CN103410884B - 气动钳夹 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的气动钳夹，涉及一种电机制动用钳夹。其特征在于是由两个尺寸相同且对称的外壳及两个尺寸相同且对称的弹簧皮腔所组成；两个弹簧皮腔相对合并装于两个外壳内，通过螺钉紧固；两个弹簧皮腔之间形成一个内腔，外壳与弹簧皮腔之间形成外腔；在外壳的一个外侧面做基准面加工。本发明具有结构新颖、加工简便、体积小、安装使用方便、降低了加工难度及精度、使用寿命长、便于维修更换等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型气动钳夹。

Description

气动钳夹
技术领域
本发明所述的气动钳夹，涉及一种电机制动用钳夹。
背景技术
目前传统油压夹紧回转轴方式，在夹紧套和部件外壳之间形成一个密闭的环形油腔，当通入高压油液时，油液迫使夹紧套变形，夹紧套变形处挤压回转轴，通过摩擦力实现制动作用。这种夹紧方式存在以下几个不足之处：
1、由于制动力主要是由高压油液来提供，所以，在整机设备中需要附加一套液压供给系统。这会增加设备的整体尺寸和成本。
2、由于采用高压油液迫使夹紧套变形，使其挤压住回转轴产生摩擦力来达到制动目的。为到达预期的变形效果，除了在材质上要选择具有高弹性的材质，其径向尺寸（壁厚）也要求严格控制。从工艺角度而言，要保证这种回转类薄壁件在加工过程中保证严格的尺寸和形位公差，加工难度很大。
3、由于受壁厚影响，夹紧套在受油压时的变形有限，这也就迫使夹紧套与回转轴之间的缝隙要求严格控制，一般在0.02～0.05mm。为保证在不夹持状态下，回转轴可以顺利旋转，这就要求回转轴系在加工过程中保证严格的尺寸和形位公差的控制；同时，与夹紧套构成密闭油腔的设备零件也需要精加工，以保证其严格的尺寸和表面粗糙度，这样就提高了设备零件的加工难度和加工成本。
4、为了简化使用设备的结构和尺寸，在设计时往往会把夹紧套的安装位置选择在驱动部分。这么做带来的影响就是驱动电机工作时产生的热量直接影响夹紧套及回转轴，导致其热变形，两者之间的缝隙变小，甚至在自然状态下两者已经发生贴合，在回转轴旋转过程中造成过多的摩擦，降低了夹紧套和使用设备的寿命。
5、夹紧套与回转轴系之间是通过挤压产生摩擦力在达到制动目的，这就使夹紧套与回转轴系之间存在相互的摩擦。有摩擦就会有损耗，为了起到延长设备使用寿命，相互摩擦的两个零件会由一软一硬两种材质构成，通过更换软材质的被磨损零件来延长设备使用寿命。相对回转轴系，夹紧套往往被选择由质地较软的材质制造。但是在更换夹紧套时，仍需对设备进行大拆，维修更换很费事。
针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的气动钳夹，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的气动钳夹。用以解决现有技术中存在的：1、现有油液制动钳夹，附属设备多，增加了设备的整体尺寸和成本；2、现有油液制动钳夹的安装位置靠近电机，受电机发热影响，产生受热变形，降低了使用寿命；3、现有油液制动结构要求使用设备具备高精度、设备零件加工难度大、加工成本高；4、现有油液制动钳夹的维修麻烦，若出现漏油漏液现象，泄露的油液附着在夹紧套上，会降低夹紧套与回转轴之间的摩擦力，进而影响使用；而且泄露的油液流经诸如驱动电机时，会引发电机故障，甚至影响设备的使用安全。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
