一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法

技术领域

本发明涉及车轮翻转运输技术领域，更具体地说是一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法。

背景技术

车轮类产品在生产加工的过程中，工件翻转比较频繁。目前可被采用的翻转机构的形式多种多样，但是从机构简易程度的角度来讲，大致可分为两类：第一类是简单传统型，即利用升降机构将轮毂提升，然后进行人工翻转；第二类是复杂创新性，利用较为复杂的机构，比如利用锥齿轮机构带动机械夹持器抱紧轮毂进行翻转。虽然各种形式的翻转机构最终都能够实现轮毂的翻转要求，但是均无法满足工厂生产的要求，是因为现有技术存在的缺点所致：上述第一类技术，自动化水平较低，严重影响轮毂加工的工作效率；第二类技术，结构较为复杂，不可避免地带来机构可靠性下降，并且经济成本较高。

经过检索，现有技术中关于车轮工件翻转方案已有技术公开，例如中国专利申请号：201210261764.7，申请日：2012年7月26日，发明创造名称为：轮毂翻转机构，该申请案公开了一种轮毂翻转机构，其包括支架、固定在支架上的驱动气缸、设于驱动气缸端部的夹持器、链条、用以安装轮毂的翻转架、压紧轮毂并限制轮毂在旋转过程中产生移动的十字限制块以及控制十字限制块动作的夹紧气缸，所述十字限制块安装于夹紧气缸的端部，所述链条通过旋转轴与翻转架连接，所述夹持器与链条连接以拉动链条实现翻转架的翻转工作。

又如中国专利申请号：201310580906.0，申请日：2013年11月18日，该申请案公开了一种轮胎翻转装置，具体的说是用于实现轮胎翻转的，属于机械设备技术领域。其包括固定支架和翻转支架，在固定支架上固定液压缸支座，液压缸支座上铰接连接液压缸，液压缸的活塞杆前端铰接连接翻转臂，翻转臂上端连接翻转支架。固定支架上安装翻转轴支座，翻转轴座内设有翻转轴，翻转轴与翻转臂转动连接。

马钢重机公司技术服务部车轮分厂承担着年产50万片的车轮粗加工以及配套车轮模具的加工任务，工作量大，同时面临着大量的车轮工件的装夹和运输工作，而上述两种方案的车轮工件翻转方式均过于繁杂，且工作量大，为提高工件运输和装夹效率，故需要对车轮翻转装置进行技术攻关，以提高工件的装夹和运输效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有车轮工件翻转设备效率低下、工作量大等问题，本发明设计了一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，车轮经机旁悬臂吊吊装至翻板上，车轮中心孔对准翻板中部设置的锥形定心柱并套接在其上，然后拉动操纵机构，车轮在自重作用下，整个翻轮过程经旋转→倾翻→坠落，并由下方的框架承接，从而实现重力作用下的自动翻轮，以有效提高车轮工件的装夹和运输效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，包括框架，所述框架包括设置在底部的底架，所述底架周向竖向对称安装有侧架，所述侧架之间横向等间距设置有若干组支撑架；所述底架的中部竖向对称安装有安装架，所述安装架上端可拆卸安装有翻板；所述翻板的中部竖向设置有锥形定心柱，所述锥形定心柱上套接有车轮，所述车轮中部开设的车轮中心孔对准锥形定心柱，所述锥形定心柱能够为倾翻动作提供导向；所述框架的一侧通过支架安装座活动安装有操纵机构，所述操纵机构用于推动翻板旋转，进而带动其上的车轮倾翻，车轮在自重作用下翻转坠落，并由下方的框架承接，从而实现重力作用下的自动翻轮，使得车轮翻转操作简便，并有效提高车轮工件的装夹和运输效率。

