CN103256276B - 一种弹性锁紧装置 - Google Patents

Abstract

一种弹性锁紧装置属于固定夹持技术领域，目的在于解决现有技术中存在的机器整体承载能力低及刚性差的问题，实现动横梁的连续移动及锁紧功能。本发明的非整圆柱体通过矩形截面构件与侧立柱固连在一起，所述非整圆柱体与动横梁上的开口的圆孔间隙配合，圆孔的开口处两端作为动横梁的两个弹性夹瓣，两个弹性夹瓣构成的开口与所述矩形截面构件留有间隙余量，通过液压油缸夹紧机构调整两个弹性夹瓣之间的距离，实现对非整圆柱体的夹紧或松开，动横梁运动至任意位置至少有一组液压油缸夹紧机构可以实现夹紧。本发明通过设置非整圆柱体实现侧立柱与夹紧部分的连接，侧立柱可以设计成任意大小和结构形状，提高了机器整体的承载能力，增强机器刚性。

Description

一种弹性锁紧装置

技术领域

本发明属于固定夹持技术领域，具体涉及一种框架结构的机器中一种动横梁与侧立柱的弹性锁紧装置。

背景技术

许多框架结构的机器中，要求移动动横梁可以连续移动，至任意位置应该与侧立柱锁紧，使它们成为一体，以便提高机器的刚性。传统的试验机工作负荷都较小，只用圆柱形侧立柱承载就能达到承载要求，故大多都采用动横梁全部穿过圆柱形侧立柱的办法实施夹紧。而对于超大负荷的机器，只用圆柱形侧立柱承载已不能满足机器整体承载能力的要求或者造成刚性差的问题；传统试验机实施夹紧过程中，侧立柱的几何形状要求必须要有圆柱形断面，导致机器整体承载能力低，机器刚性差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种弹性锁紧装置，目的在于解决现有技术中存在的机器整体承载能力低及刚性差的问题，实现动横梁的连续移动及锁紧功能，增大夹紧力，适用于超大负荷的机器。

为实现上述目的，本发明的一种弹性锁紧装置包括非整圆柱体、动横梁上的弹性夹瓣和液压油缸夹紧机构，所述非整圆柱体通过矩形截面构件与侧立柱固连在一起，动横梁上设置有开口的圆孔，所述开口的圆孔与所述非整圆柱体间隙配合，圆孔的开口处两端作为动横梁的两个弹性夹瓣，两个弹性夹瓣构成的开口与所述矩形截面构件留有间隙余量，通过液压油缸夹紧机构调整两个弹性夹瓣之间的距离，实现对非整圆柱体的夹紧或松开，动横梁运动至任意位置至少有一组液压油缸夹紧机构可以实现夹紧。

所述两个弹性夹瓣构成的开口与所述矩形截面构件留有间隙余量具体应满足：缩小两个弹性夹瓣之间距离实现对非整圆柱体夹紧过程中，两个弹性夹瓣与所述矩形截面构件之间一直保持存在间隙。

一个所述的液压油缸夹紧机构为一组，所述两个弹性夹瓣相对位置开有长通孔，液压油缸夹紧机构中的活塞杆的端部为削扁圆盘，所述削扁圆盘与所述长通孔间隙配合，所述矩形截面构件竖直方向并排开有长条孔，液压油缸夹紧机构中的无杆腔内通入液压油，所述活塞杆伸出，穿过弹性夹瓣上的长通孔及所述矩形截面构件上的长条孔，动力驱动回转机构带动所述活塞杆转动θ度，液压油缸夹紧机构中的活塞杆往复运动实现对非整圆柱体的夹紧或松开。

所述θ的取值范围为：60°＜θ＜120°或240°＜θ＜300°。

所述θ的取值为90°或270°。

所述弹性夹瓣上的长通孔与所述矩形截面构件上的长条孔存在以下关系：

$h\≤D-\frac{S-d}{2},$ $H\≥D+\frac{S-d}{2},$ S>W>d；

其中：h为相邻两个长条孔之间的距离，H为每个长条孔的长度，W为每个长条孔的宽度，D为相邻两个活塞杆端部截面中心之间的距离，d为每个活塞杆直径，即每个削扁圆盘的宽度，S为每个削扁圆盘的长度。

