CN104493620A - 一种常闭液压钳制器 - Google Patents

Abstract

一种常闭液压钳制器，包括顶板、侧板、密封端盖、翘板、液压驱动机构及刹车块，两侧板上穿置有预紧螺栓，预紧螺栓伸出侧板外的螺纹段连接有预紧垫圈和防松螺母，预紧垫圈用于防松和反映预紧螺栓的预紧力是否达到要求值，侧板的上端与顶板可转动连接而使顶板与侧板的连接处形成杠杆支点，当断电时，在预紧螺栓的预紧力作用下，通过杠杆原理使刹车块夹紧导轨，当通电时，液压驱动机构带动翘板撑开侧板而使刹车块松开导轨。本发明通过利用防松螺母提高了预紧螺栓的防松性能，从而提高了钳制器的可靠性，且利用预紧垫圈反映出所加预紧力大小，提升了钳制器的精度，同时通过对侧板结构进行改良，在不降低结构强度和刚度的同时，减少了材料用量，降低了制造成本。

Description

一种常闭液压钳制器

技术领域

本发明涉及一种常闭液压钳制器，用于机床直线导轨副紧急制动领域。

背景技术

在机床使用过程中，关机或者突然断电时，机床需要紧急制动，否则移动台将高速撞向机床，容易造成机床的损坏。常闭液压钳制器常被用于机床紧急制动领域，其基本的原理是依靠部件的弹性势能维持钳制器的常闭状态，当通电时，利用液压压力的作用撑开钳制器，断电后恢复钳制状态。一般液压常闭钳制器的弹性势能可以利用螺栓预紧力提供。依靠螺栓预紧力提供弹性势能的液压常闭钳制器存在以下问题：

1、预紧螺栓在开合过程中，由于螺栓受力的变化，螺栓容易松动，造成预紧力减小，从而导致钳制力不足；

2、实际生产中采用力矩扳手对螺栓预紧力，螺栓预紧力矩M=FKD,F为预紧力，K为拧紧系数，D为螺纹公称直径。由于K值与螺纹的表面加工精度有关，难以确定K值的大小，因此所施加的螺栓预紧力不好确定。实际生产中往往要加过大的预紧力来保证足够的制动力，增加了运行成本；

3、利用部件弹性势能来产生钳制力对精度的要求很高，微小的装配偏差会导致钳制力的偏差很大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种安全可靠，易装配，既能保证足够的强度和刚度，又能降低材料用量，节约生产和运行成本的常闭液压钳制器。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的常闭液压钳制器，其特点是包括顶板、对称地设置在顶板前后端面上的两侧板、对称地设置在顶板左右端面上的两密封端盖、设置在两侧板之间的两组翘板、设置在各组翘板上的一组液压驱动机构及设置在各侧板下端内侧面上的刹车块，所述两侧板上穿置有预紧螺栓，所述预紧螺栓伸出侧板外的螺纹段连接有预紧垫圈和防松螺母，所述预紧垫圈用于防松和反映预紧螺栓的预紧力是否达到要求值，拧紧预紧螺栓时，预紧垫圈发生变形，当变形达到要求值时，预紧力满足要求，所述顶板内设置有用于驱动各组液压驱动机构运动的油缸和油路，所述两侧板的上端分别与顶板可转动连接而使顶板与两侧板的连接处形成杠杆支点，当断电时，在预紧螺栓的预紧力作用下，通过杠杆原理使刹车块夹紧导轨，当通电时，液压驱动机构带动翘板撑开两侧板而使刹车块松开导轨。

为使加载预紧力方便，预紧垫圈变形量易观察，上述预紧垫圈上设置有一条向上凸出的L形薄片，所述L形薄片的下端与预紧垫圈的顶端一体连接，其上端指向侧板，且所述L形薄片的上端与其指向的侧板之间的距离等于预紧螺栓在满足要求预紧力时预紧垫圈的变形量。

为使加载预紧力简便精确，降低所需液压的大小，节约电能，上述预紧垫圈为厚度较厚且弹性模量较小的线弹性垫圈，且垫圈的外径与防松螺母的大小相近，利用垫圈的变形量来反映出预紧力的大小。

为使本结构安全可靠，强度和刚度满足要求，上述各侧板的外侧面上应力小的区域处设置有矩形凹槽，同时为了防止应力集中，所述矩形凹槽的低端设置圆形倒角。

为尽量减小装配误差，增加钳制器精度，上述各侧板的上端分别设置有圆柱形凸起，上述顶板的前后端面上分别设置有圆柱形凹槽，所述各侧板分别通过其上的圆柱形凸起与顶板上的圆柱形凹槽的紧密咬合连接而可转动地连接在顶板上。

