CN108176862B - 设有压力调整及压力显示装置的液动尾架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，包括尾架箱体、尾架主轴、液压机构、压力调整组件和压力显示装置，所述尾架主轴安装在所述尾架箱体上，驱动油缸的活塞采用两端均设有开口的中空结构，所述压力调整组件包括安装在所述活塞内的外调节弹簧、内调节弹簧、外调节导杆、内调节导杆和顶块，所述压力显示装置包括用于检测顶块前端所受压力的压力传感器和用于显示所述压力传感器采集的压力信息的压力显示器。本发明能够实现压力调整与压力显示同步，使得调整更加直观，使用调整过程更加简洁方便。

Description

设有压力调整及压力显示装置的液动尾架

技术领域

本发明涉及一种液动尾架，特别涉及一种设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，是一种将压力调整与压力显示综合为一起的尾架装置。

背景技术

尾架和床头形成同一中心线,在对超长的工件进行加工时，可以起到一定的支撑作用,防止工件在刀具的作用下偏离中心线过远而不能加工，对于细长杆类零件和曲轴类等容易弹性变形的零件的夹持顶紧力需要精确调整并灵活控制。

目前国内多数机床主机厂家使用的尾架，通过液压机构控制尾架移动，带动尾部顶尖夹紧或释放工件，通常不具有压力调整与显示的同步性，部分弹性顶尖采用红黄蓝等具有一定宽度的颜色带粗略估计出使用的压力情况，没有精确显示，或因弹簧与尾架主轴采用平行布局，形成弹簧力偏向加载，影响加工精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，能够实现压力调整与尾架主轴同轴设置，并能实现压力调整与压力显示同步，使得调整更加直观，调整过程更加简洁方便。

本发明的技术方案是：

述压力显示器，所述压力传感器直接或间接与所述尾架主轴的后端面相接触一种设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于包括尾架箱体、尾架主轴、液压机构、压力调整组件和压力显示装置，所述尾架主轴安装在所述尾架箱体上，所述液压机构包括用于驱动所述尾架主轴轴向移动的驱动油缸，所述驱动油缸安装在所述尾架主轴的后方，所述驱动油缸的活塞的两端均延伸在油缸缸体的外面，并采用两端均设有开口的中空结构，所述压力调整组件包括安装在所述活塞内的外调节弹簧、内调节弹簧、外调节导杆、内调节导杆和顶块，所述顶块位于所述外调节弹簧和内调节弹簧的前面，与所述尾架主轴的后端压力连接，与所述外调节弹簧的前端和所述内调节弹簧的前端压力连接，与所述活塞的内壁之间留有间隙，所述外调节弹簧和所述内调节弹簧均采用螺旋弹簧，所述外调节弹簧套在所述内调节弹簧的外面，与所述内调节弹簧之间留有间隙，所述外调节导杆采用中空结构（例如，呈筒状或管状），套在所述内调节导杆的外面，所述外调节导杆的前端与所述外调节弹簧的后端压力连接，所述外调节导杆的外侧面与所述活塞的内壁螺纹连接，设有能够与所述活塞螺纹连接的外螺纹段，所述活塞的内壁上设有对应的内螺纹段，所述内调节导杆的前端与所述内调节弹簧的后端压力连接，所述内调节导杆的外侧面与所述外调节导杆的内壁螺纹连接，设有能够与所述外调节导杆螺纹连接的外螺纹段，所述外调节导杆的内壁上设有对应的内螺纹段，所述压力显示装置包括用于检测顶块前端所受压力的压力传感器和用于显示所述压力传感器采集的压力信息的压力显示器，所述压力传感器设置在所述顶块的前端，其输出通过信号导线接入所述压力显示器。在此情形下，所述尾架主轴的预顶紧力的大小由调节弹簧的弹力大小决定，所述压力传感器检测尾架主轴的顶紧力并通过所述信号导线在所述压力显示器进行显示，所述压力显示器优选数字式压力显示器，能够精确显示压力的大小。

