CN104029158A - 一种力矩保护安全卡盘扳手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种力矩保护安全卡盘扳手。现有安全卡盘扳手的弹簧容易影响卡盘头的正常使用，弹簧脱落时容易发生不利机床工作的情况。本发明包括扳手主轴、刀架扳手、自动弹出保护机构、可调扭矩保护机构、双向棘轮换向机构和三位自锁机构；刀架扳手固定在扳手主轴顶部；自动弹出保护机构包括顶杆弹簧和顶杆；可调力矩保护机构包括压紧块、碟形弹簧、力保护轴套、钢珠和夹紧套壳体；双向棘轮换向机构包括垫块、棘轮、棘爪、棘爪定位块、上钢板、支撑板和下钢板；三位自锁机构包括手柄、压紧弹簧和垫片。本发明可实现三爪卡盘夹紧力的精确控制，且既可以作为三爪卡盘扳手，也可以作为刀架扳手，简单易用，安全性好。

Description

一种力矩保护安全卡盘扳手
技术领域
本发明属于机械制造领域，涉及夹具，具体涉及一种力矩保护安全卡盘扳手。
背景技术
目前市面上基于安全问题改进的卡盘扳手，如申请号为91219170.8的中国专利所公布的安全卡盘扳手，包括扳手体和扳手柄，还包括弹簧，该弹簧套装在扳手体上。操作者在使用三爪卡盘扳手后，在弹簧弹力的作用下，扳手体会自动地从三爪卡盘外圆周上的正方形孔中弹出。但上述弹簧设置于卡盘体的卡盘头端，容易影响卡盘头的正常使用，以及当弹簧脱落时容易发生不利机床工作的情况。正是由于这种安全卡盘扳手操作不便这一缺点，限制了其实际操作中的广泛应用。
可见，卡盘扳手的设计应该结合实际操作。针对普通车床上使用的三爪卡盘扳手，研制一种多功能、操作简便又安全的三爪卡盘扳手，对操作者在使用三爪卡盘装卸工件时操作安全性差、夹紧力控制性差的问题，会是一个很好地解决途径。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种力矩保护安全卡盘扳手，可实现三爪卡盘夹紧力的精确控制，且既可以作为三爪卡盘扳手，也可以作为刀架扳手，简单易用，安全性好。
本发明包括扳手主轴、刀架扳手、自动弹出保护机构、可调扭矩保护机构、双向棘轮换向机构和三位自锁机构；所述的刀架扳手固定在扳手主轴顶部；所述扳手主轴的底部为方柱。
所述的自动弹出保护机构包括顶杆弹簧和顶杆。所述的顶杆弹簧和顶杆均套置在扳手主轴底部的中心孔内，且顶杆的底部伸出扳手主轴外；所述的顶杆与扳手主轴通过顶杆弹簧连接。
所述的可调力矩保护机构包括压紧块、碟形弹簧、力保护轴套、钢珠和夹紧套壳体；压紧块、碟形弹簧、力保护轴套均套置在扳手主轴上，且碟形弹簧设置在压紧块和力保护轴套之间；所述的钢珠设置在扳手主轴外圆面的定位槽内，力保护轴套的内壁压紧钢珠；夹紧套壳体套置在压紧块及力保护轴套外；所述夹紧套壳体的顶部内侧面与力保护轴套的顶面接触，内壁底部与压紧块螺纹连接。
所述的双向棘轮换向机构包括垫块、棘轮、棘爪、棘爪定位块、上钢板、支撑板和下钢板；所述的棘轮空套在扳手主轴上；棘轮的上轮毂套有上钢板，下轮毂套有下钢板，且下轮毂与夹紧套壳体固定；所述上钢板和下钢板的侧壁均与支撑板固定；所述支撑板尾部的顶面与侧面过渡处、底面与侧面过渡处均倒圆角；所述的上钢板、下钢板之间固定有垫块及棘爪定位块；所述的棘爪与上钢板及下钢板铰接；所述棘爪的尾端设有限位凸起，头部两侧均设有爪尖；所述的棘爪定位块开设有弹簧安装槽，顶珠弹簧嵌入弹簧安装槽内；所述的顶珠与顶珠弹簧固定，并压紧棘爪尾部。