所述活塞杆端部的削扁圆盘后部为一球面，所述球面与球凹构成一对球面垫。

所述动力驱动回转机构为马达，所述活塞杆端部的削扁圆盘与所述马达内部配合，马达转动带动所述活塞杆转动。

所述动力驱动回转机构为摆动缸，所述摆动缸设置在所述液压油缸夹紧机构中的无杆腔端部，与所述液压油缸夹紧机构中的活塞缸同轴安装，所述摆动缸的输出端为一开有键槽的细长轴，所述细长轴伸至所述活塞杆中心盲孔内，所述细长轴与所述活塞杆连接形式为键连接，当摆动缸转动时，活塞和活塞杆随之一起转动。

两个所述的液压油缸夹紧机构为一组，所述两个弹性夹瓣的外侧对称设置有所述的液压油缸夹紧机构，所述液压油缸夹紧机构中的活塞杆的端部为削扁圆盘，所述矩形截面构件两侧竖直方向对称开有T型槽，所述两侧的液压油缸夹紧机构中活塞杆端部的削扁圆盘分别于两侧的T型槽配合，实现相对滑动，两侧的液压油缸夹紧机构中的活塞杆同时向相反方向运动，实现对非整圆柱体的夹紧或松开。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的一种弹性锁紧装置通过设置非整圆柱体实现侧立柱与夹紧部分的连接，侧立柱可以设计成任意大小和结构形状，提高了机器整体的承载能力，增强机器刚性；在动横梁移动过程中，保证在任意时刻至少有一组液压油缸夹紧机构可以实施夹紧，保证了动横梁的连续移动；根据需要可以设置多个液压油缸夹紧机构，增大夹紧力，适应超大负荷的机器。

附图说明

图1为本发明的弹性夹紧机构未夹紧时结构原理图；

图2为本发明的弹性夹紧机构夹紧后的结构原理图；

图3为本发明的弹性夹紧机构两个液压油缸夹紧机构同时使用时结构原理图；

图4为本发明的弹性夹紧机构中矩形截面构件双侧为T型槽时的夹紧结构原理图；

图5为本发明的弹性夹紧机构中矩形截面构件双侧为T型槽时的夹紧结构俯视图；

图6为本发明采用摆动缸驱动活塞杆转动的结构示意图；

图7为本发明中的弹性夹瓣结构示意图；

图8为本发明中的矩形截面构件结构示意图；

图9为图7中的矩形截面构件中的长条孔排布示意图；

图10为多组削扁圆盘竖向排布示意图；

图11为多个液压油缸夹紧机构并排排列时夹紧结构示意图；

其中：1、动横梁，2、非整圆柱体，3、矩形截面构件，4、液压油缸夹紧机构，5、活塞杆，6、球凹，7、弹性夹瓣，8、长条孔，9、侧立柱，10、长通孔，11、马达，12、摆动缸，13、细长轴，14、盲孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例一：

本发明的一种弹性锁紧装置包括非整圆柱体2、动横梁1上的弹性夹瓣7和液压油缸夹紧机构4，所述非整圆柱体2通过矩形截面构件3与侧立柱9固连在一起，动横梁1上设置有开口的圆孔，所述开口的圆孔与所述非整圆柱体2间隙配合，圆孔的开口处两端作为动横梁1的两个弹性夹瓣7，两个弹性夹瓣7构成的开口与所述矩形截面构件3留有一定的间隙余量，使缩小两个弹性夹瓣7之间距离实现对非整圆柱体2夹紧过程时，两个弹性夹瓣7与所述矩形截面构件3之间一直保持存在间隙，不会接触；通过液压油缸夹紧机构4调整两个弹性夹瓣7之间的距离，进而调整动横梁1上设置的开口的圆孔的直径，实现对非整圆柱体2的夹紧或松开，动横梁1运动至任意位置时至少有一组液压油缸夹紧机构4可以实现夹紧。

参见附图1、附图2、附图3、附图7和附图8，一个液压油缸夹紧机构4为一组，所述两个弹性夹瓣7相对位置开有长通孔10，液压油缸夹紧机构4中的活塞杆5的端部为削扁圆盘，所述削扁圆盘与所述长通孔10间隙配合，所述矩形截面构件3竖直方向并排开有长条孔8，液压油缸夹紧机构4中的无杆腔内通入液压油，所述活塞杆5伸出，穿过弹性夹瓣7上的长通孔10及所述矩形截面构件3上的长条孔8，动力驱动回转机构带动所述活塞杆5转动90度，液压油缸夹紧机构4中的有杆腔内通入液压油使活塞杆5做回程运动，实现对两个弹性夹瓣7的夹紧，液压油缸夹紧机构4中的无杆腔内通入液压油使活塞杆5伸出，松开夹紧的的两个弹性夹瓣7，进而通过液压油缸夹紧机构4中的活塞杆5往复运动实现对非整圆柱体2的夹紧或松开。

