CN108724041A - 一种触碰式快速机械夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高速磁悬浮轴承夹紧技术领域，具体而言，涉及一种触碰式快速机械夹紧装置，包括一个圆盘状底架、八个圆柱齿轮和八个齿条卡爪，底架上设有安装孔、八个卡固部、八个圆柱凸台、八组固定部，上述圆柱齿轮安装在圆柱凸台上，齿条卡爪安装在固定部上，齿条卡爪一端和与其配合使用的卡固部相抵触，齿条卡爪另一端则一直延伸至安装孔边沿处，且齿条卡爪还与其两侧的圆柱齿轮相啮合。本发明为纯机械结构、强度高、成本低，当高速旋转轴承脱离工位后，以其最大偏移量为单向量设计出齿条卡爪三角凸台尺寸，脱离工位后的轴承一旦触碰到锁块斜面，齿条卡爪就会快速移动突破弹簧限定位置，接着又被锁块重新锁紧，整个锁紧过程，反应迅速。

Description

一种触碰式快速机械夹紧装置

技术领域

本发明属于高速磁悬浮轴承夹紧技术领域，具体而言，涉及一种触碰式快速机械夹紧装置。

背景技术

目前，高速磁悬浮轴承是一种十分新型的无接触式轴承，其使用过程中通过磁场作用，进行无接触高速旋转。由于高速磁悬浮轴承在运转过程中，摩擦力极小，运转稳定，因此在军工以及高精尖设备中有着广泛的应用前景。高速磁悬浮轴承在运转过程中有时会因为故障而突然失去磁力，此时高速磁悬浮轴承会脱离工位，但由于惯性力的作用，其仍然保持着高速旋转。由于目前用于该领域的部分快速机械夹紧装置敏感触发性较低，不能及时的进入工作状态将高速运转的高速磁悬浮轴承锁死，就会使得高速磁悬浮轴承容易与其相邻或配合的工作件出现多次反复碰撞，造成高速磁悬浮轴承的破损，同时在高速磁悬浮轴承巨大能量的破坏下，会造成与其相关机械结构的大面积瘫痪，造成巨大事故和财产损失。

因此，急需一种敏感触发性较高的高速磁悬浮轴承夹紧装置。

发明内容

为解决现有技术中高速磁悬浮轴承夹紧装置敏感触发性较低的缺陷，本发明提供了一种触碰式快速机械夹紧装置。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种触碰式快速机械夹紧装置，用于快速夹紧高速运转状态下的轴承，包括一个圆盘状底架、八个圆柱齿轮和八个齿条卡爪。

上述底架在其圆心处设有与上述轴承配合使用的安装孔，底架上设有沿底架圆心周向阵列的八组卡固部，卡固部与安装孔之间的底架上设有沿底架圆心周向阵列的八个圆柱凸台，八个圆柱凸台一一对应地设置在两相邻卡固部间隙至底架圆心的八个半径方向上，八个圆柱凸台两两之间的底架上夹设有沿底架圆心周向阵列的八组固定部，八组固定部一一对应地设置在两相邻圆柱凸台间隙至底架圆心的八个半径方向上。

上述圆柱齿轮一一对应地固定安装在上述圆柱凸台上。

上述齿条卡爪一一对应地滑动安装在固定部上，齿条卡爪一端和与其配合使用的卡固部相抵触，齿条卡爪另一端则一直延伸至安装孔边沿处，且齿条卡爪还与其两侧的圆柱齿轮相啮合。

在本发明提供的实施例中，上述齿条卡爪一端的两侧面上对称设有四个三角凸台，且位于同一侧面上的两个三角凸台为间隔设置，齿条卡爪另一端的两侧面上对称设有两个齿条，两齿条分别和与其相近的圆柱齿轮啮合。

在本发明提供的实施例中，上述卡固部包括第一长方形凸台、第二长方形凸台、第三长方形凸台和第四长方形凸台，共计四个长方形凸台，且四个长方形凸台依次按顺时针间隔排列后形成一矩形结构，长方形凸台中设有滑槽，滑槽在靠近上述矩形结构中心处的一端处设有锁块，其中第一长方形凸台、第二长方形凸台中的锁块分别与齿条卡爪一端两侧面上远离齿条的两个三角凸台抵触，第三长方形凸台、第四长方形凸台则分别与齿条卡爪该端两侧面上靠近齿条的两个三角凸台抵触，滑槽另一端的长方形凸台在其上表面设有与该滑槽连通且垂直相交的限位孔，限位孔中铆接有限位铆钉。

