CN111618324B - 一种多连杆机构自锁卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械设备领域，涉及一种重型压力离心机密封性能测试实验台使用配套机构的多连杆机构自锁卡盘。自锁卡盘的外壳一侧设有短轴，外壳另一侧设有多组均匀分布的多连杆机构，多连杆机构与自锁机构的一端连接，自锁机构的另一端与内壳连接；外壳内壁设有均匀分布的导轨，导轨与多连杆机构的滑块相匹配；外壳与内壳相配合，滑块上的螺纹与内壳上的螺纹相啮合；外壳上的短轴安装有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相互啮合，大锥齿轮安装在内壳一侧的阶梯上。本发明提出了一种结构简单、体积小、重量轻的多连杆机构、自定心、自锁卡盘，用于给重型压力离心机密封性能测试实验台装卡零件配套使用。

Description

一种多连杆机构自锁卡盘

技术领域

本发明属于机械设备领域，具体涉及一种重型压力离心机密封性能测试实验台使用配套机构的多连杆机构自锁卡盘。

背景技术

卡盘是一种用来夹紧工件的机械装置，多用于机床等设备。其工作原理是利用在卡盘上的活动卡爪同时在径向位移，达到定位并夹紧工件的目的。现有的绝大多数卡盘多为三爪、四爪普通卡盘，一般只适用于机床设备，其功能单一、体积较大、较为笨重，对于一些专用零部件无法适用。

2018年1月5日公开的公告号为CN206839739U的专利一种磨床自定心自锁卡盘中通过卡簧进行周向固定，但是其结构复杂，而且如果预紧弹簧和芯子结构较为复杂，尤其是预紧弹簧很容易造成损坏，且其结构暴露在操作环境下，加大了损坏的风险。

发明内容

发明目的：

本发明旨在提出一种结构简单、体积小、重量轻的多连杆机构、自定心、自锁卡盘，用于给重型压力离心机密封性能测试实验台装卡零件配套使用。

技术方案：

一种多连杆机构自锁卡盘，外壳一侧设有短轴，外壳另一侧设有多组均匀分布的多连杆机构，多连杆机构与自锁机构连接，外壳内壁设有均匀分布的导轨，导轨与多连杆机构的滑块相匹配；外壳与内壳相配合，滑块上的螺纹与内壳上的螺纹相啮合；外壳上的短轴安装有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相互啮合，大锥齿轮安装在内壳一侧的阶梯上。

进一步的，外壳外侧设有凹槽，凹槽内的周向外侧设有固定支板，凹槽内的周向内侧设有滑轨，滑轨与活动卡爪滑动连接，固定支板和活动卡爪与多连杆机构的一端连接，多连杆机构的另一端与自锁机构连接。

进一步的，外壳内部周向均匀设置了三组多连杆机构，每个多连杆机构与对应的滑块连接，三个滑块与内壳通过螺纹连接。

进一步的，多连杆机构包括两组内连杆和外连杆，内连杆和外连杆通过连接杆连接，连接杆与连接长杆的一端连接，连接长杆的另一端与滑块连接。

进一步的，外壳内的固定支板通过销轴与多连杆机构连接，固定支板上设有两个连接座，连接座通过销轴与外连杆连接，活动卡爪上设有与固定支架上的连接座相对应的连接支座，连接支座通过销轴与内连杆的一端连接，内连杆的另一端与外连杆连接，内连杆和外连杆连接处与连接杆的一端连接，连接杆的另一端与滑块连接。