为了使装配完成时，便于调节钳制力的大小，上述各侧板与刹车块分别通过侧板螺栓进行过盈装配。

为了使本发明的结构简单，且液压驱动机构的驱动效果好，上述各组液压驱动机构分别包括活塞环套及装置于活塞环套内的油封橡胶片和活塞，所述活塞通过液压驱动向下运动。

为了使本发明的结构可靠，制造容易，上述油路位于顶板各端面上的油孔分别通过两侧板和两密封端盖内侧设置的球涨式堵头实现封堵。

为了使两侧板的撑开方便，撑开效果好，上述各组翘板分别由两块可转动连接的翘板组成，上述各组液压驱动机构分别位于与其对应的两块翘板的连接处上方。

本发明由于采用了由预紧螺栓、预紧垫圈和防松螺母组成的螺栓防松结构，能够有效提高钳制器的可靠性，而且为了便于控制预紧螺栓预紧力的大小，利用预紧垫圈的变形量直观的反映出螺栓预紧力的大小，从而有效地提高钳制器的精度，减小运行时的液压，降低运营成本。同时，通过改良侧板的结构，有效提升了装配精度，降低钳制器的重量。而且，本发明结构简单，安全可靠，精度高，装配简单，制造和运行成本低。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1 是本发明的外部结构示意图。

图2 是本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1-图2所示，本发明所述的常闭液压钳制器，包括一个顶板9、对称地设置在顶板9前后端面上的二块侧板3、对称地设置在顶板9左右端面上的二个密封端盖2、设置在二块侧板3之间的二组翘板14、设置在各组翘板14上的一组液压驱动机构及设置在各侧板3下端内侧面上的二个刹车块1。所述两侧板3上穿置有四个预紧螺栓4，其中二个预紧螺栓4的螺纹段伸出位于前端的侧板3上，另二个预紧螺栓4的螺纹段伸出位于后端的侧板3上，且所述各预紧螺栓4伸出侧板外的螺纹段分别连接有一个预紧垫圈8和一个防松螺母6，预紧垫圈8位于防松螺母6与侧板3之间，所述预紧垫圈8用于防松和反映预紧螺栓4的预紧力是否达到要求值，拧紧预紧螺栓4时，预紧垫圈8发生变形，当变形达到要求值时，预紧力满足要求，为使加载预紧力方便，预紧垫圈8变形量易观察，所述预紧垫圈8上设置有一条向上凸出的L形薄片81，所述L形薄片81的下端与预紧垫圈8的顶端一体连接，其上端指向侧板3，且所述L形薄片81的上端端面与其指向的侧板3之间的距离等于预紧螺栓4在满足要求预紧力时预紧垫圈8的变形量，在拧紧预紧螺栓4时，利用预紧垫圈8查看预紧力是否到位，如果L形薄片81的上端端面刚好顶到其指向的侧板3的外侧面上，则预紧力达到要求；且为了使加载预紧力简便精确，降低所需液压的大小，节约电能，所述预紧垫圈8为厚度较厚且弹性模量较小的线弹性垫圈，且垫圈的外径与防松螺母6的大小相近。同时，在所述顶板9内设置有用于驱动各组液压驱动机构运动的油缸和油路，所述油路位于顶板9各端面上的油孔分别通过两侧板3和两密封端盖2内侧设置的球涨式堵头10实现封堵，也就是说，在顶板9上铣出油孔后用球涨式堵头10堵住加工口，而球涨式堵头10一共设置有十二个，其中各侧板3上分别设置有四个，各密封端盖2上分别设置有二个。机床移动台固定在顶板9上，顶板9前后端面中间位置处的贯穿孔位7为进油口和出油口。为了使本发明的使用可靠，所述两侧板3的上端分别与顶板9可转动连接而使顶板9与两侧板3的连接处形成杠杆支点，即在各侧板3的上端分别设置有圆柱形凸起32，在顶板9的前后端面上分别设置有圆柱形凹槽，所述各侧板3分别通过其上的圆柱形凸起32与顶板9上的圆柱形凹槽的紧密咬合连接而可转动地连接在顶板9上，这样，当断电时，在预紧螺栓4的预紧力作用下，通过杠杆原理使刹车块1夹紧机床导轨，当通电时，则通过液压驱动机构带动翘板14撑开两侧板3而使刹车块1松开机床导轨。为使本结构安全可靠，强度和刚度满足要求，所述各侧板3的外侧面上设置有矩形凹槽31，矩形凹槽31是开设在侧板3上应力小的区域处，如图所示，矩形凹槽31是开设在二个预紧螺栓4之间，且其顶部开口，同时为了防止应力集中，所述矩形凹槽31的低端设置圆形倒角。为了使本发明的结构简单，又能方便地满足使用效果，所述各组液压驱动机构分别包括一个活塞环套12及装置于该活塞环套12内的一个油封橡胶片11和一个活塞13，而所述各组翘板14分别由两块可转动连接的翘板组成，所述各组液压驱动机构分别位于与其对应的两块翘板的连接处上方并通过其活塞13与两块翘板相连接，所述活塞13通过液压驱动向下运动而推动与其相连的两块翘板转动而向外撑开侧板3，从而通过杠杆作用拉动刹车块1松开导轨。为了使装配完成时，便于调节钳制力的大小，所述各侧板3与刹车块1分别通过侧板螺栓5进行过盈装配，且每个刹车块1是通过二个侧板螺栓5固定在与其对应连接的侧板3上。而各密封端盖2的中部分别开设有向下开口的用于将本发明安装到导轨上的卡槽，且各密封端盖2分别通过二个端盖螺钉15固定在顶板9上，运行时密封端盖2对钳制力的影响可忽略不计。此外，还可以选择其他的防松螺母6以及预紧垫圈8变形量的测量方式用于本发明。

