CN102720754A - 热缩冷胀拉杆 - Google Patents

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CN102720754A CN2012102148080A CN201210214808A CN102720754A CN 102720754 A CN102720754 A CN 102720754A CN 2012102148080 A CN2012102148080 A CN 2012102148080A CN 201210214808 A CN201210214808 A CN 201210214808A CN 102720754 A CN102720754 A CN 102720754A
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徐秋花
鲍剑斌
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WUXI G S PRECISION TOOL CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种热缩冷胀拉杆，其特征在于包括A材料制成的内杆及B材料制成的第一外筒、第二外筒，内杆为柱体，第一外筒及第二外筒相互嵌装并互扣后呈筒状，并且第一外筒及第二外筒底部均设有底板，内杆抵装在第一外筒的底板与第二外筒的底板之间，A材料的线膨胀系数明显大于B材料的线膨胀系数。本发明利用不同固体材料具有不同的膨胀系数这一规律，将两种膨胀系数不同的固体材料制成嵌装互扣的第一外筒、第二外筒及内杆，内杆抵装在第一外筒与第二外筒之间，利用材料热胀或冷缩量的差值，实现总体尺寸的热缩或冷胀，用以对一些受热胀冷缩影响的结构或装备进行误差补赏，提高结构或装备的精度及运行稳定性。

Description

热缩冷胀拉杆
技术领域
本发明涉及一种热缩冷胀拉杆，在温度变化的工作环境中，其总体长度受热缩短，受冷伸长。 
背景技术
固体物理学告诉我们：热胀冷缩现象是我们常见固体材料的普遍规律。受此规律影响，现代工业机械设备中尺寸精度受温度变化的影响很大，目前情况下，要避免机械设备尺寸精度受温度变化的影响，只有将机械设备置于恒温环境中。但是对于那些在温度变化较大的工作环境中的机械设备或装置则无法采用此类方案，从而使机械设备或装置难以正常运行。克服温度变化对机械设备尺寸精度的影响一直是机械工程领域难题之一。
发明内容
本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种热缩冷胀拉杆，利用不同固体材料具有不同的膨胀系数这一规律，将两种膨胀系数不同的固体材料适当配对，利用材料热胀或冷缩量的差值，实现总体尺寸的热缩或冷胀，用以对一些受热胀冷缩影响的结构或装备进行误差补赏，提高结构或装备的精度及运行稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种热缩冷胀拉杆，包括A材料制成的内杆及B材料制成的第一外筒、第二外筒，所述内杆为柱体，所述第一外筒及第二外筒相互嵌装并互扣后呈筒状，并且所述第一外筒及第二外筒底部均设有底板，所述内杆抵装在所述第一外筒的底板与所述第二外筒的底板之间，所述A材料的线膨胀系数明显大于所述B材料的线膨胀系数。
进一步的:
所述第一外筒及第二外筒的外端设有安装孔。
所述内杆的横截面为圆形。
所述内杆的横截面为矩形。
总体伸缩量按以下公式进行计算：
Lδ=LA×T×αA-（LB1+LB2- LA ）×T×αB
其中：
Lδ为总体伸缩量；
LA为内杆的结构尺寸；
LB1为第一外筒的结构尺寸；
LB2为第二外筒的结构尺寸；
αA为A材料的线膨胀系数；
αB为B材料的线膨胀系数；
T为温升（℃）。
本发明的技术方案所披露的是受热缩短、受冷伸长的杆状结构——热缩冷胀拉杆，热缩冷胀拉杆设计原理是根据材料受热膨胀受冷收缩的基本规律，将两种膨胀系数明显不同的材料进行必要的结构组合，利用其长度变化的差值实现整体尺寸热缩冷胀的效果。这种热缩冷胀拉杆受热收缩量、受冷伸长量可以根据实际需要进行设计。热缩冷胀拉杆可以在两种材料的使用范围的环境温度下应用，用于对受热伸长、受冷缩短的机械传动链或机械结构的伸缩变形进行误差补偿。
本发明的技术效果在于：
本发明公开的一种热缩冷胀拉杆，利用不同固体材料具有不同的膨胀系数这一规律，将两种膨胀系数不同的固体材料制成嵌装互扣的第一外筒、第二外筒及内杆，内杆抵装在第一外筒与第二外筒之间，利用材料热胀或冷缩量的差值，实现总体尺寸的热缩或冷胀，用以对一些受热胀冷缩影响的结构或装备进行误差补赏，提高结构或装备的精度及运行稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1的主视图。
图2为图1的A-A处剖视图。
图3为图1的B-B处剖视图。
图4为本发明实施例2的主视图。
图5为图4的C-C处剖视图。
图6为图4的D-D处剖视图。
图7为本发明的热缩冷胀拉杆的应用实例示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
如图1、2、3所示，热缩冷胀拉杆包括内杆3及第一外筒1、第二外筒2，内杆3由A材料制成，第一外筒1、第二外筒2由B材料制成，A材料的线膨胀系数明显大于B材料的线膨胀系数，A材料及B材料可根据需要选择不同的材质搭配。内杆3为横截面呈圆形的圆柱体，第一外筒1及第二外筒2 的侧壁上设有开口，使第一外筒1与第二外筒2可以相互嵌装并互扣，第一外筒1及第二外筒2嵌装并互扣后呈圆筒状，第一外筒1的底部设有底板101，第二外筒2的底部设有底板201，内杆3抵装在第一外筒1的底板101与第二外筒2的底板201之间。第一外筒1的底板101与第二外筒2之间留有膨胀间隙4，第二外筒2的底板201与第一外筒1之间留有膨胀间隙5，膨胀间隙4及膨胀间隙5使内杆3有足够的膨胀空间。与第一外筒1的底板101相对的第一外筒1的外端设有安装孔102，与第二外筒2的底板201相对的第二外筒2的外端设有安装孔202，通过安装孔102及安装孔202可将热缩冷胀拉杆安装在设备中。
热缩冷胀拉杆的总体伸缩量按以下公式进行计算：
Lδ=LA×T×αA-（LB1+LB2- LA ）×T×αB
其中：
Lδ为总体伸缩量；
LA为内杆的结构尺寸；
LB1为第一外筒的结构尺寸；
LB2为第二外筒的结构尺寸；
αA为A材料的线膨胀系数；
αB为B材料的线膨胀系数；
T为温升（℃）。
例如：A材料取聚四氟乙烯（线膨胀系数αA=11×10-5/℃），B材料取碳钢（线膨胀系数αB=11×10-6/℃），取LA =950mm，LB1= LB2=1000mm，当温升T为20℃时，经上述公式计算得到，Lδ=1.859mm，即收缩了1.859mm。
实施例2
如图4、5、6所示为热缩冷胀拉杆的另一种结构形式，在本实施例中，内杆3的横截面为矩形，第一外筒1及第二外筒2的形状与内杆3匹配，第一外筒1及第二外筒2上未设置安装孔，其余的结构形式与实施例1相同。
应用实例
图7为环保餐具高效自动生产线传动系统平面结构示意图，环保餐具高效自动生产线由两部同步转动的转台300、腰圆形的环形轨道400、加热系统、数十套热成型模具200及热缩冷胀拉杆100等零部件构成（图中未显示生产线加热系统），模具200与模具200由热缩冷胀拉杆100连接，组成环形传动链，在两部转台300的同步驱动下沿环形轨道连续运行，当加热系统对传动系统加热时，模具200受热膨胀，热缩冷胀拉杆100受热缩短，使环形传动链总体长度基本保持不变，整条生产线始终保持正常运行，不受温度变化的影响。