本发明所述的气动钳夹，其特征在于是由两个尺寸相同且对称的外壳及两个尺寸相同且对称的弹簧皮腔所组成；两个弹簧皮腔相对合并装于两个外壳内，通过螺钉紧固；两个弹簧皮腔之间形成一个内腔，外壳与弹簧皮腔之间形成外腔；在外壳的一个外侧面做基准面加工。
本发明所述的外壳由金属制成；在其内侧加工有弹簧皮腔安装槽，在弹簧皮腔安装槽的底面加工有多道气槽；在外壳的内侧靠近内径的边缘加工有环形切槽，使外壳内径处形成一个挤压锁紧片；在两个外壳的外径加工有多个对应的螺钉安装用沉头孔及螺纹孔；在外壳上加工有内腔进气口及外腔进气口，在外壳的内侧内腔进气口的位置加工有密封槽，在外腔进气口的位置加工有与弹簧皮腔安装槽相通的外腔导气槽。
本发明所述的弹簧皮腔采用橡胶与金属弹簧片一体成型；在弹簧皮腔上加工有与内腔进气口位置相对应的内腔进气口连接件；在内腔进气口连接件上加工有通孔及内腔导气槽；在弹簧皮腔及内腔进气口连接件的边缘加工有密封边。
本发明所述的弹簧皮腔的内径d1＜弹簧皮腔安装槽的内径D1，弹簧皮腔的外径d2＞弹簧皮腔安装槽的外径D2，使弹簧皮腔安装到弹簧皮腔安装槽中时，保持一种自然状态下的胀紧状态，让弹簧皮腔的密封边与外壳的内边紧密贴合，保持良好的密封性。
本发明所述的两个外壳通过螺钉连接紧固，在两个外壳的接触面涂抹密封胶，在螺钉上涂抹密封胶后再插入螺钉孔螺紧。
本发明的工作过程：
首先将本发明上机床磨削外壳基准面及内圈至设计尺寸及公差，至此，气动钳夹组装加工完成。本发明具有主动钳夹及被动钳夹两种工作模式：
1、主动钳夹模式：
根据设备尺寸选择相应型号的气动钳夹，并将其安装在设备上预留位置处。将安装螺钉按照对角方式逐一旋入，不要预紧。接通工作气压（6～8bar），使其工作，夹紧回转轴，通过钳夹内圈的均匀变形，锁紧回转轴，起到自动对心的作用。按照规定的扭矩预紧各安装螺钉，断掉工作气压，钳夹在设备上的安装过程结束。在工作时，当工作气体通入外腔时，在气压作用下，弹簧皮腔中的弹簧钢片发生形变，弹簧皮腔的内径缩小；变形后的弹簧片内径边挤压外壳的内圈（挤压锁紧片），迫使其变形；变形后的外壳内边紧固在回转轴上，产生摩擦力，起到制动作用。
2、被动钳夹模式：
被动式钳夹，在自然状态下，是处于锁紧状态，即内径略小于回转轴，需向内腔通气，使其解锁，断气即夹紧。向外腔通气有增大制动力矩的作用。
本发明的优点是显而易见的，主要表现在：
1、本发明的制动源不需要独立供给，因为是气动，一般工业作业现场使用的6～8bar气压气源即可满足；
2、本发明安装简单、快捷，同时简化了需要使用夹持机构对回转轴采取制动作用的设备的结构；因为是采用独立模块的设计思路，只需在回转轴的输出轴端上预留安装位置即可，这样使夹持机构远离驱动部位，受热影响小，不易热变形，避免了自然状态下夹持机构与回转机构的相互摩擦，增加了设备使用寿命；
3、因为钳夹的夹持范围小，在轴系中无需大范围精加工零件，只需保证夹持部分的尺寸及公差要求即可，或者加装夹持法兰来实现夹持作用，降低了轴系加工难度与成本；
4、本发明用气体来实现锁紧，使上回转轴旋转至预定位置时被锁定的反应时间更短，同时也保证了足够的制动扭矩；
5、本发明用气体来实现锁紧，使设备整体清洁。
本发明具有结构新颖、加工简便、体积小、安装使用方便、降低了加工难度及精度、使用寿命长、便于维修更换等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
附图说明
本发明共有8幅附图,其中：
附图1本发明结构示意图；
附图2为图1的A-A视图；
附图3为图1的B-B视图；
附图4为外壳的内侧结构示意图；
附图5为图4的C-C视图；
附图6为弹簧皮腔的内侧结构示意图；
附图7为弹簧皮腔的内外侧结构示意图；