在本发明提供的实施例中，上述锁块在与齿条卡爪上三角凸台接触的一端设有斜面，锁块相对斜面的另一端上间隔设有三个开口槽，每个开口槽中均安装有弹簧，弹簧自由端则与限位铆钉相抵触，使得锁块在齿条卡爪的作用下能在滑槽内移动。

在本发明提供的实施例中，上述固定部包括间隔设置在同一半径方向上的三个支架，其中一个支架设于安装孔与圆柱凸台之间，另一个支架设于圆柱凸台和卡固部之间，最后一个支架则位于卡固部内。

有益效果：本发明为纯机械结构、强度高、成本低，当高速旋转轴承脱离工位后，一旦触碰到锁块斜面，齿条卡爪就会快速移动突破弹簧限定位置，接着又被锁块重新锁紧，整个锁紧过程，反应迅速，灵敏。此外，八个齿条卡爪，每四个为一组，交替排列，其中一组中的齿条卡爪被触碰后，另一组四个齿条卡爪会在圆柱齿轮带动下立刻完成对心自锁，防止轴承偏离工位，造成损坏。因此，本发明提供的触碰式快速机械夹紧装置不仅拥有较高的敏感触发性，还能实现很好的加紧效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明提供的触碰式快速机械夹紧装置立体图；

图2本发明提供的触碰式快速机械夹紧装置平面剖视图；

图3本发明提供的底架结构图；

图4本发明提供的齿条卡爪结构图；

图5本发明提供的锁块与限位铆钉连接关系图；

图6本发明提供的支架结构图。

图中所示：100-触碰式快速机械夹紧装置；1-底架；2-圆柱齿轮；3-齿条卡爪；4-安装孔；5-卡固部；6-圆柱凸台；8-滑槽；9-锁块；10-第一长方形凸台；11-第二长方形凸台；12-第三长方形凸台；13-第四长方形凸台；14-限位孔；15-限位铆钉；16-斜面；17-开口槽；18-弹簧；19-三角凸台；20-齿条；22-支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本实施例提供了一种触碰式快速机械夹紧装置100，用于快速夹紧高速运转状态下的轴承，如图1、图2所示，包括一个圆盘状底架1、八个圆柱齿轮2和八个齿条卡爪3。

如图3所示，上述底架1在其圆心处设有与上述轴承配合使用的安装孔4，且安装孔4圆心和底架1圆心重合。底架1上设有沿底架1圆心周向阵列的八组卡固部5，卡固部5与安装孔4之间的底架1上设有沿底架1圆心周向阵列的八个圆柱凸台6，八个圆柱凸台6一一对应地设置在两相邻卡固部5间隙中央至底架1圆心的八个半径方向上，八个圆柱凸台6两两之间的底架1上夹设有沿底架1圆心周向阵列的八组固定部，八组固定部一一对应地设置在两相邻圆柱凸台6间隙中央至底架1圆心的八个半径方向上。

上述圆柱齿轮2一一对应地固定安装在上述圆柱凸台6上，每个圆柱凸台6上安装有一个圆柱齿轮2。上述圆柱凸台6和底架1一体成型。

上述齿条卡爪3一一对应地滑动安装在固定部上，齿条卡爪3一端和与其配合使用的卡固部5相抵触，齿条卡爪3另一端则一直延伸至安装孔4边沿处，且齿条卡爪3还与其两侧的圆柱齿轮2相啮合。上述固定部焊接在上述底架1上。

同样可以理解，上述固定部也可与上述底架1一体成型。

如图4所示，在本实施例中，上述齿条卡爪3一端的两侧面上共设有四个三角凸台19，每一侧面上间隔设有两个三角凸台19，两侧面上的三角凸台19呈对称设置，齿条卡爪3另一端的两侧面上对称设有两个齿条20，每一侧面上设有一齿条20，两侧面上的齿条20呈对称设置，每侧面上的齿条20均与其相近的圆柱齿轮2啮合。

如上图3所示，在本实施例中，上述卡固部5包括第一长方形凸台10、第二长方形凸台11、第三长方形凸台12和第四长方形凸台13，共计四个长方形凸台，且四个长方形凸台依次按顺时针间隔排列后形成一矩形结构，长方形凸台中设有滑槽8，滑槽8在靠近上述矩形结构中心处的一端设有锁块9，其中第一长方形凸台10、第二长方形凸台11中的锁块9分别与齿条卡爪3两侧面上远离齿条20的两个三角凸台19抵触，第三长方形凸台12、第四长方形凸台13则分别与齿条卡爪3两侧面上靠近齿条20的两个三角凸台19抵触，而滑槽8另一端的长方形凸台在其上表面设有与该滑槽8连通且垂直相交的限位孔14，限位孔14中铆接有限位铆钉15。