所述尾架主轴的后端设有主轴连接体，所述主轴连接体从所述活塞的前端开口延伸至所述活塞内，其后端面与所述顶块的前端面压力接触，由此实现所述顶块的前端与所述尾架主轴的后端压力连接，进而实现所述活塞对所述尾架主轴的轴向向前的驱动，所述活塞的前端开口处设有径向向内凸起的内环形凸缘，所述主轴连接体的后端设有位于所述活塞内的径向向外凸起的外环形凸缘，所述主轴连接体的后端的外环形凸缘的外径大于所述活塞的前端开口处的内环形凸缘的内径，由此实现所述活塞对所述尾架主轴的轴向向后的带动。

所述主轴连接体通常可以采用旋转对称结构，其主体部分可以呈后端设有端面的筒状，前端固定套在所述尾架主轴的后端，由此实现与所述尾架主轴之间的固定连接。

可以采用任意适宜的压力传感器并将压力传感器依据其特性安装在顶块的前端，以所述尾架主轴的压力能够传递到所述压力传感器。

内外调节弹簧的弹性系数可以依据实际需要设定，可以相同也可以不同。

优选地，所述外调节弹簧的弹性系数为所述内调节弹簧的弹性系数的5-15倍，由此，所述外调节弹簧构成粗调弹簧，所述内调节弹簧构成精调弹簧，所述外调节导杆构成粗调导杆，所述内调节导杆构成精调导杆。这种构造以及粗精调节的方式符合实际使用习惯和人工调节能力，尾架主轴的预顶紧力大小为各所述调节弹簧的合力，可以先调节外调节弹簧的压缩程度进行预顶紧力的粗条，再通过内调节弹簧的压缩量实现精确调节。

优选地，所述外调节导杆的后端延伸至所述套筒的外面，并设有与所述外调节导杆连为一体的外导杆调节手轮，以方便对外调节弹簧的调节。

优选地，所述外调节导杆的外螺纹段延伸至所述套筒的外面，并旋接有用于锁定外调节导杆的外导杆锁紧螺母，所述外导杆锁紧螺母位于所述外导杆调节手轮的前侧，当外调节导杆调节好后，将外导杆锁紧螺母向前方旋进，使其紧压在套体的后端，由此可以将外调节导杆固定住，不会因调节内调节导杆而转动，在机床工作过程中也不会改变。

优选地，所述内调节导杆的后端延伸至所述外调节导杆的外面，并设有与所述内调节导杆连为一体的内导杆调节手轮，以方便对内调节弹簧的调节。

所述内调节导杆的外螺纹段延伸至所述外调节导杆的后端的外面，并旋接有用于锁定内调节导杆的内导杆锁紧螺母，所述内导杆锁紧螺母位于所述内导杆调节手轮的前侧，内调节导杆调节好后，将内导杆锁紧螺母向前方旋进，使其紧压在外调节导杆的后端，由此可以将内调节导杆固定住。

优选地，所述外调节导杆的前端与所述外调节弹簧的后端的压力连接方式和所述内调节导杆的前端与所述内调节弹簧的后端的压力连接方式均为采用推力球轴承连接，只传递轴向力，不传递扭矩，不会因相关调节导杆的转动而导致对应调节弹簧的转动。

优选地，所述外调节导杆的前端与相应推力球轴承的内圈连接，设有用于连接相应推力球轴承的内圈的凸台，相应的，所述外调节弹簧的后端与相应推力球轴承的外圈连接，所述内调节导杆的前端与相应推力球轴承的外圈连接，设有用于连接相应推力球轴承的外圈的凹槽，相应的，所述内调节弹簧的后端与相应推力球轴承的内圈连接，由此，在满足所述外调节导杆与内调节导杆螺纹连接的配合方式下，保证了外调节弹簧和内调节弹簧之间具有较大的间隙，避免两弹簧相互接触和阻碍。

