀
的作用下，第一一维移动组件514启动，将第一螺纹工装6运送至安装位置，在第一薄型气缸
515电磁阀的作用下，第一薄型气缸515由全开位置缩回，将第一螺纹工装6的法兰卡槽套装
在第一旋转盘508的第一拧紧手指509上，第一旋转盘508的盘面与第一螺纹工装6的法兰平
面相贴合；

[0082] 2)控制系统根据该型号压力管7的配方，第二拧紧伺服电机521启动，驱动第二拧紧减速机522和拧紧同步带523转动，从而使得拧紧丝杠526带动自动拧紧装置5沿支撑导轨
42向支撑装置4中部运动，自动拧紧装置5运动至配方要求位置后停止，此时，第一螺纹工装
6进入压力管7端面，进给轴套530内的进给弹簧529处于压缩状态；在电磁阀的作用下，左右
90°第一工装夹紧缸511由全开回到全关位置，第一升降伺服电机518启动，带动第一螺杆升
降机517、第一一维移动组件514、第一工装V撑510和90°旋转第一工装夹紧缸511回到初始
待机位；

[0083] 3)第一拧紧伺服电机501启动，带动第一拧紧减速器502、拧紧进给组件503和第一旋转盘508工作，使得第一螺纹工装6逆时针旋转1.5～2圈，使第一螺纹工装6与压力管7自
动纫扣，在第一螺纹工装6自动旋入压力管7的过程中，进给轴套530内的进给弹簧529由压
紧状态逐渐恢复原状；纫扣完成后，第一拧紧伺服电机501开始顺时针旋转，当控制系统监
测到拧紧力矩突然持续增大时，且第一螺纹工装6全部旋入压力管7时，第一螺纹工装6安装
完毕。第二拧紧伺服电机521启动，驱动拧紧丝杠526带动自动拧紧装置5回到初始待机位。

[0084] (四)手动拧紧端第二螺纹工装8的安装

[0085] 1)人工旋转升降手轮110，根据该型号压力管7和第二螺纹工装8安装配方，驱动第二螺杆升降机108将第二工装V撑101和第二螺纹工装8顶升至配方要求位置后停止，在电磁
阀的作用下，第二一维移动组件105启动，将第二螺纹工装8运送至安装位置，在第二薄型气
缸106电磁阀的作用下，第二薄型气缸106由全开位置缩回，将第二螺纹工装8的法兰卡槽套
装在第二旋转盘116的第二手指117上，第二旋转盘116的盘面与第二螺纹工装8法兰平面相
贴合；

[0086] 2)人工旋转手动驱动轮121，驱动手动驱动丝杠123带动手动拧紧装置1沿支撑导轨42向支撑装置4中部运动，运动至配方要求位置后停止，此时，第二螺纹工装8进入压力管
7内螺纹端面，随动组件118内的随动弹簧128处于压缩状态；在电磁阀的作用下，左右90°第
二工装夹紧缸102由全开位置回到全关位置，控制系统下达第二工装V撑101下降命令后，人
工旋转升降手轮110，驱动第二螺杆升降机108使得第二一维移动组件105、第二工装V撑101
和第二工装夹紧缸102回到初始待机位；

[0087] 3)人工逆时针旋转拧紧手轮115，涡轮蜗杆减速器114输出轴带动随动组件118、第二旋转盘116工作，使得第二螺纹工装8逆时针旋转1.5～2圈，使第二螺纹工装8与压力管7
自动纫扣，当第二螺纹工装8自动旋入压力管7的过程中，随动一轴126内的随动弹簧128由
压紧状态逐渐恢复原状；纫扣完成后，人工顺时针拧紧手轮115，当人工输入力矩突然增大，
且第二螺纹工装8全部旋入压力管7时，第二螺纹工装8安装完毕；人工旋转手动驱动轮121，
驱动手动驱动丝杠123带动手动拧紧装置1回到初始待机位后停止。

[0088] (五)压力管7的顶升滚转

[0089] 1)当第一螺纹工装6安装完毕后，第一螺纹工装6上的测压孔和排气孔不可能完全竖直，根据测试要求，位于第一螺纹工装6上的测压孔和排气孔须竖直布置(测压孔在工装
最底端，排气孔在工装最顶端)，因此，对第一螺纹工装6进行位置调整；安装在第一工装V撑
510上的工业相机505对第一螺纹工装6的测压孔和排气孔进行拍照，确定出压力管7滚转的
角度，上传至控制系统。

[0090] 2)在第三夹紧缸206的电磁阀作用下，第三夹紧缸206带动夹紧箍208由夹紧位置运动至全开位置，此时自动夹紧装置2对压力管7未抱紧；顶升伺服电机316启动，带动顶升
减速机315驱动第三螺杆升降机320工作，在无油衬套319和顶升导向柱318的作用下，第三
螺杆升降机320将整个顶升滚转装置3顶起，直至压力管7脱离自动夹紧装置2 2～3mm后停
止，在控制系统的命令下，滚转伺服电机301启动，带动滚转减速器302驱动滚转同步主动轮
303转动，滚转同步主动轮303通过滚转同步带304驱动两组滚转同步从动轮308转动，滚转
同步从动轮308驱动与其同轴安装的滚转主动调节轮310转动，从而实现压力管7沿其轴线
的翻转，当滚转至工业相机505给定角度后，滚转伺服电机301停止，顶升伺服电机316启动，
驱动第三螺杆升降机320下降至初始待机位后停止，压力管7落座在自动夹紧装置2的夹紧V
撑205上；

