CN113400069B - 一种液压双弹性体变形式锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压双弹性体变形式锁紧装置，该装置包括：第一盖体、第二盖体、第一弹性体、第二弹性体和设置在所述第一弹性体和所述第二弹性体之间的刹车盘；所述第一弹性体与所述第一盖体之间形成第一密封腔体，所述第一盖体上设置有向所述第一密封腔体内注入液压油的第一进油通道；所述第二弹性体与所述第二盖体之间形成第二密封腔体，所述第二盖体上设置有向所述第二密封腔体内注入液压油的第二进油通道。由于采用了双弹性体结构，因此相对于现有技术中的单弹体结构，本发明提供的锁紧装置可以提供两倍的缩紧压力，这样可以减少刹车盘的变形，减少压力损耗。本发明实施例提供的装置可以用于模块化机床的回转轴上。

Description

一种液压双弹性体变形式锁紧装置

技术领域

本发明涉及机床技术领域，特别涉及一种液压双弹性体变形式锁紧装置。

背景技术

回转轴是机床领域常用的关键功能部件，在机械加工过程中，尤其是在重切削时，回转轴承受比较大的切削力，这势必会带来驱动电动机发热量大、传动机构受力变形和传动刚度不足而引起刀具或工件振动等问题，从而严重影响工件的加工精度，因此回转轴中锁紧装置的应用，不但能够为回转轴提供较高的定位精度，还能保证回转轴具有较高的机构传动刚性。

现有的机床弹性体变形式锁紧机构均为单弹性体变形式锁紧，且刹车盘的摩擦面均为平面，由于弹性体和刹车盘均为内圆周固定，外圆周承受油压发生变形。当需要进行锁紧时，弹性体和刹车盘的变形量由外圆周向内圆周逐渐减小，导致锁紧时刹车盘上表面和下表面的所受压力沿外圆周向内圆周逐渐减小，同时受限于结构尺寸，刹车盘的摩擦面面积和扩展范围有限，所以现有的机床弹性体变形式锁紧机构能提供的制动力矩有限，难以保证锁紧刚度，进而难以保证定位精度。同时，现有的锁紧机构一般同回转轴集成设计、安装，设计机床时必须同时进行相应锁紧机构的设计，锁紧机构维护时也需要将机床回转轴整体拆解，所以现有锁紧机构的设计、维护成本较高。

发明内容

本发明提供一种液压双弹性体变形式锁紧装置，相对于现有技术可以提供至少高一倍的缩紧压力，以减少刹车盘的变形，减少压力损耗。

为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：

一种液压双弹性体变形式锁紧装置，包括：第一盖体、第二盖体、设置在所述第一盖体内的第一弹性体、设置在所述第二盖体内的第二弹性体和设置在所述第一弹性体和所述第二弹性体之间的刹车盘；所述第一弹性体与所述第一盖体之间形成第一密封腔体，所述第一盖体上设置有向所述第一密封腔体内注入液压油的第一进油通道；所述第二弹性体与所述第二盖体之间形成第二密封腔体，所述第二盖体上设置有向所述第二密封腔体内注入液压油的第二进油通道。

本发明上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下技术效果：

上述方案中，当需要锁紧时，通过第一进油通道向第一密封腔体内注入液压油 ，通过第二进油通道向第二密封腔体内注入液压油，这样第一弹性体和第二弹性体在液压油的压力下向刹车盘挤压，由于刹车盘与第一弹性体、第二弹性体之间的摩擦力导致刹车盘停止运转，从而实现锁紧。由于采用了双弹性体结构，因此相对于现有技术中的单弹体结构，本发明提供的锁紧装置相对于现有技术可以提供至少高一倍的缩紧压力，这样可以减少刹车盘的变形，减少压力损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的一种锁紧装置的正面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种锁紧装置的背面示意图；

图3为图1的A-A面剖视图；

图4为图1的B-B面剖视图；

图5为图1的C-C面剖视图；

图6为本发明实施例提供的一种锁紧装置的局部放大图；

图7为本发明实施例提供的一种锁紧装置中第一弹性体的正面示意图；

图8为图7的D-D面剖视图；

图9为本发明实施例提供的一种锁紧装置中刹车盘的正面示意图；

图10为图9的E-E面剖视图。

附图标记：1、第一盖体；2、第二盖体；3、第一弹性体；4、第二弹性体；5、盖体垫环；6、刹车盘；7、转轴垫环；8、第三螺钉；9、延长接头；10、堵头；11、第一螺钉；12、第二螺钉；13、第一内密封圈；14、第一外密封圈；15、第二内密封圈；16、第二外密封圈；17、第一进油通道；18、第一段进油通道；19、第二段进油通道；20、第三段进油通道；21、第一密封腔体；22、第二密封腔体；23、第一间隙；24、第二间隙；25、第一内环形槽；26、第一外环形槽；27、第二内环形槽；28、第二外环形槽；29、沉孔；30、通孔；33、刹车盘的第一表面；34、刹车盘的第二表面；31、第一弹性体的第一表面；32、第二弹性体的第二表面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1~图10所示，本发明实施例提供一种液压双弹性体变形式锁紧装置，包括：第一盖体1、第二盖体2、设置在所述第一盖体1内的第一弹性体3、设置在所述第二盖体2内的第二弹性体4和设置在所述第一弹性体3和所述第二弹性体4之间的刹车盘6；所述第一弹性体3与所述第一盖体1之间形成第一密封腔体21，所述第一盖体1上设置有向所述第一密封腔体21内注入液压油的第一进油通道17；所述第二弹性体4与所述第二盖体2之间形成第二密封腔体22，所述第二盖体2上设置有向所述第二密封腔体22内注入液压油的第二进油通道。