Claims (5)

1.一种热缩冷胀拉杆，其特征在于：包括A材料制成的内杆及B材料制成的第一外筒、第二外筒，所述内杆为柱体，所述第一外筒及第二外筒相互嵌装并互扣后呈筒状，并且所述第一外筒及第二外筒底部均设有底板，所述内杆抵装在所述第一外筒的底板与所述第二外筒的底板之间，所述A材料的线膨胀系数明显大于所述B材料的线膨胀系数。
2.按照权利要求1所述的热缩冷胀拉杆，其特征在于：所述第一外筒及第二外筒的外端设有安装孔。
3.按照权利要求1所述的热缩冷胀拉杆，其特征在于：所述内杆的横截面为圆形。
4.按照权利要求1所述的热缩冷胀拉杆，其特征在于：所述内杆的横截面为矩形。
5.按照权利要求1~4任一项所述的热缩冷胀拉杆，其特征在于：总体伸缩量按以下公式进行计算：
Lδ=LA×T×αA-（LB1+LB2- LA ）×T×αB
其中：
Lδ为总体伸缩量；
LA为内杆的结构尺寸；
LB1为第一外筒的结构尺寸；
LB2为第二外筒的结构尺寸；
αA为A材料的线膨胀系数；
αB为B材料的线膨胀系数；
T为温升（℃）。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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