具体的，上述第一长方形凸台10、第二长方形凸台11、第三长方形凸台12和第四长方形凸台13依次按顺时针间隔排列后形成一矩形结构中，又可分为上、下两组，第一长方形凸台10和第二长方形凸台11一组，第三长方形凸台12和第四长方形凸台13一组，同理上述矩形结构也可分为左、右两组，第一长方形凸台10和第三长方形凸台12一组，第二长方形凸台11和第四长方形凸台13为一组。

如图5所示，在本实施例中，上述锁块9在与齿条卡爪3上三角凸台19接触的一端设有斜面16，锁块9相对斜面16的另一端上间隔设有三个开口槽1，每个开口槽1中均安装有弹簧18，弹簧18自由端则与限位铆钉15相抵触，使得锁块9在齿条卡爪3的作用下能在滑槽8内移动。

如图6所示，在本实施例中，上述固定部包括间隔设置在同一半径方向上的三个支架22，其中一个支架22位于卡固部5内，另一个支架22设于圆柱凸台6和卡固部5之间，最后一个支架22则设于安装孔4与圆柱凸台6之间。

具体的，一个支架22设于卡固部5矩形结构上、下两组长方形凸台之间的底架1上，且位于卡固部5矩形结构左、右两组长方形凸台空隙中央位置处的底架1上，用于固定齿条卡爪3同一侧面两三角凸台19之间的部分；另一支架22设于圆柱凸台6和卡固部5之间的底架1上，用于固定齿条卡爪3齿条20和靠近齿条20两对称三角凸台19之间的部分，最后一支架22设于安装孔4与圆柱凸台6之间的底架1上，用于固定齿条卡爪3靠近安装孔4的端部。且齿条卡爪3可相对固定部进行滑动，即齿条卡爪3可沿同一半径方向上的三个支架22进行径向移动。

本实施例提供的触碰式快速机械夹紧装置100分为工作状态和非工作状态：

当其处于非工作状态时：八个齿条卡爪3靠近安装孔4的一端处在同一圆周上，且均不与安装孔4中的轴承接触。该状态下若受到外力影响则会进入自锁状态，一种自锁状态为避免重力影响：当底架1水平直径以上的上部齿条卡爪3由于重力原因具有下落趋势时，这些上部齿条卡爪3带动与其配合的圆柱齿轮2产生转动，转动的圆柱齿轮2带动与其相邻的其它圆柱齿轮2开始转动，相邻的圆柱齿轮2则会通过与其配合的齿条卡爪3，将这种趋势逐渐传递下去，当这种趋势传递到底架1水平直径以下的下部齿条卡爪3时，即产生作用在下部齿条卡爪3上向上的运动趋势，即向上的推力，下部齿条卡爪3向上的推力与上部齿条卡爪3自身收到的重力达到平衡时即呈现自锁状态，避免无故启动，防止意外夹紧。另外一种自锁状态则为避免外部因素：若底架1水平直径以上的上部齿条卡爪3受外部因素影响使其向上移动，且同时底架1水平直径以下的下部受外部因素影响使其向下移动时，由于齿条卡爪3上的三角凸台19与伸出滑槽8外的锁块9相抵触，锁块9在弹簧18弹力的作用下能够阻止齿条卡爪3进一步产生向外的位移。

当其处于工作状态时：当轴承脱离工位，并迅速开始进行无规则运动时，若其碰到八个齿条卡爪3中的任何一个时，被碰触的齿条卡爪3获得动能，开始快速沿径向往外(远离底架1圆心的半径方向)移动，若其受到的作用力大于弹簧18的弹力，则被碰触的齿条卡爪3就会抵开与其相抵触的锁块9，即被碰触的齿条卡爪3三角凸台19和与其抵触的锁块9斜面16发生滑移，锁块9被压回至滑槽8中，当被碰触的齿条卡爪3最外端的三角凸台19抵开第一长方形凸台10、第二长方形凸台11滑槽8中的锁块9，其靠近齿条20的两个三角凸台19也抵开了第三长方形凸台12、第四长方形凸台13滑槽8中的锁块9后，由于被碰触的齿条卡爪3横截面变小，则第一长方形凸台10、第二长方形凸台11、第三长方形凸台12和第四长方形凸台13滑槽8中的锁块9在弹力的作用下重新伸出至滑槽8外，第三长方形凸台12、第四长方形凸台13则会阻止被碰触的齿条卡爪3往内部移动(往圆心方向)移动。而底架1水平直径以下的下部分齿条卡爪3则又会阻止被碰触的齿条卡爪3往外移动，从而实现固定被碰触的齿条卡爪3。而其它的齿条卡爪3靠近安装孔4的一端在被碰触的齿条卡爪3带动下同时向安装孔4靠拢，在绝对对心的前提下完成夹紧操作。