[0091] 3)当压力管7滚转完成后，在控制系统的命令下，桁架机械手抓取带螺纹工装的压力管7放置在试验车上，运送到试验车间进行高热、低冷、压力、气密性、腐蚀性试验，此时，
自动夹紧装置2回到初始待机位。

[0092] (六)自动拧紧端第一螺纹工装6的拆卸

[0093] 1)压力管7在试验车间试验完毕后，通过试验车运送至拆卸车间，根据本批次无缝压力管7的型号，夹紧同步伺服电机214驱动自动夹紧装置2运动至指定位置后停止，桁架机
械手抓取压力管7放置在自动夹紧装置2的夹紧V撑205上，第三夹紧缸206带动夹紧臂202和
夹紧箍208由全开位置向全关位置运动，夹紧箍208的夹紧面完全与压力管7贴合抱死；

[0094] 2)在控制系统的命令下，第一升降伺服电机518启动，驱动第一螺杆升降机517带动第一一维移动组件514和第一工装V撑510运动至配方要求位置后停止，第一一维移动组
件514启动，将第一工装V撑510运送至要求位置，第一薄型气缸515在电磁阀的作用下，运动
至全开位置后停止；

[0095] 3)第二拧紧伺服电机521启动，驱动拧紧丝杠526使自动拧紧装置5运动至要求位置，此时，第一旋转盘508的第一拧紧手指509的插入第一螺纹工装6的法兰卡槽内，第一旋
转盘508的盘面与第一螺纹工装6法兰平面相贴合，此时，进给轴套530内的进给弹簧529处
于自由状态，在控制系统的命令下，第一拧紧伺服电机501启动，使第一螺纹工装6顺时针旋
转，在旋转过程中，第一螺纹工装6逐渐与压力管7脱离，进给轴套530内的进给弹簧529处于
压缩状态，直至控制系统检测到拧紧力距突然减小，此时，第一螺纹工装6完全脱离压力管
7；

[0096] 4)在控制系统的命令下，第一薄型气缸515由全开位置向全关位置运动，第一工装V撑510在第一薄型气缸515的作用下，将第一螺纹工装6落座在第一工装V撑510上，第一工
装夹紧缸511由全关位置运动至全开位置，将第一螺纹工装6完全夹紧；第二拧紧伺服电机
521启动，使自动拧紧装置5运动至支撑装置4端部的初始位置后停止；

[0097] 5)在控制系统的命令下，第一薄型气缸515由当前位置运动至全开位置，此时第一旋转盘508上的第一拧紧手指509与第一螺纹工装6完全脱开，桁架机械手三爪伸入第一螺
纹工装6的卡槽，三爪将第一螺纹工装6完全夹住，在控制系统的命令下，左右第一工装夹紧
缸511由全开位置运动至全关位置，桁架机械手将第一螺纹工装6抓走；

[0098] (七)手动拧紧端第二螺纹工装8的拆卸

[0099] 1)人工旋转升降手轮110，根据该型号压力管7和第二螺纹工装8安装配方，驱动第二螺杆升降机108将第二工装V撑101顶升至配方要求位置后停止，第二一维移动组件105启
动，将第二工装V撑101运送至配方要求位置，在第二薄型气缸106电磁阀的作用下，第二薄
型气缸106处于全开位置；

[0100] 2)人工旋转手动驱动轮121，驱动手动驱动丝杠123带动手动拧紧装置1沿支撑导轨42向支撑装置4中部运动，运动至配方要求位置后停止，此时，第二旋转盘116上的第二手
指117进入第二螺纹工装8的法兰卡槽内，第二旋转盘116的法兰面内侧与第二螺纹工装8法
兰面的外侧完全贴合，随动组件118内随动弹簧128处于自由状态，人工顺时针旋转拧紧手
轮115，涡轮蜗杆减速器114输出轴带动第二旋转盘116、第二螺纹工装8顺时针旋转，直至第
二螺纹工装8的螺纹段完全脱开后停止，随动组件118内随动弹簧128处于压缩状态；

[0101] 3)在控制系统的命令下，第二薄型气缸106由全开位置向全关位置运动，第二工装V撑101在第二薄型气缸106的作用下，将第二螺纹工装8落座在第二工装V撑101上，且第二
螺纹工装8法兰内面与第二工装V撑101立面完全贴合，左右第二工装夹紧缸102由全关位置
运动至全开位置，将第二螺纹工装8完全夹紧；

[0102] 4)人工旋转手动驱动轮121，驱动手动驱动丝杠123带动手动拧紧装置1沿支撑导轨42向支撑装置4端部运动至初始待机位后停止；在控制系统的命令下，桁架机械手三爪伸
入第二螺纹工装8的法兰卡槽，桁架机械手三爪将第二螺纹工装8完全夹住，左右第二工装
夹紧缸102由全开位置运动至全关位置，桁架机械手将第二螺纹工装8抓走。