优选地，所述内调节导杆采用中空结构（即设有轴向的中央通孔，例如，呈筒状），所述顶块固定连接有导向连接杆，所述导向连接杆自所述顶块的后端向后延伸，至少穿过所述内调节弹簧，延伸至所述内调节导杆的中央通孔或延伸至所述内调节导杆的外面，所述信号导线的布线方式为自所述压力传感器的输出端引出，穿过所述顶块上的穿线通孔和所述导向连接杆的中央通孔，由此可以方便布线，不会因导杆转动损坏信号导线。

优选地，所述导向连接杆为空心管状，采用具有一定弹性或柔性且不会出现轴向伸缩的硬质杆，所述信号导线穿过所述顶块上的轴向穿线通孔，进入顶块后方的导向连接杆的内孔，沿导向连接杆伸延到内调节导杆的外面，接入所述压力显示器的相应接线端子，信号导线与导向连接杆无相对运动，可起到保护对信号导线的作用。

优选地，所述导向连接杆与内调节导杆的内壁之间可以设有一个或多个滑动轴承，所述内调节导杆旋转过程中，所述导向连接杆是静止不动的且与内调节导杆之间没有直接摩擦，通过设置滑动轴承一方面起到支撑作用，另一方面减小摩擦阻力，避免磨损。

这种尾架还可以包括发讯装置，所述导向连接杆的外端设有位置轮，所述发讯装置设有用于检测所述位置轮位置的位置传感器。

例如，在此情形下，所述导向连接杆可以延伸至所述内调节导杆的外面时，可以安装有能够与位置传感器（发讯装置）配套的位置指示装置，所述位置指示装置可以采用轮状（即所称的位置轮）或其他能够被位置传感器探测到的任意适宜形式，通过发讯装置中的位置传感器采集位置轮或其他位置指示装置的位置信息，确定导向连接杆的轴向位置，进而确定尾架主轴的轴向位置。由于位置轮呈相对于导向连接杆或套筒轴线旋转对称的形状，因此，安装时无需考虑导向连接杆的旋转位置或角度，不影响对位置的探测，方便了安装，保证了位置信息的可靠性。

所述位置传感器可以采用任意适宜的现有技术，例如，能够探测定位轮距离的激光测距仪。

优选地，所述活塞的中心轴线与所述外调节导杆、内调节导杆的中心轴线位于同一直线上，与所述尾架主轴的中心轴线也位于同一直线上。

优选地，所述驱动油缸的前端通过筒状连接盘固定安装在所述尾架箱体上，所述活塞延伸在油缸缸体的外面的前端及其与所述尾架主轴之间的连接件位于所述筒状连接盘内，由此实现对活塞与尾架主轴之间的连接空间的封闭，有利于提高安全性。

优选地，所述液压机构可以设有进油连接板，所述进油连接板设置在所述油缸缸体的进油口，用于液压管道与油缸接口之间的连接，以方便相关安装和布置。。

本发明的有益效果为：

本发明实现了压力调整与尾架主轴同轴设置，无偏载力，减小测向磨损，并能够实现压力调整与压力显示同步，使得调整更加直观，使用调整过程更加简洁方便；尾架顶紧力的大小通过多个调节弹簧实现精确可调整性；压力调整组件的两组调节弹簧可分别调整，尾架顶紧力大小为其两组调节弹簧力的和值，分别有两组锁紧螺母，可分别调整，分别锁紧；调整装置与尾架活塞在同一轴线上，无偏载力，减小活塞的测向磨损；压力调整组件结构与尾架活塞形成相对独立的组合单元，调整装置可单独从尾架体上拆卸，不影响尾架的其它部件，拆装更换维护结构方便；压力传感器导线从中空的导向连接杆中引出，导向杆与传感器导线无相对滑动，无磨损，对导线起保护作用，延长导线的使用寿命；通过采用液压机构与发讯装置实现尾架的位置调节与位置检测，调节方便可靠。