所述的三位自锁机构包括手柄、压紧弹簧和垫片。所述的手柄与支撑板的尾部铰接；所述的压紧弹簧和垫片均套置在手柄头部，且压紧弹簧设置在垫片和手柄之间；所述的垫片压紧手柄。
本发明的有益效果：
1、本发明的可调扭矩保护机构，可实现三爪卡盘夹紧力的精确控制；
2、本发明的自动弹出保护机构，提高三爪卡盘夹紧操作的安全性；
3、本发明的三位自锁机构，通过手柄的三个工位实现小力矩时的速度，大扭矩时的扭力；
4、本发明的双向棘轮换向机构，结构紧凑，无需换手即可松紧三爪卡盘；
5、本发明既可以作为三爪卡盘扳手，也可以作为刀架扳手，简单易用，安全性好。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中自动弹出保护机构的剖视图；
图3为本发明中可调扭矩保护机构的剖视图；
图4为本发明中棘轮和棘爪的装配示意图。
图中：1、扳手主轴，2、顶杆弹簧，3、顶杆，4、压紧块，5、碟形弹簧，6、力保护轴套，7、钢珠，8、夹紧套壳体，9、垫块，10、棘轮，11、刀架扳手，12、销钉，13、棘爪，14、棘爪定位块，15、上钢板，16、手柄，17、压紧弹簧，18、垫片，19、支撑板，20、下钢板，21、顶珠，22、顶珠弹簧。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种力矩保护安全卡盘扳手，包括扳手主轴1、刀架扳手11、自动弹出保护机构、可调扭矩保护机构、双向棘轮换向机构和三位自锁机构；刀架扳手11通过销钉12固定在扳手主轴1顶部；扳手主轴1的底部为方柱1-1。
如图2所示，自动弹出保护机构包括顶杆弹簧2和顶杆3。顶杆弹簧2和顶杆3均套置在扳手主轴1底部的中心孔内，且顶杆3的底部伸出扳手主轴1外；顶杆3与扳手主轴1通过顶杆弹簧2连接。
如图3所示，可调力矩保护机构包括压紧块4、碟形弹簧5、力保护轴套6、钢珠7和夹紧套壳体8；压紧块4、碟形弹簧5、力保护轴套6均套置在扳手主轴1上，且碟形弹簧5设置在压紧块4和力保护轴套6之间；钢珠7设置在扳手主轴1外圆面的定位槽1-2内，力保护轴套6的内壁压紧钢珠7；夹紧套壳体8套置在压紧块4及力保护轴套6外；夹紧套壳体8的顶部内侧面与力保护轴套6的顶面接触，内壁底部与压紧块4螺纹连接。
如图1和4所示，双向棘轮换向机构包括垫块9、棘轮10、棘爪13、棘爪定位块14、上钢板15、支撑板19和下钢板20；棘轮10空套在扳手主轴1上；棘轮10的上轮毂套有上钢板15，下轮毂套有下钢板20，且下轮毂与夹紧套壳体8固定；上钢板15和下钢板的侧壁均与支撑板19固定；支撑板19尾部的顶面与侧面过渡处、底面与侧面过渡处均倒圆角；上钢板15、下钢板20之间固定有垫块9及棘爪定位块14；棘爪13与上钢板15及下钢板20铰接；棘爪13的尾端设有限位凸起13-1，头部两侧均设有爪尖13-2；棘爪定位块14开设有弹簧安装槽14-1，顶珠弹簧22嵌入弹簧安装槽14-1内；顶珠21与顶珠弹簧22固定，并压紧棘爪13尾部。
如图1所示，三位自锁机构包括手柄16、压紧弹簧17和垫片18。手柄16与支撑板19的尾部铰接；压紧弹簧17和垫片18均套置在手柄16头部，且压紧弹簧17设置在垫片18和手柄16之间；垫片18压紧手柄16。
该力矩保护安全卡盘扳手的工作原理：