进一步的，自锁机构包括连接长杆、滑块和内壳，内壳外侧周向设有螺纹，螺纹与滑块上的矩形螺纹相匹配，滑块朝向活动卡爪的一侧与连接长杆连接。

进一步的，内壳的阶梯处通过键与大锥齿轮连接，大锥齿轮外侧设有轴端挡圈。

进一步的，短轴外侧通过轴套与外壳连接；短轴的内侧套有小锥齿轮，小锥齿轮两侧设有螺母，小锥齿轮与内壳上的大锥齿轮啮合。

进一步的，外壳设有法兰的一侧设有用于安装短轴的通孔，法兰上均匀设置有多个用于固定的螺栓孔。

进一步的，外壳的内壁上设有与多连杆机构对应的通槽，通槽的一侧设有滑轨，外壳在法兰一侧的腔体内设有内壳，内壳与外壳通过大椎齿轮和小锥齿轮啮合形成相对转动。

优点及效果：

本发明具有以下优点和有益效果：

1）本发明相对传统的三爪、四爪卡盘体积更小、重量更轻、成本更低。

2）本发明采用连杆机构实现对工件的自定位和夹紧，其结构特性保证了活动卡爪的位移不会出现偏斜，避免了传统三爪、四爪卡盘容易出现的喇叭口状问题。

3）本发明安装、拆解方便，易于维护和维修。多连杆机构和自锁机构设置在外壳的内部，避免了暴露造成的损坏。

附图说明：

图1是本发明连杆机构自锁卡盘的半剖结构示意图；

图2 是本发明卡爪一侧结构示意图；

图3是本发明齿轮一侧结构示意图。

附图标记说明：

1. 活动卡爪；2. 销轴；3. 内连杆；4. 外连杆；5. 外壳；6. 固定支架；7. 连接杆；8. 连接长杆；9. 滑块；10. 内壳；11. 大锥齿轮；12. 轴端挡圈； 13. 短轴；14. 轴套；15. 螺母；16. 小锥齿轮；17. 键；18. 固定螺钉

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1、2、图3所示，一种多连杆机构自锁卡盘，外壳5一侧设有短轴13，外壳5另一侧设有多组均匀分布的多连杆机构，多连杆机构与自锁机构；外壳5内壁设有均匀分布的导轨，导轨与多连杆机构的滑块9相匹配，用于安置滑块9；外壳5与内壳10相配合，滑块9上的螺纹与内壳10上的螺纹相啮合；外壳5上的短轴13安装有小锥齿轮16，小锥齿轮16与大锥齿轮11相互啮合，大锥齿轮11安装在内壳10一侧的阶梯上。

外壳5和内壳10形成相对转动，通过转动带动外壳一侧的活动卡爪1径向运动，实现对工件的定心和自夹紧。也就是通过旋转短轴13使小锥齿轮16转动，与之相啮合的大锥齿轮11发生转动；内壳10和大锥齿轮11相连，大锥齿轮11的转动带动了内壳10转动；与内壳10配合的滑块9在螺纹传动的作用下发生轴向位移，并带动与之相连的连杆机构；连杆机构的运动推动活动卡爪1径向位移，从而完成对工件的自定心和夹紧。

本发明整体结构简单，通过多连杆机构和自锁机构与内壳10之间传动，实现自定心和夹紧。大大简化了自锁卡盘结构，安装和拆解简单，更有利于后期的维护。

如图2和图3所示，外壳5远离法兰的外侧设有凹槽，凹槽内的周向外侧设有固定支板6，凹槽内的周向内侧设有滑轨，滑轨与活动卡爪1滑动连接，固定支板6和活动卡爪1与多连杆机构的一端连接，多连杆机构的另一端与自锁机构连接。

如图1所示，在滑块9发生轴向位移时，会带动多连杆机构动作，由于此多连杆机构的特性，固定支板6与活动卡爪1间的位移始终保持平行关系。由于活动卡爪1受滑轨的约束，活动卡爪1只能径向滑动，进而实现自定心和夹紧。

外壳5内部周向均匀设置了三组多连杆机构，每个多连杆机构与对应的滑块9连接，三个滑块9与内壳10通过螺纹连接。

如图1所示，本发明的多连杆结构可以设置三组、四组或者多组，一般以三组为最优，每组多连杆机构都设有对应的滑块9，实现在传动过程中滑块9同时转动，进而同时带动多连杆机构，保证多组连杆机构同时运动，实现自定心。

多连杆机构包括两组内连杆3和外连杆4，内连杆3和外连杆4通过连接杆7连接，连接杆7与连接长杆8的一端连接，连接长杆8的另一端与滑块9连接。

如图1所示，连接杆7为两端分别设有连接孔的直杆，每个连接孔同时与内连杆3和外连杆4连接，连接杆7在与连接长杆8连接的一端另一设有与连接长杆连接的孔。连接长杆8设置在通槽中，其结构是弯折状的连杆，与连接杆7连接的一侧与水平面呈一定角度，在到达内壳10上方时与内壳平行，保证内壳10与滑块是通过螺纹传动，保证传动稳定。