附图说明

图1是本发明实施方式示意图；

图2是本发明实施方式压力调整及压力显示装置示意图；

图3是本发明实施方式涉及的压力调整及压力显示装置与主轴连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-图3所示，本发明涉及一种液动尾架，包括尾架箱体1、尾架主轴2、液压机构、压力调整组件8、压力显示装置和发讯装置10，所述尾架主轴设置在所述尾架箱体内，所述液压机构以螺栓连接等适宜的可拆连接方式安装在所述尾架箱体1的后端面，所述压力调整组件8设置在所述驱动油缸的活塞中，与所述尾架主轴的轴线共线（中心轴线位于同一直线上），所述发讯装置10包括与所述位置轮相对应的位置传感器，通过所述液压机构能够前后方向调节尾架主轴的位置，所述发讯装置10能够通过检测位置轮的位置检测尾架主轴的位置。

所述液压机构包括筒状连接盘4和驱动油缸以及配套的油路，驱动油缸包括油缸缸体6、端盖7、进油连接板9和活塞5，所述筒状连接盘4安装在所述尾架箱体1和所述油缸缸体6之间起连接作用，通过其前后两端的安装法兰分别固定连接所述尾架箱体和所述油缸缸体上，所述进油连接板9安装在所述油缸缸体6的进出油口处，设有进出油口的连接短管，以方便与相关油管的连接，所述活塞安装在所述油缸缸体6内，其两端延伸在油缸缸体的外面，所述端盖7安装在所述油缸缸体上。

所述尾架主轴2的后端面设有主轴连接体3并通过所述主轴连接体3连接所述活塞5的前端，所述尾架主轴2与所述活塞5在同一轴线上，所述压力调整组件8安装在所述活塞5的内孔中，所述主轴连接体3与所述尾架主轴2连接为一体，所述压力调整组件8前端的压力传感器11与所述主轴连接体3的后端面接触，所述尾架主轴2的顶紧力大小由所述压力调整组件8的弹簧力的大小决定，两组调节弹簧可分别调整，压力大小为两组弹簧之合力。

本发明涉及的压力调整及压力显示装置如图2所示，由以下部分构成，压力传感器11、导向连接杆12、粗调弹簧（外调节弹簧）13、精调弹簧（内调节弹簧）14、粗调导杆（外调节导杆）15、精调导杆（内调节导杆）17和顶块22。

所述压力传感器11设置在所述顶块22的前端，所述粗调弹簧13和所述精调弹簧14设置在所述顶块22的后端，所述精调弹簧14套设在所述粗调弹簧13内。

所述粗调弹簧13的后面设有粗调导杆15，所述粗调导杆与所述活塞的内壁螺纹配合，所述粗调导杆13的外螺纹段旋接有位于活塞外面的粗调锁紧螺母（外导杆锁紧螺母）16，所述粗调螺母16能够与所述活塞的后端接触并锁紧，所述粗调导杆15的前端面设有凸台，所述凸台上装有推力球轴承并通过推力球轴承与所述粗调弹簧13的后端面相接触，所述粗调导杆15的后端设有粗调手轮（外导杆调节手轮），所述精调导杆17的后端设有精调手轮（内导杆调节手轮）。

所述精调弹簧14的后面设有精调导杆17，所述精调导杆17套设在所述粗调导杆17的内孔里并与所述粗调导杆的内壁螺纹配合，所述精调导杆的外螺纹段旋接有位于粗调导杆外的精调锁紧螺母（内导杆锁紧螺母）18，所述精调锁紧螺母能够与所述粗调导杆的后端面接触并锁紧，所述精调导杆17的前端面设有凹槽，所述凹槽内设有推力球轴承并通过推力球轴承与所述精调弹簧14的后端面相接触。

所述精调导杆17为中空结构，所述导向连接杆12固定连接在所述顶块22的后端中央位置并穿过所述精调弹簧14和所述精调导杆17的内孔延伸到所述精调导杆17外，所述导向连接杆12的外端设有位置轮19，所述导向连接杆12与所述精调导杆之间设有滑动轴承。