参见附图9和附图10，所述弹性夹瓣7上的长通孔10与所述矩形截面构件3上的长条孔8存在以下关系：

$h\≤D-\frac{S-d}{2},$ $H\≥D+\frac{S-d}{2},$ S>W>d；

其中：h为相邻两个长条孔8之间的距离，H为每个长条孔8的长度，W为每个长条孔8的宽度，D为相邻两个活塞杆5端部截面中心之间的距离，d为每个活塞杆5直径，即每个削扁圆盘的宽度，S为每个削扁圆盘的长度。

所述活塞杆5端部的削扁圆盘后部为一球面，所述球面与球凹6构成一对球面垫。

所述动力驱动回转机构为马达11，所述活塞杆5端部的削扁圆盘与所述马达11内部配合，马达11转动带动所述活塞杆5转动。

所述动力驱动回转机构为摆动缸12，所述摆动缸12设置在所述液压油缸夹紧机构4中的无杆腔端部，与所述液压油缸夹紧机构4中的活塞缸同轴安装，所述摆动缸12的输出端为一开有键槽的细长轴13，所述细长轴13伸至所述活塞杆5中心盲孔14内，所述细长轴13与所述活塞杆5连接形式为键连接，当摆动缸12转动时，活塞和活塞杆5随之一起转动。

实施例二：

参见附图4、附图5和附图6，本实施与实施例一的区别在于：两个液压油缸夹紧机构4为一组，所述两个弹性夹瓣7的外侧对称设置有所述的液压油缸夹紧机构4，所述液压油缸夹紧机构4中的活塞杆5的端部为削扁圆盘，所述矩形截面构件3两侧竖直方向对称开有T型槽，所述两侧的液压油缸夹紧机构4中活塞杆5端部的削扁圆盘分别于两侧的T型槽配合，实现相对滑动，两侧的液压油缸夹紧机构4中的有杆腔内同时通入液压油，两侧对称的液压油缸夹紧机构4中活塞杆5同时向远离弹性夹瓣7的方向运动，实现对非整圆柱体2的夹紧，两侧的液压油缸夹紧机构4中的无杆腔内同时通入液压油，两侧对称的液压油缸夹紧机构4中活塞杆5同时向弹性夹瓣7的方向运动，松开对非整圆柱体2的夹紧。

参见附图11，本发明在安装油缸的平面内，与动横梁1移动方向相同方向设置若干组夹瓣，且两组夹瓣之间开有长槽隔开，使夹瓣的工作可以相互独立，连接非整圆柱体2的矩形截面构件3应具备以下结构特征：沿着动横梁1移动方向，与夹紧油缸对应的部位，开有长条孔8，该长条通孔在活塞杆5端部的削扁圆盘转动至削扁方向与长条孔8方向一致时，活塞杆5可以穿过，在此基础上活塞杆5转过90°角，活塞杆5向相反方向运动时，将通过削扁圆盘将弹性夹瓣7夹持在非整圆柱体2上，长条孔8的数量和每个长条孔8的长度尺寸应满足移动横梁1连续移动至任意位置，以两组夹紧机构为一个夹紧单元，其中至少有一个夹紧单元的一组液压油缸夹紧机构4的活塞杆5可以穿过长条孔8实施夹紧。

当上方液压夹紧机构中的活塞杆5穿过长条孔8处于工作状态时，下方液压夹紧机构中的活塞杆5呆在原位处于非工作状态，若移动横梁1小幅连续向下运动，只通过上面油缸活塞杆5的拉压与松弛即可实现连续运动；当上面油缸继续向下运动以致不能穿过长条通孔时，由设计尺寸知，下面油缸肯定能通过下一个长条孔8，此时下面油缸处于工作状态，上面油缸处于非工作状态，如此交替往复，便能实现移动横梁1的连续运动。