进一步的技术方案，所述翻板的下端设置有销钉安装座，所述销钉安装座中部对准所述安装架上端横向开设的通孔，其二者之间通过插入销钉相连接，从而实现翻板快速的安装；所述销钉插入通孔内的周向设置有铜套，在在运动部件中，由于长期摩擦会造成零件磨损，这时候将铜套设置在销钉与通孔之间，从而减少摩擦，由于翻板旋转时，销钉与销钉安装座之间会产生较大的磨损，因此装置在使用较长一段时间后，只需要更换铜套即可，从而节约更换轴或座的成本。

进一步的技术方案，所述翻板的下端与销钉安装座相平行的水平面上还设置有倾动轨道，所述倾动轨道为1/4圆弧形，所述倾动轨道的上部外端设置有铰接点II，所述倾动轨道的下部外端设置有铰接点I，以起到控制操纵机构的导向和自锁功能。

进一步的技术方案，所述翻板的下端还设置有拉簧，所述拉簧一端固定在翻板上，另一端固定在侧架上，以用于翻板的复位。

进一步的技术方案，所述操纵机构包括操纵杆，所述操纵杆的下端对准支架安装座中部开设的销孔，并通过横向插入销轴相连接；所述支架安装座下部传动式连接有插销，所述插销横向插入所述支架安装座同一侧的框架内，所述插销的前端与倾动轨道相接触，并能够沿着倾动轨道滑动以对准卡合进铰接点I或铰接点II，所述插销后端同轴套接有端盖，所述端盖的内侧面与框架外侧面相接触，并通过螺栓固定；当车轮平置于翻板上时，插销置于铰接点I位置，车轮完成翻转后插销置于铰接点II位置，从而达到操纵机构的自锁与定位作用。

进一步的技术方案，所述插销前端还套接有弹簧，所述插销设置在倾动轨道和框架之间，所述弹簧起到复位功能，使得插销到位后实现自动锁定，从而锁定操纵杆，所述操纵杆操作角度约10°，保证操纵杆有5:1的杠杆比，使得操作较为省力。

进一步的技术方案，所述底架的上表面等间距设置有若干组缓冲架，所述缓冲架上固定安装有缓冲垫，当车轮在重力作用下翻转下落后，掉落至缓冲垫上，从而起到缓冲和保护车轮的作用。

进一步的技术方案，所述底架的四周对称安装有吊耳，用于吊装整个翻转装置。

一种轨道交通车轮和模具的翻转装置的翻转方法，包括如下步骤：

步骤一、装轮：使用机旁悬臂吊吊装车轮，使得车轮中部开设的车轮中心孔对准翻板中部设置的锥形定心柱后，将车轮套接在锥形定心柱上；

步骤二、旋转：向后拉动操纵杆，进而推动插销从铰接点I处脱离，并沿着倾动轨道向前滑动，从而触发翻板旋转，以带动其上安装的车轮旋转；

步骤三、倾翻：所述车轮在其重力作用下持续倾翻，使得所述插销继续向前延伸至其前端卡合在铰接点II处，然后在弹簧作用下自动锁定，此时操纵杆也完成自锁，所述车轮转至90°；

步骤四、翻转：所述车轮在重力作用下脱离锥形定心柱，并向下翻转，在空中翻转180°后掉落至缓冲垫上；

步骤五、复位：向前推动操纵杆，从而拉动插销向后，所述插销的前端由铰接点II处脱离，并沿着倾动轨道滑动至铰接点I处，在弹簧的作用下自动锁定，此时操纵杆也完成自锁，从而复位。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，车轮经机旁悬臂吊吊装至装翻板上，翻板中部设置锥形定心柱，在车轮自重作用下，翻板沿偏离重心一定距离的铰接点I旋转下降，过程中车轮到达失稳状态，沿锥形定心柱滑脱并实现翻转，实现重力下的自动翻轮，使得车轮翻转操作简便，并有效提高车轮工件的装夹和运输效率；

(2)本发明的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，所述底架的上表面等间距设置有若干组缓冲架，所述缓冲架上固定安装有缓冲垫，当车轮在重力作用下翻转下落后，掉落至缓冲垫上，从而起到缓冲和保护车轮的作用；