所述压力传感器11通过信号导线21连接数字压力显示器20，所述导向连接杆12为中空结构，所述信号导线21设置在所述导向连接杆12的内孔，所述压力传感器11固定在顶块22上，所述信号导线21通过具有中空结构的所述导向连接杆12,引至尾架体外，所述信号导线21与所述导向连接杆12相对无运动，可起到保护导线的作用。

压力调整及压力显示装置与尾架主轴连接如图3所示，尾架主轴2 与主轴连接体3固定连接，压力调整组件8的压力传感器11与主轴连接体3的后端面压力接触，通过弹簧的顶紧力将其完全与主轴连接体3 的端面贴合，并将产生的顶紧力转换为电信号通过导线传递至显示装置，粗调导杆15通过粗调锁紧螺母16与活塞5锁紧固定为一体。

功能及调整简介如下；作用在尾架主轴上的作用力，经由尾架主轴2和主轴连接体3传递至调整装置8上的压力传感器11,压力传感器11将压力信号转换为电信号，通过信号导线21,传递至数字压力压力显示器20,尾架主轴2顶紧力的大小由压力调整装置8的两组弹簧力大小决定，一组为粗调弹簧，其弹性系数值较大，可实现较小的调整量得到所需顶紧力，另一组弹簧为精调弹簧，用于实现精确加载顶紧力，两组弹簧可配合使用，实现尾架顶紧力的精确可调性，锁紧螺母16和锁紧螺母18可将调整完成后的压力调整组件的压力大小固定在所需位置状态保持不变。

尾架主轴2上的顶紧力大小通过调整粗调弹簧13和精调弹簧14实现尾架最大顶紧力数值的精确设定，实现加载在工件上的顶紧力大小直观可视，对于细长杆类零件和曲轴类等容易弹性变形的零件的夹持顶紧的操作更为灵活和方便。

粗调弹簧13和精调弹簧14可以选用不同弹性系数的K值，并且压力调整及显示装置可独立从尾架活塞的螺纹活塞中单独取出，不需要拆卸尾架的其它零部件，顶紧力大小可通过更换不同的K值的弹簧即可实现，使用变更更加简易，灵活。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (11)

1.一种设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于包括尾架箱体、尾架主轴、液压机构、压力调整组件和压力显示装置，所述尾架主轴安装在所述尾架箱体上，所述液压机构包括用于驱动所述尾架主轴轴向移动的驱动油缸，所述驱动油缸安装在所述尾架主轴的后方，所述驱动油缸的活塞的两端均延伸在油缸缸体的外面，并采用两端均设有开口的中空结构，所述压力调整组件包括安装在所述活塞内的外调节弹簧、内调节弹簧、外调节导杆、内调节导杆和顶块，所述顶块位于所述外调节弹簧和内调节弹簧的前面，与所述尾架主轴的后端压力连接，与所述外调节弹簧的前端和所述内调节弹簧的前端压力连接，与所述活塞的内壁之间留有间隙，所述外调节弹簧和所述内调节弹簧均采用螺旋弹簧，所述外调节弹簧套在所述内调节弹簧的外面，与所述内调节弹簧之间留有间隙，所述外调节导杆采用中空结构，套在所述内调节导杆的外面，所述外调节导杆的前端与所述外调节弹簧的后端压力连接，所述外调节导杆的外侧面与所述活塞的内壁螺纹连接，设有能够与所述活塞螺纹连接的外螺纹段，所述活塞的内壁上设有对应的内螺纹段，所述内调节导杆的前端与所述内调节弹簧的后端压力连接，所述内调节导杆的外侧面与所述外调节导杆的内壁螺纹连接，设有能够与所述外调节导杆螺纹连接的外螺纹段，所述外调节导杆的内壁上设有对应的内螺纹段，所述压力显示装置包括用于检测顶块前端所受压力的压力传感器和用于显示所述压力传感器采集的压力信息的压力显示器，所述压力传感器设置在所述顶块的前端，其输出通过信号导线接入所述压力显示器。

