CN106151157A - 无动力旋转式夹紧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无动力旋转式夹紧器，油缸活塞的活塞杆与油缸的顶部之间密封，油缸活塞的活塞体与油缸的内腔间隙配合且密封，油缸的底部固定安装有油缸端盖，油缸端盖上固定有凸轮，凸轮伸入油缸活塞的空腔内，滚珠置于油缸活塞的活塞体底部与凸轮外壁的螺旋沟槽之间；若干个氮气弹簧环绕着油缸活塞的活塞杆均匀放置于油缸有杆腔内，油缸的侧壁开设供回油路、排气路，供回油路与油缸无杆腔相通，排气路与油缸有杆腔相通。本发明结构设计简单紧凑，体积小，重量轻，惯性小，夹紧过程中稳定保压、无泄漏，安全性极高；外部动力源断开后，自身仍可以提供出恒定动力，节约大量的能源且没有污染，成本极低。
Description
技术领域
本发明涉及夹紧器元件技术领域，尤其涉及一种无动力旋转式夹紧器。
背景技术
随着科学技术的不断进步，工业领域对夹紧器的要求越来越高，既要求夹紧器满足机械结构的各种需求，又要求夹紧器元件的小型化和高性能。现有技术中使用的常规夹紧器元件，如单动夹紧器(液压或气压夹紧，弹簧力松开)、双动夹紧器(液压或气压夹紧，弹簧力松开)和液压松开弹簧夹紧等。目前，世界各国各行业用的夹紧器以气压和液压为主。气压夹紧器的夹紧力小，液压夹紧器在工作时需要不停的补充动力，浪费能源，弹簧夹紧器是靠弹簧力夹紧。弹簧夹紧器产生的弹性力随着压缩量的增加成正比增加而不能在工作过程中保持恒定压力，且伸缩行程小。常规夹紧器元件给工艺设计要求带来了非常大的影响和限制，特别是保压夹具对夹紧器的保压功能要求极高，普通的夹紧器不能满足工艺需求，导致直接影响产品质量和效率，造成生产成本大幅提高。在本技术领域，这些技术问题一直困扰着技术研发人员。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无动力旋转式夹紧器，解决夹紧过程中压力变化、泄漏、不稳定、浪费能源和成本高的问题；需要不停的通过动力源补充动力，自身无法提供出恒定动力的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：无动力旋转式夹紧器，包括油缸活塞、氮气弹簧、油缸、凸轮、滚珠和油缸端盖，油缸活塞的活塞杆与油缸的顶部之间密封，油缸活塞的活塞体与油缸的内腔间隙配合且密封，油缸的底部固定安装有油缸端盖，油缸端盖与油缸之间密封，油缸端盖上固定有凸轮，凸轮伸入油缸活塞的空腔内，滚珠置于油缸活塞的活塞体底部与凸轮外壁的螺旋沟槽之间；油缸活塞的活塞体将油缸的内腔分为油缸有杆腔和油缸无杆腔，若干个氮气弹簧环绕着油缸活塞的活塞杆均匀放置于油缸有杆腔内，油缸的侧壁开设供回油路、排气路，供回油路与油缸无杆腔相通，排气路与油缸有杆腔相通，油缸的侧壁安装有调速阀，且调速阀与供回油路相连，供回油路的端口处设有板式油封，排气路的端口处设有堵头。
进一步的，油缸活塞的活塞杆与油缸的顶部之间通过防尘圈密封。
进一步的，油缸活塞的活塞体与油缸的内腔间隙配合且通过活塞体油封密封。
进一步的，油缸的底部通过锁紧螺栓固定安装有油缸端盖。
进一步的，油缸端盖与油缸之间通过端盖油封密封。
进一步的，滚珠通过顶丝、缓冲圈置于油缸活塞的活塞体底部与凸轮外壁的螺旋沟槽之间，缓冲圈置于顶丝与滚珠之间。
进一步的，供回油路的工艺孔处安装有封堵。
进一步的，氮气弹簧包括气缸活塞、气缸体和气缸端盖，气缸体的底部螺纹连接有气缸端盖且通过O型圈密封，气缸端盖上安装有充气阀，气缸活塞为空腔结构，气缸活塞的活塞杆与气缸体的上部通过活塞杆油封密封，气缸体和气缸活塞的内腔充有氮气。
本发明的有益效果：结构设计简单紧凑，体积小，重量轻，惯性小，夹紧过程中稳定保压、无泄漏，安全性极高；外部动力源断开后，自身仍可以提供出恒定动力，节约大量的能源且没有污染，成本极低；互换性强，实现加工的机械化、自动化，可广泛应用于矿山、冶金、造船、航空航天等领域，尤其是机器人自动化系统中不可缺少的元件，具有更加完善的性能，利于组织大规模专业化生产，利于采用先进工艺和高效率的专用设备使用，本产品从用途来讲，应用本产品设计简单，设计以及制造成本低，工作效率高，维护成本低，可以作为标准件、通用件来使用，从安装尺寸来讲，有良好的互换性，可以和进口品牌的传统产品进行互换，有利于实现加工的机械化、自动化，从而减轻工人的劳动，提高生产率，保证产品质量，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明俯视图；
图3是本发明A处放大视图；
图4是氮气弹簧结构示意图。
其中：1.油缸活塞，2.防尘圈，3.氮气弹簧，4.油缸，5.凸轮，6.活塞体油封，7.端盖油封，8.锁紧螺栓，9.顶丝，10.缓冲圈，11.滚珠，12.板式油封，13.堵头，14.调速阀，15.封堵，16.气缸活塞，17.气缸体，18.活塞杆油封，19.充气阀，20.气缸端盖，21.O型圈，22.油缸端盖。
具体实施方式