(3)本发明的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，所述翻板的下端与销钉安装座相平行的水平面上还设置有倾动轨道，所述倾动轨道为1/4圆弧形，所述倾动轨道的上部外端设置有铰接点II，所述倾动轨道的下部外端设置有铰接点I，以起到控制操纵机构的导向和自锁功能；

(4)本发明的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，所述操纵机构包括操纵杆，所述操纵杆的下端对准支架安装座中部开设的销孔，并通过横向插入销轴相连接；所述支架安装座下部传动式连接有插销，所述插销横向插入所述支架安装座同一侧的框架内，所述插销的前端与倾动轨道相接触，并能够沿着倾动轨道滑动以对准卡合进铰接点I或铰接点II，当车轮平置于翻板上时，插销置于铰接点I位置，车轮完成翻转后插销置于铰接点II位置，从而达到操纵机构的自锁与定位作用；

(5)本发明的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置及其翻转方法，所述插销前端还套接有弹簧，所述插销设置在倾动轨道和框架之间，所述弹簧起到复位功能，使得插销到位后实现自动锁定，从而锁定操纵杆，所述操纵杆操作角度约10°，保证操纵杆有5:1的杠杆比，使得操作较为省力。

附图说明

图1为本发明的翻转装置工作状态结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图2中的操纵机构放大结构示意图；

图4为本发明的翻转装置中的框架结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为图4的俯视图；

图7为本发明的翻转装置中的翻板结构示意图；

图8为图7的侧视图；

图9为本发明的翻转装置中的翻板翻转过程示意图。

图中：1-翻板；2-框架；3-操纵机构；4-车轮；11-锥形定心柱；12-拉簧；13-销钉安装座；14-倾动轨道；15-铰接点I；16-铰接点II；17-销钉；18-铜套；21-底架；22-侧架；23-支撑架；24-安装架；25-缓冲架；26-缓冲垫；27-支架安装座；28-吊耳；31-操纵杆；32-销轴；33-端盖；34-螺栓；35-插销；36-弹簧；41-车轮中心孔；241-通孔；271-销孔。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置，如图1～2所示，包括框架2，所述框架2包括设置在底部的底架21，所述底架21周向竖向对称安装有侧架22，所述侧架22之间横向等间距设置有若干组支撑架23；所述底架21的中部竖向对称安装有安装架24，所述安装架24上端可拆卸安装有翻板1；所述翻板1的中部竖向设置有锥形定心柱11，所述锥形定心柱11上套接有车轮4，所述车轮4中部开设的车轮中心孔41对准锥形定心柱11，所述锥形定心柱11能够为倾翻动作提供导向；所述框架2的一侧通过支架安装座27活动安装有操纵机构3，所述操纵机构3用于推动翻板1旋转，进而带动其上的车轮4倾翻，车轮4在自重作用下翻转坠落，并由下方的框架2承接，从而实现重力作用下的自动翻轮，使得车轮4翻转操作简便，并有效提高车轮工件的装夹和运输效率。

进一步的，如图6所示，所述框架主体结构由70×70、150×150、50×120三种方管焊接而成，所述底架21的四周对称安装有吊耳28，用于吊装整个翻转装置。

进一步的，如图4所示，所述底架21的上表面等间距设置有若干组缓冲架25，所述缓冲架25上固定安装有缓冲垫26，当车轮4在重力作用下翻转下落后，掉落至缓冲垫26上，从而起到缓冲和保护车轮4的作用。

实施例2

本实施例的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图5、8所示，所述翻板1的下端设置有销钉安装座13，所述销钉安装座13中部对准所述安装架24上端横向开设的通孔241，其二者之间通过插入销钉17相连接，从而实现翻板1快速的安装；所述销钉17插入通孔241内的周向设置有铜套18，在在运动部件中，由于长期摩擦会造成零件磨损，这时候将铜套18设置在销钉17与通孔241之间，从而减少摩擦，由于翻板1旋转时，销钉17与销钉安装座13之间会产生较大的磨损，因此装置在使用较长一段时间后，只需要更换铜套18即可，从而节约更换轴或座的成本。