外壳5内的固定支板6通过销轴2与多连杆机构连接，固定支板6上设有两个连接座，连接座通过销轴2与外连杆4连接，活动卡爪1上设有与固定支架6上的连接座相对应的连接支座，连接支座通过销轴6与内连杆3的一端连接，内连杆3的另一端与外连杆4连接，内连杆3和外连杆4连接处与连接杆7的一端连接，连接杆7的另一端与滑块9连接。

多连杆机构的两组内连杆3和外连杆4同时随着连接杆7移动，使活动卡爪1进行径向运动。多连杆结构十分简单，同时能够实现活动卡爪的径向运动，不产生偏斜，避免了现有的卡盘容易出现的问题。

自锁机构包括连接长杆8、滑块9和内壳10，内壳10靠近法兰的外侧周向设有螺纹，螺纹与滑块9内侧的矩形螺纹相匹配，滑块9朝向活动卡爪1的一侧与连接长杆8连接。

通过连接长杆8实现内壳10和外壳5之间两侧的联动，保证内壳10和外壳5发生相对转动时，带动活动卡爪1，结构简单，更加高效。

如图1所示，内壳10的阶梯处通过键17与大锥齿轮11连接，大锥齿轮11外侧设有轴端挡圈12。

如图1和图3所示，内壳10的法兰一侧设有阶梯状结构，用于安装大椎齿轮11，大椎齿轮11通过键17与内壳10连接，同时大椎齿轮11靠近法兰的外侧还设有轴端挡圈12，用于固定大椎齿轮11。本发明直接将转动结构设置在了内壳10和外壳5上，进一步节约空间，简化结构，同时卡盘外侧并不复杂结构，保证整体不会受到外部的打击造成损坏，进一步保证了卡盘运行的安全性。

短轴13外侧通过轴套14与外壳5连接；短轴13的内侧套有小锥齿轮16，小锥齿轮16两侧设有螺母15，小锥齿轮16与内壳10上的大锥齿轮11啮合。

小锥齿轮16和大椎齿轮11相互啮合，通过旋转短轴13使小锥齿轮16转动，进而带动大椎齿轮11，其转动可以通过短轴13的转动方向和转动速度进行调节，十分简单，便于操作。

如图3所示，外壳5设有法兰的一侧设有用于安装短轴13的通孔，法兰上均匀设置有多个用于固定的螺栓孔，外壳5的内壁上设有与多连杆机构对应的通槽，通槽的一侧设有滑轨，外壳5一侧的腔体内设有内壳10，内壳10与外壳通过大椎齿轮11和小锥齿轮16啮合形成相对转动。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种多连杆机构自锁卡盘，包括回转体外壳，外壳5一侧设有通孔，用于安装短轴13，在短轴13的一端装有小锥齿轮16，由两个螺母15将小锥齿轮16进行固定；同一侧端面的法兰上设有四个螺栓孔，用于固定本发明连杆机构自锁卡盘；外壳5的内壁上开有三条均布的通槽，用于安置多连杆机构和滑块9；通槽的一侧设有滑轨，用于安装活动卡爪1并使其按滑轨方向运动；所述外壳5一侧的腔体内装有内壳10，其外表面上设有矩形螺纹，所述内壳10可相对外壳5自由转动；上述外壳5和内壳10相配合形成三条轨道，用于安装滑块9，在滑块9底部设有矩形螺纹，同所述内壳10相配合；滑块9的一端与连杆机构相连接；所述内壳10一端装有大锥齿轮11，由键17进行周向固定，由轴端挡圈12进行轴向固定，轴端挡圈12由三颗固定螺钉18固定在内壳10一侧端面；大锥齿轮11与小锥齿轮16相啮合。