由此可见，本发明提供的触碰式快速机械夹紧装置100不仅可用于夹紧轴承，同时也可用于夹紧其它待保护件。

本实施例提供的触碰式快速机械夹紧装置的有益效果为：本发明为纯机械结构、强度高、成本低，当高速旋转轴承脱离工位后，一旦触碰到锁块斜面，齿条卡爪就会快速移动突破弹簧限定位置，接着又被锁块重新锁紧，整个锁紧过程，反应迅速，灵敏。此外，八个齿条卡爪，每四个为一组，交替排列，其中一组中的齿条卡爪被触碰后，另一组四个齿条卡爪会在圆柱齿轮带动下立刻完成对心自锁，防止轴承偏离工位，造成损坏。因此，本发明提供的触碰式快速机械夹紧装置不仅拥有较高的敏感触发性，还能实现很好的加紧效果。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种触碰式快速机械夹紧装置，用于快速夹紧高速运转状态下的轴承，其特征在于，包括一个圆盘状底架、八个圆柱齿轮和八个齿条卡爪；

所述底架在其圆心处设有与所述轴承配合使用的安装孔，底架上设有沿底架圆心周向阵列的八组卡固部，卡固部与安装孔之间的底架上设有沿底架圆心周向阵列的八个圆柱凸台，八个圆柱凸台一一对应地设置在两相邻卡固部间隙至底架圆心的八个半径方向上，八个圆柱凸台两两之间的底架上夹设有沿底架圆心周向阵列的八组固定部，八组固定部一一对应地设置在两相邻圆柱凸台间隙至底架圆心的八个半径方向上；

所述圆柱齿轮一一对应地固定安装在所述圆柱凸台上；

所述齿条卡爪一一对应地滑动安装在固定部上，齿条卡爪一端和与其配合使用的卡固部相抵触，齿条卡爪另一端则一直延伸至安装孔边沿处，且齿条卡爪还与其两侧的圆柱齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的触碰式快速机械夹紧装置，其特征在于，所述齿条卡爪一端的两侧面上对称设有四个三角凸台，且位于同一侧面上的两个三角凸台为间隔设置，齿条卡爪另一端的两侧面上对称设有两个齿条，两齿条分别和与其相近的圆柱齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的触碰式快速机械夹紧装置，其特征在于，所述卡固部包括四个长方形凸台，分别为第一长方形凸台、第二长方形凸台、第三长方形凸台和第四长方形凸台，该四个长方形凸台依次按顺时针间隔排列后形成一矩形结构，长方形凸台中设有滑槽，滑槽在靠近所述矩形结构中心处的一端处设有锁块，其中第一长方形凸台、第二长方形凸台中的锁块分别与齿条卡爪一端两侧面上远离齿条的两个三角凸台抵触，第三长方形凸台、第四长方形凸台则分别与齿条卡爪该端两侧面上靠近齿条的两个三角凸台抵触，滑槽另一端的长方形凸台在其上表面设有与该滑槽连通且垂直相交的限位孔，限位孔中铆接有限位铆钉。

4.根据权利要求3所述的触碰式快速机械夹紧装置，其特征在于，所述锁块在与齿条卡爪上三角凸台接触的一端设有斜面，锁块相对斜面的另一端上间隔设有三个开口槽，每个开口槽中均安装有弹簧，弹簧自由端则与限位铆钉相抵触，使得锁块在齿条卡爪的作用下能在滑槽内移动。

5.根据权利要求1所述的触碰式快速机械夹紧装置，其特征在于，所述固定部中设于同一半径方向上的三个支架，其中一个支架设于安装孔与圆柱凸台之间，另一个支架设于圆柱凸台和卡固部之间，最后一个支架则位于卡固部内。