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种常闭液压钳制器，其特征在于包括顶板（9）、对称地设置在顶板（9）前后端面上的两侧板（3）、对称地设置在顶板（9）左右端面上的两密封端盖（2）、设置在两侧板（3）之间的两组翘板（14）、设置在各组翘板（14）上的一组液压驱动机构及设置在各侧板（3）下端内侧面上的刹车块（1），所述两侧板（3）上穿置有预紧螺栓（4），所述预紧螺栓（4）伸出侧板外的螺纹段连接有预紧垫圈（8）和防松螺母（6），所述预紧垫圈（8）用于防松和反映预紧螺栓（4）的预紧力是否达到要求值，拧紧预紧螺栓（4）时，预紧垫圈（8）发生变形，当变形达到要求值时，预紧力满足要求，所述顶板（9）内设置有用于驱动各组液压驱动机构运动的油缸和油路，所述两侧板（3）的上端分别与顶板（9）可转动连接而使顶板（9）与两侧板（3）的连接处形成杠杆支点，当断电时，在预紧螺栓（4）的预紧力作用下，通过杠杆原理使刹车块（1）夹紧导轨，当通电时，液压驱动机构带动翘板（14）撑开两侧板（3）而使刹车块（1）松开导轨。

2.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述预紧垫圈（8）上设置有一条向上凸出的L形薄片（81），所述L形薄片（81）的下端与预紧垫圈（8）的顶端一体连接，其上端指向侧板（3），且所述L形薄片（81）的上端与其指向的侧板（3）之间的距离等于预紧螺栓（4）在满足要求预紧力时预紧垫圈（8）的变形量。

3.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述预紧垫圈（8）为厚度较厚且弹性模量较小的线弹性垫圈，且垫圈的外径与防松螺母（6）的大小相近。

4.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述各侧板（3）的外侧面上设置有矩形凹槽（31），所述矩形凹槽（31）的低端设置圆形倒角。

5.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述各侧板（3）的上端分别设置有圆柱形凸起（32），上述顶板（9）的前后端面上分别设置有圆柱形凹槽，所述各侧板（3）分别通过其上的圆柱形凸起（32）与顶板（9）上的圆柱形凹槽的紧密咬合连接而可转动地连接在顶板（9）上。

6.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述各组液压驱动机构分别包括活塞环套（12）及装置于活塞环套（12）内的油封橡胶片（11）和活塞（13），所述活塞（13）通过液压驱动向下运动。

7.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述油路位于顶板（9）各端面上的油孔分别通过两侧板（3）和两密封端盖（2）内侧设置的球涨式堵头（10）实现封堵。

8.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述各组翘板（14）分别由两块可转动连接的翘板组成，上述各组液压驱动机构分别位于与其对应的两块翘板的连接处上方。

9.根据权利要求1所述常闭液压钳制器，其特征在于上述各侧板（3）与刹车块（1）分别通过侧板螺栓（5）进行过盈装配。