采用上述结构后，通过旋转短轴13带动小锥齿轮16转动，与之相啮合的大锥齿轮11随之转动；大锥齿轮11与内壳10相连，跟随转动；与内壳10相配合的滑块9在螺纹传动的作用下轴向移动，滑块9移动带动了连杆机构，连杆机构动作推动活动卡爪径向位移，从而完成对工件的自定心和夹紧。

实施例2

一种多连杆自锁卡盘，采用四组多连杆机构，同时分别对应设置四个滑块9，其余结构与实施例1相同。

实施例3

一种多连杆机构自锁卡盘，外壳5一侧设有短轴13，外壳5另一侧设有多组均匀分布的多连杆机构，多连杆机构与自锁机构连接，外壳5内壁设有均匀分布的导轨，导轨与多连杆机构的滑块9相匹配，用于安置滑块9；外壳5与内壳10相配合，滑块9上的螺纹与内壳10上的螺纹相啮合；外壳5上的短轴13安装有小锥齿轮16，小锥齿轮16与大锥齿轮11相互啮合，大锥齿轮11安装在内壳10一侧的阶梯上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本 的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本 的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：外壳（5）一侧设有短轴（13），外壳（5）另一侧设有多组均匀分布的多连杆机构，多连杆机构与自锁机构连接，自锁机构包括连接长杆（8）、滑块（9）和内壳（10），外壳（5）内壁设有均匀分布的导轨，导轨与自锁机构的滑块（9）相匹配；外壳（5）与内壳（10）相配合，滑块（9）上的螺纹与内壳（10）上的螺纹相啮合；外壳（5）上的短轴（13）安装有小锥齿轮（16），小锥齿轮（16）与大锥齿轮（11）相互啮合，大锥齿轮（11）安装在内壳（10）一侧的阶梯上；多连杆机构包括两组内连杆（3）和外连杆（4），内连杆（3）和外连杆（4）通过连接杆（7）连接，连接杆（7）与连接长杆（8）的一端连接，连接长杆（8）的另一端与滑块（9）连接；外壳（5）外侧设有凹槽，凹槽内的周向外侧设有固定支板（6），凹槽内的周向内侧设有滑轨，滑轨与活动卡爪（1）滑动连接，固定支板（6）和活动卡爪（1）与多连杆机构的一端连接，多连杆机构的另一端与自锁机构连接；外壳（5）内部周向均匀设置了三组多连杆机构，每个多连杆机构与对应的滑块（9）连接，三个滑块（9）与内壳（10）通过螺纹连接；外壳（5）内的固定支板（6）通过销轴（2）与多连杆机构连接，固定支板（6）上设有两个连接座，连接座通过销轴（2）与外连杆（4）连接，活动卡爪（1）上设有与固定支 板（6）上的连接座相对应的连接支座，连接支座通过销轴（2）与内连杆（3）的一端连接，内连杆（3）的另一端与外连杆（4）连接，内连杆（3）和外连杆（4）连接处与连接杆（7）的一端连接，连接杆（7）的另一端与滑块（9）连接。

2.根据权利要求1所述的一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：内壳（10）外侧周向设有螺纹，螺纹与滑块（9）上的矩形螺纹相匹配，滑块（9）朝向活动卡爪（1）的一侧与连接长杆（8）连接。

3.根据权利要求2所述的一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：内壳（10）的阶梯处通过键（17）与大锥齿轮（11）连接，大锥齿轮（11）外侧设有轴端挡圈（12）。

4.根据权利要求1所述的一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：短轴（13）外侧通过轴套（14）与外壳（5）连接；短轴（13）的内侧套有小锥齿轮（16），小锥齿轮（16）两侧设有螺母（15），小锥齿轮（16）与内壳（10）上的大锥齿轮（11）啮合。

5.根据权利要求1所述的一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：外壳（5）设有法兰的一侧设有用于安装短轴（13）的通孔，法兰上均匀设置有多个用于固定的螺栓孔。

6.根据权利要求1或5所述的一种多连杆机构自锁卡盘，其特征在于：外壳（5）的内壁上设有与多连杆机构对应的通槽，通槽的一侧设有滑轨，外壳（5）在法兰一侧的腔体内设有内壳（10），内壳（10）与外壳通过大锥齿轮（11）和小锥齿轮（16）啮合形成相对转动。

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