如图1-图4所示，无动力旋转式夹紧器，包括油缸活塞1、氮气弹簧3、油缸4、凸轮5、滚珠11和油缸端盖22，油缸活塞1的活塞杆与油缸4的顶部之间通过防尘圈2密封，油缸活塞1的活塞体与油缸4的内腔间隙配合且通过活塞体油封6密封，油缸4的底部通过锁紧螺栓8固定安装有油缸端盖22，油缸端盖22与油缸4之间通过端盖油封7密封，油缸端盖22上固定有凸轮5，凸轮5伸入油缸活塞1的空腔内，滚珠11通过顶丝9、缓冲圈10置于油缸活塞1的活塞体底部与凸轮5外壁的螺旋沟槽之间，缓冲圈10置于顶丝9与滚珠11之间；油缸活塞1的活塞体将油缸4的内腔分为油缸有杆腔和油缸无杆腔，若干个氮气弹簧3环绕着油缸活塞1的活塞杆均匀放置于油缸有杆腔内，油缸4的侧壁开设供回油路、排气路，供回油路与油缸无杆腔相通，排气路与油缸有杆腔相通，油缸4的侧壁安装有调速阀14，且调速阀14与供回油路相连，供回油路的端口处设有板式油封12，排气路的端口处设有堵头13，供回油路的工艺孔处安装有封堵15；氮气弹簧3包括气缸活塞16、气缸体17和气缸端盖20，气缸体17的底部螺纹连接有气缸端盖20且通过O型圈21密封，气缸端盖20上安装有充气阀19，气缸活塞16为空腔结构，气缸活塞16的活塞杆与气缸体17的上部通过活塞杆油封18密封，气缸体17和气缸活塞16的内腔充有氮气；系统启动，通过供回油路供入油至油缸无杆腔内，带动油缸活塞1向上且旋转运动，氮气弹簧3压缩，放松工件；系统启动，油通过供回油路抽回后，系统关闭，氮气弹簧3拉伸复位，带动油缸活塞1向下且旋转运动，夹紧工件，进而加工工件，此过程中，无需任何附加外部动力源，依然能够保持恒定动力，实现稳定保压，无泄漏，节约能源且无污染，大大降低了成本，安全性极高。
以下为现有技术与采用本发明后在耗能以及成本的对比，以100台泵站为例：
现有液压泵站：泵站成本35000元/年+年用电448000元/年+年用油216000元/年＝总成本699000元/年；
采用本发明的气动泵站：泵站成本8000元/年+年用电0元/年+年用油8640/年＝总成本16640元/年；
按5年计算：
现有液压泵站五年总成本3355000元-采用本发明的气动泵站五年总成本51200元＝五年节省总成本3303800元。
本发明在整个研发过程中，通过了数次性能测试以及可靠性测试，解决了长期困扰本领域研发人员的一大难题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.无动力旋转式夹紧器，其特征在于：包括油缸活塞(1)、氮气弹簧(3)、油缸(4)、凸轮(5)、滚珠(11)和油缸端盖(22)，油缸活塞(1)的活塞杆与油缸(4)的顶部之间密封，油缸活塞(1)的活塞体与油缸(4)的内腔间隙配合且密封，油缸(4)的底部固定安装有油缸端盖(22)，油缸端盖(22)与油缸(4)之间密封，油缸端盖(22)上固定有凸轮(5)，凸轮(5)伸入油缸活塞(1)的空腔内，滚珠(11)置于油缸活塞(1)的活塞体底部与凸轮(5)外壁的螺旋沟槽之间；油缸活塞(1)的活塞体将油缸(4)的内腔分为油缸有杆腔和油缸无杆腔，若干个氮气弹簧(3)环绕着油缸活塞(1)的活塞杆均匀放置于油缸有杆腔内，油缸(4)的侧壁开设供回油路、排气路，供回油路与油缸无杆腔相通，排气路与油缸有杆腔相通，油缸(4)的侧壁安装有调速阀(14)，且调速阀(14)与供回油路相连，供回油路的端口处设有板式油封(12)，排气路的端口处设有堵头(13)。
2.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的油缸活塞(1)的活塞杆与油缸(4)的顶部之间通过防尘圈(2)密封。
3.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的油缸活塞(1)的活塞体与油缸(4)的内腔间隙配合且通过活塞体油封(6)密封。
4.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的油缸(4)的底部通过锁紧螺栓(8)固定安装有油缸端盖(22)。
5.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的油缸端盖(22)与油缸(4)之间通过端盖油封(7)密封。
6.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的滚珠(11)通过顶丝(9)、缓冲圈(10)置于油缸活塞(1)的活塞体底部与凸轮(5)外壁的螺旋沟槽之间，缓冲圈(10)置于顶丝(9)与滚珠(11)之间。
7.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述供回油路的工艺孔处安装有封堵(15)。
8.根据权利要求1所述的无动力旋转式夹紧器，其特征在于：所述的氮气弹簧(3)包括气缸活塞(16)、气缸体(17)和气缸端盖(20)，气缸体(17)的底部螺纹连接有气缸端盖(20)且通过O型圈(21)密封，气缸端盖(20)上安装有充气阀(19)，气缸活塞(16)为空腔结构，气缸活塞(16)的活塞杆与气缸体(17)的上部通过活塞杆油封(18)密封，气缸体(17)和气缸活塞(16)的内腔充有氮气。
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