附图8为图6的D-D视图。
在图中：1、外壳2、弹簧皮腔3、内腔4、外腔5、弹簧皮腔安装槽6、气槽7、环形切槽8、挤压锁紧片9、内腔进气口10、外腔进气口11、密封槽12、外腔导气槽13、内腔进气口连接件14、通孔15、内腔导气槽16、密封边d1、弹簧皮腔内径d2、弹簧皮腔外径D1、弹簧皮腔安装槽内径D2、弹簧皮腔安装槽外径。
具体实施方式
本发明的具体实施例如附图所示，其结构是由两个尺寸相同且对称的外壳1及两个尺寸相同且对称的弹簧皮腔2所组成；两个弹簧皮腔2相对合并装于两个外壳1内，通过螺钉紧固；两个弹簧皮腔2之间形成一个内腔3，外壳1与弹簧皮腔2之间形成外腔4；在外壳1的一个外侧面做基准面加工。
外壳1有金属制成；在其内侧加工有弹簧皮腔安装槽5，在弹簧皮腔安装槽5的底面加工有多道气槽6；在外壳1的内侧靠近内径的边缘加工有环形切槽7，使外壳1内径处形成一个挤压锁紧片8；在两个外壳1的外径加工有多个对应的螺钉安装用沉头孔及螺纹孔；在外壳1上加工有内腔进气口9及外腔进气口10，在外壳1的内侧内腔进气口9的位置加工有密封槽11，在外腔进气口10的位置加工有与弹簧皮腔安装槽5相通的外腔导气槽12。
弹簧皮腔2采用橡胶与金属弹簧片一体成型；在弹簧皮腔2上加工有与内腔进气口9位置相对应的内腔进气口连接件13；在内腔进气口连接件13上加工有通孔14及内腔导气槽15；在弹簧皮腔2及内腔进气口连接件13的边缘加工有密封边16。
弹簧皮腔2的内径d1＜弹簧皮腔安装槽5的内径D1，弹簧皮腔2的外径d2＞弹簧皮腔安装槽5的外径D2，使弹簧皮腔2安装到弹簧皮腔安装槽5中时，保持一种自然状态下的胀紧状态，让弹簧皮腔2的密封边16与外壳1的内边紧密贴合，保持良好的密封性。
两个外壳1通过螺钉连接紧固，在两个外壳1的接触面涂抹密封胶，在螺钉上涂抹密封胶后再插入螺钉孔螺紧。
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种气动钳夹，是由两个尺寸相同且对称的外壳(1)及两个尺寸相同且对称的弹簧皮腔(2)所组成；两个弹簧皮腔(2)相对合并装于两个外壳(1)内通过螺钉紧固；两个弹簧皮腔(2)之间形成一个内腔(3)，外壳(1)与弹簧皮腔(2)之间形成外腔(4)；在外壳(1)的一个外侧面做基准面加工；其特征在于：
所述的外壳(1)由金属制成；在其内侧加工有弹簧皮腔安装槽(5)，在弹簧皮腔安装槽(5)的底面加工有多道气槽(6)；在外壳(1)的内侧靠近内径的边缘加工有环形切槽(7)，使外壳(1)内径处形成一个挤压锁紧片(8)；在两个外壳(1)的外径加工有多个对应的螺钉安装用沉头孔及螺纹孔；在外壳(1)上加工有内腔进气口(9)及外腔进气口(10)，在外壳(1)内腔进气口(9)的位置加工有密封槽(11)，在外腔进气口(10)的位置加工有与弹簧皮腔安装槽(5)相通的外腔导气槽(12)；
所述的弹簧皮腔(2)采用橡胶与金属弹簧片一体成型；在弹簧皮腔(2)上加工有与内腔进气口(9)位置相对应的内腔进气口连接件(13)；在内腔进气口连接件(13)上加工有通孔(14)及内腔导气槽(15)；在弹簧皮腔(2)及内腔进气口连接件(13)的边缘加工有密封边(16)。
2.根据权利要求1所述的气动钳夹，其特征在于所述的弹簧皮腔(2)的内径d1＜弹簧皮腔安装槽(5)的内径D1，弹簧皮腔(2)的外径d2＞弹簧皮腔安装槽(5)的外径D2，使弹簧皮腔(2)安装到弹簧皮腔安装槽(5)中时，保持一种自然状态下的胀紧状态，让弹簧皮腔(2)的密封边(16)与外壳(1)的内边紧密贴合，保持良好的密封性。
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