实施例3

本实施例的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：如图7所示，所述翻板1的下端与销钉安装座13相平行的水平面上还设置有倾动轨道14，所述倾动轨道14为1/4圆弧形，所述倾动轨道14的上部外端设置有铰接点II16，所述倾动轨道14的下部外端设置有铰接点I15，以起到控制操纵机构3的导向和自锁功能。所述翻板1的下端还设置有用于翻板1的复位的拉簧12，拉簧12一端连接在翻板1上，另一端与侧架22相连接。

如图3所示，所述操纵机构3包括操纵杆31，所述操纵杆31的下端对准支架安装座27中部开设的销孔271，并通过横向插入销轴32相连接；所述支架安装座27下部传动式连接有插销35，所述插销35横向插入所述支架安装座27同一侧的框架2内，所述插销35的前端与倾动轨道14相接触，并能够沿着倾动轨道14滑动以对准卡合进铰接点I15或铰接点II16，所述插销35后端同轴套接有端盖33，所述端盖33的内侧面与框架2外侧面相接触，并通过螺栓34固定；如图1所示，当车轮4平置于翻板1上时，插销35置于铰接点I15位置，车轮4完成翻转后插销35置于铰接点II16位置，从而达到操纵机构3的自锁与定位作用。

进一步的，如图3所示，所述插销35前端还套接有弹簧36，所述插销35设置在倾动轨道14和框架2之间，所述弹簧36起到复位功能，使得插销35到位后实现自动锁定，从而锁定操纵杆31，所述操纵杆31操作角度约10°，保证操纵杆31有5:1的杠杆比，使得操作较为省力。

实施例4

本实施例的一种轨道交通车轮和模具的翻转装置的翻转方法，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：如图1所示，包括如下步骤：

步骤一、装轮：使用机旁悬臂吊吊装车轮4，使得车轮4中部开设的车轮中心孔41对准翻板1中部设置的锥形定心柱11后，将车轮4套接在锥形定心柱11上；

步骤二、旋转：向后拉动操纵杆31，进而推动插销35从铰接点I15处脱离，并沿着倾动轨道14向前滑动，从而触发翻板1旋转，以带动其上安装的车轮4旋转；

步骤三、倾翻：所述车轮4在其重力作用下持续倾翻，使得所述插销35继续向前延伸至其前端卡合在铰接点II16处，然后在弹簧36作用下自动锁定，此时操纵杆31也完成自锁，所述车轮4转至90°；

步骤四、翻转：所述车轮4在重力作用下脱离锥形定心柱11，并向下翻转，在空中翻转180°后掉落至缓冲垫26上；

步骤五、复位：向前推动操纵杆31，从而拉动插销35向后，所述插销35的前端由铰接点II16处脱离，并沿着倾动轨道14滑动至铰接点I15处，在弹簧36的作用下自动锁定，此时操纵杆31也完成自锁，从而复位。

本实施例中，翻转原理为车轮4经机旁悬臂吊吊装至装翻板1上，翻板1中部设置锥形定心柱11，在车轮4自重作用下，翻板1沿偏离重心一定距离的铰接点I15旋转下降，过程中车轮4到达失稳状态，沿锥形定心柱11滑脱并实现翻转，实现重力下的自动翻轮，并由下部的缓冲垫26承接，所述缓冲垫26固定安装在缓冲架25上，所述缓冲架25等间距设置在底架21的上表面，从而有效起到缓冲和保护车轮4的作用。如图9所示，整个翻轮过程经旋转→倾翻→坠落，从而实现重力作用下的自动翻轮，以有效提高车轮工件的装夹和运输效率。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。