2.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架其特征在于所述尾架主轴的后端设有主轴连接体，所述主轴连接体从所述活塞的前端开口延伸至所述活塞内，其后端面与所述顶块的前端面压力接触，由此实现所述顶块的前端与所述尾架主轴的后端压力连接，所述活塞的前端开口处设有径向向内凸起的内环形凸缘，所述主轴连接体的后端设有位于所述活塞内的径向向外凸起的外环形凸缘，所述主轴连接体的后端的外环形凸缘的外径大于所述活塞的前端开口处的内环形凸缘的内径，所述主轴连接体采用旋转对称结构，其主体部分呈后端设有端面的筒状，前端固定套在所述尾架主轴的后端，由此实现与所述尾架主轴之间的固定连接。

3.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述外调节弹簧的弹性系数为所述内调节弹簧的弹性系数的5-15倍，由此，所述外调节弹簧构成粗调弹簧，所述内调节弹簧构成精调弹簧，所述外调节导杆构成粗调导杆，所述内调节导杆构成精调导杆。

4.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述外调节导杆的后端延伸至套筒的外面，并设有与所述外调节导杆连为一体的外导杆调节手轮，所述内调节导杆的后端延伸至所述外调节导杆的外面，并设有与所述内调节导杆连为一体的内导杆调节手轮。

5.根据权利要求4所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述外调节导杆的外螺纹段延伸至所述套筒的外面，并旋接有用于锁定外调节导杆的外导杆锁紧螺母，所述外导杆锁紧螺母位于所述外导杆调节手轮的前侧，所述内调节导杆的外螺纹段延伸至所述外调节导杆的后端的外面，并旋接有用于锁定内调节导杆的内导杆锁紧螺母，所述内导杆锁紧螺母位于所述内导杆调节手轮的前侧。

6.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述外调节导杆的前端与所述外调节弹簧的后端的压力连接方式和所述内调节导杆的前端与所述内调节弹簧的后端的压力连接方式均为采用推力球轴承连接。

7.根据权利要求6所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述外调节导杆的前端与相应推力球轴承的内圈连接，设有用于连接相应推力球轴承的内圈的凸台，相应的，所述外调节弹簧的后端与相应推力球轴承的外圈连接，所述内调节导杆的前端与相应推力球轴承的外圈连接，设有用于连接相应推力球轴承的外圈的凹槽，相应的，所述内调节弹簧的后端与相应推力球轴承的内圈连接。

8.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述内调节导杆采用中空结构，所述顶块固定连接有导向连接杆，所述导向连接杆自所述顶块的后端向后延伸，至少穿过所述内调节弹簧，延伸至所述内调节导杆的中央通孔或延伸至所述内调节导杆的外面，所述信号导线的布线方式为自所述压力传感器的输出端引出，穿过所述顶块上的穿线通孔和所述导向连接杆的中央通孔。

9.根据权利要求1所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于所述驱动油缸的前端通过筒状连接盘固定安装在所述尾架箱体上，所述活塞延伸在油缸缸体的外面的前端及其与所述尾架主轴之间的连接件位于所述筒状连接盘内。

10.根据权利要求8所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于还包括发讯装置，所述导向连接杆的外端设有位置指示装置，所述发讯装置设有用于检测所述位置指示装置的位置的位置传感器。

11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7和9中任意一项所述的设有压力调整及压力显示装置的液动尾架，其特征在于还包括发讯装置，所述内调节导杆采用中空结构，所述顶块固定连接有导向连接杆，所述导向连接杆自所述顶块的后端向后延伸，至少穿过所述内调节弹簧，延伸至所述内调节导杆的中央通孔或延伸至所述内调节导杆的外面，所述信号导线的布线方式为自所述压力传感器的输出端引出，穿过所述顶块上的穿线通孔和所述导向连接杆的中央通孔，所述导向连接杆的外端设有位置指示装置，所述发讯装置设有用于检测所述位置指示装置的位置的位置传感器。