当操作者对上钢板15施加向下的力时，顶杆3缩入，扳手主轴1的方柱1-1与三爪卡盘槽配合，传递扭矩，当操作者松手时，顶杆3在顶杆弹簧2的回复力作用下伸出，将扳手主轴1向上顶起，不再传递扭矩，由于总体结构偏心，在重力作用下有向下滑落的趋势，及时地对操作者起到安全警示作用。
手柄16的扭力通过棘轮棘爪传递到夹紧套壳体8，经压紧块4、碟形弹簧5、力保护轴套6及钢珠7的共同作用传到卡盘扳手1上。在正常扭矩下，力保护轴套6通过钢珠7压紧卡盘扳手1从而产生摩擦力，并在摩擦力作用下将扭矩传给卡盘扳手1。但当三爪卡盘对卡盘扳手1的反作用力所产生的扭矩超过钢珠7对卡盘扳手1的摩擦力矩时，钢珠7与力保护轴套6会相互打滑，而使扳手主轴的方柱1-1不再传递扭矩，这样就避免了薄壁工件被三爪卡盘过渡夹紧而变形。而通过压紧块4可预调压紧力。
由于压紧弹簧17一直处于压缩状态，垫片18压紧支撑板19，且支撑板19上加工了圆角，使得手柄16只能在支撑板19的顶面、底面和端部水平位置这三个工位停稳，此时压紧弹簧17的弹力与垫片18传递的反作用力完全抵消，不产生滑移分力；装夹工件时，当三爪卡盘的活动卡爪处于空载阶段时，手柄16设置在支撑板19的顶面工位，手握手柄16快速旋转，当感受到三爪卡盘的活动卡爪与工件接触后，将手柄16设置在支撑板19的端部水平位置，增大扭矩后，继续对三爪卡盘施加扭力。手柄16设置在支撑板19的底面工位时，可使用刀架扳手11锁紧或松开刀架。
双向棘轮换向机构的顶珠21可双向压紧限位凸起13-1的两侧壁，棘爪头部两侧的爪尖13-2可实现棘轮10的双向旋转，该力矩保护安全卡盘扳手可在空间有限的情况下使用。

Claims (1)

1. 一种力矩保护安全卡盘扳手，包括扳手主轴、刀架扳手、自动弹出保护机构、可调扭矩保护机构、双向棘轮换向机构和三位自锁机构，其特征在于：
所述的刀架扳手固定在扳手主轴顶部；所述扳手主轴的底部为方柱；
所述的自动弹出保护机构包括顶杆弹簧和顶杆；所述的顶杆弹簧和顶杆均套置在扳手主轴底部的中心孔内，且顶杆的底部伸出扳手主轴外；所述的顶杆与扳手主轴通过顶杆弹簧连接；
所述的可调力矩保护机构包括压紧块、碟形弹簧、力保护轴套、钢珠和夹紧套壳体；压紧块、碟形弹簧、力保护轴套均套置在扳手主轴上，且碟形弹簧设置在压紧块和力保护轴套之间；所述的钢珠设置在扳手主轴外圆面的定位槽内，力保护轴套的内壁压紧钢珠；夹紧套壳体套置在压紧块及力保护轴套外；所述夹紧套壳体的顶部内侧面与力保护轴套的顶面接触，内壁底部与压紧块螺纹连接；
所述的双向棘轮换向机构包括垫块、棘轮、棘爪、棘爪定位块、上钢板、支撑板和下钢板；所述的棘轮空套在扳手主轴上；棘轮的上轮毂套有上钢板，下轮毂套有下钢板，且下轮毂与夹紧套壳体固定；所述上钢板和下钢板的侧壁均与支撑板固定；所述支撑板尾部的顶面与侧面过渡处、底面与侧面过渡处均倒圆角；所述的上钢板、下钢板之间固定有垫块及棘爪定位块；所述的棘爪与上钢板及下钢板铰接；所述棘爪的尾端设有限位凸起，头部两侧均设有爪尖；所述的棘爪定位块开设有弹簧安装槽，顶珠弹簧嵌入弹簧安装槽内；所述的顶珠与顶珠弹簧固定，并压紧棘爪尾部；
所述的三位自锁机构包括手柄、压紧弹簧和垫片；所述的手柄与支撑板的尾部铰接；所述的压紧弹簧和垫片均套置在手柄头部，且压紧弹簧设置在垫片和手柄之间；所述的垫片压紧手柄。
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