以上为本发明的具体实施方式，但绝非对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种弹性锁紧装置，其特征在于，包括非整圆柱体(2)、动横梁(1)上的弹性夹瓣(7)和液压油缸夹紧机构(4)，所述非整圆柱体(2)通过矩形截面构件(3)与侧立柱(9)固连在一起，所述矩形截面构件(3)设置在所述非整圆柱体(2)的侧面与所述侧立柱相对的位置，动横梁(1)上设置有开口的圆孔，所述开口的圆孔与所述非整圆柱体(2)间隙配合，所述矩形截面构件(3)设置在圆孔的开口内，圆孔的开口处两端作为动横梁(1)的两个弹性夹瓣(7)，所述矩形截面构件(3)穿过两个弹性夹瓣(7)构成的开口，两个弹性夹瓣(7)构成的开口与所述矩形截面构件(3)留有间隙余量，通过液压油缸夹紧机构(4)调整两个弹性夹瓣(7)之间的距离，实现对非整圆柱体(2)的夹紧或松开，动横梁(1)运动至任意位置至少有一组液压油缸夹紧机构(4)可以实现夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述两个弹性夹瓣(7)构成的开口与所述矩形截面构件(3)留有间隙余量具体应满足：缩小两个弹性夹瓣(7)之间距离实现对非整圆柱体(2)夹紧过程中，两个弹性夹瓣(7)与所述矩形截面构件(3)之间一直保持存在间隙。

3.根据权利要求1所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，一个所述的液压油缸夹紧机构(4)为一组，所述两个弹性夹瓣(7)相对位置开有长通孔(10)，液压油缸夹紧机构(4)中的活塞杆(5)的端部为削扁圆盘，所述削扁圆盘与所述长通孔(10)间隙配合，所述矩形截面构件(3)竖直方向并排开有长条孔(8)，液压油缸夹紧机构(4)中的无杆腔内通入液压油，所述活塞杆(5)伸出，穿过弹性夹瓣(7)上的长通孔(10)及所述矩形截面构件(3)上的长条孔(8)，动力驱动回转机构带动所述活塞杆(5)转动θ度，液压油缸夹紧机构(4)中的活塞杆(5)往复运动实现对非整圆柱体(2)的夹紧或松开。

4.根据权利要求3所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述θ的取值范围为：60°＜θ＜120°或240°＜θ＜300°。

5.根据权利要求4所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述θ的取值为90°或270°。

6.根据权利要求3所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述活塞杆(5)端部的削扁圆盘后部为一球面，所述球面与球凹(6)构成一对球面垫；所述弹性夹瓣(7)上的长通孔(10)与所述矩形截面构件(3)上的长条孔(8)存在以下关系：

$h\≤D-\frac{S-d}{2},H\≥D+\frac{S-d}{2},S>W>d;$

其中：h为相邻两个长条孔(8)之间的距离，H为每个长条孔(8)的长度，W为每个长条孔(8)的宽度，D为相邻两个活塞杆(5)端部截面中心之间的距离，d为每个活塞杆(5)直径，即每个削扁圆盘的宽度，S为每个削扁圆盘的长度。

7.根据权利要求3所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述动力驱动回转机构为马达(11)，所述活塞杆(5)端部的削扁圆盘与所述马达(11)内部配合，马达(11)转动带动所述活塞杆(5)转动。

8.根据权利要求3所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，所述动力驱动回转机构为摆动缸(12)，所述摆动缸(12)设置在所述液压油缸夹紧机构(4)中的无杆腔端部，与所述液压油缸夹紧机构(4)中的活塞缸同轴安装，所述摆动缸(12)的输出端为一开有键槽的细长轴(13)，所述细长轴(13)伸至所述活塞杆(5)中心盲孔(14)内，所述细长轴(13)与所述活塞杆(5)连接形式为键连接，当摆动缸(12)转动时，活塞和活塞杆(5)随之一起转动。

9.根据权利要求1所述的一种弹性锁紧装置，其特征在于，两个所述的液压油缸夹紧机构(4)为一组，所述两个弹性夹瓣(7)的外侧对称设置有所述的液压油缸夹紧机构(4)，所述液压油缸夹紧机构(4)中的活塞杆(5)的端部为削扁圆盘，所述矩形截面构件(3)两侧竖直方向对称开有T型槽，所述两侧的液压油缸夹紧机构(4)中活塞杆(5)端部的削扁圆盘分别与两侧的T型槽配合，实现相对滑动，两侧的液压油缸夹紧机构(4)中的活塞杆(5)同时向相反方向运动，实现对非整圆柱体(2)的夹紧或松开。