可理解的是，第一盖体1可以为压盖，第二盖体2可以为固定盖。

可理解的是，上述第一弹性体3和第二弹性体4为上下对称分布，刹车盘置于两个弹性体之间。

本发明提供的锁紧装置，当需要锁紧时，通过第一进油通道17向第一密封腔体21内注入液压油 ，通过第二进油通道向第二密封腔体22内注入液压油，这样第一弹性体3和第二弹性体4在液压油的压力下向刹车盘6挤压，由于刹车盘6与第一弹性体3、第二弹性体4之间的摩擦力导致刹车盘6停止运转，从而实现锁紧。由于采用了双弹性体结构，因此相对于现有技术中的单弹体结构，本发明提供的锁紧装置相对于现有技术可以提供至少高一倍的缩紧压力，这样可以减少刹车盘6的变形，减少压力损耗。

在具体实施时，如图6所示，为了进一步增加弹性体和刹车盘6之间的摩擦力，可以将所述刹车盘6的第一表面33和第二表面34设置为环形波纹状，所述第一弹性体3的第一表面31与所述刹车盘6的第一表面33接触，所述第一弹性体3的第一表面31的形状与所述刹车盘6的第一表面33的形状相适配，且所述第二弹性体4的第二表面32与所述刹车盘6的第二表面34接触，所述第二弹性体4的第二表面32的形状与所述刹车盘6的第二表面34的形状相适配。

如图6所示，在非锁紧状态下所述第一弹性体3的第一表面31与所述刹车盘6的第一表面33之间具有第一间隙23，所述第二弹性体4的第二表面32与所述刹车盘6的第二表面34之间具有第二间隙24；在锁紧状态下所述第一弹性体3和所述第二弹性体4在液压油的挤压下向所述刹车盘6挤压，所述第一间隙23和所述第二间隙24消失，所述第一弹性体3和所述第二弹性体4锁紧所述刹车盘6。

其中，刹车盘的波纹的角度可以参见图6中的角度01和角度02设置，波纹的高度可以参见图6中的高度H设置。

也就是说，当不需要锁紧时，因为有第一间隙23和第二间隙24，刹车盘6可以自由转动。而当需要锁紧时，向第一密封腔体21和第二密封腔体22内注入液压油，这样第一弹性体3和第二弹性体4在液压油的压力下挤压刹车盘6，第一间隙23和第二间隙24逐渐减小至消失，第一弹性体3、刹车盘6、第二弹性体4的接触面产生摩擦，当液压油给的压力足够高时，刹车盘6被第一弹性体3和第二弹性体4完全固定不能转动，由于第一弹性体3、刹车盘6、第二弹性体4的接触面均为环形波纹状，将平面接触改为波纹接触，这样在有限尺寸设计下增大了接触面积，改善由于弹性体变形由外圆周向内圆周逐渐减小所带来的压力分布不均问题，即改善了表面压力的分布情况，提高了锁紧刚度和定位精度。

在具体实施时，第一弹性体3和第二弹性体4可采用多种结构实现，下面提供其中一种结构：所述第一弹性体包括第一环形槽和设置在所述第一环形槽内的第一密封圈；所述第二弹性体包括第二环形槽和设置在所述第二环形槽内的第二密封圈。

在具体实施时，所述第一环形槽可以包括第一内环形槽和第一外环形槽，所述第一密封圈包括第一内密封圈和第一外密封圈，所述第一内密封圈设置在所述第一内环形槽内，所述第一外密封圈设置在所述第一外环形槽内，所述第一外环形槽设置在所述第一内密封圈的外周；所述第二环形槽可以包括第二内环形槽和第二外环形槽，所述第二密封圈包括第二内密封圈和第二外密封圈，所述第二内密封圈设置在所述第二内环形槽内，所述第二外密封圈设置在所述第二外环形槽内，所述第二外环形槽设置在所述第二内密封圈的外周。

例如，如图1~图10所示，所述第一弹性体3包括第一内环形槽25、第一外环形槽26、设置在所述第一内环形槽25中的第一内密封圈13和设置在所述第一外环形槽26内的第一外密封圈14，所述第一外环形槽26设置在所述第一内密封圈13的外周；所述第二弹性体4包括第二内环形槽27、第二外环形槽28、设置在所述第二内环形槽27中的第二内密封圈15和设置在所述第二外环形槽28内的第二外密封圈16，所述第二外环形槽28设置在所述第二内密封圈15的外周。

也就是说，每一个弹性体有两个环形槽，一个内环形槽和一个外环形槽，外环形槽设置在内环形槽的外周，每一个环形槽内设置密封圈，通过两个密封圈的密封作用，可以实现得到上述密封腔体。即，第一内密封圈13、第一外密封圈14以及刹车盘6形成上述第一密封腔体21，第二内密封圈15、第二外密封圈16以及刹车盘6形成上述第二密封腔体22。

在具体实施时，为了将弹性体固定在对应的盖体上，本发明提供的锁紧装置还可以包括：用于将所述第一弹性体3固定于所述第一盖体1上的第一螺钉11和将所述第二弹性体4固定于所述第二盖体2上的第二螺钉12。

如图1和2所示，在第一盖体1的内周设置一圈螺孔，进而通过设置第一螺钉11将第一弹性体3固定在第一盖体1上。在第二盖体2的内周设置一圈螺孔，进而通过设置第二螺钉12将第二弹性体4固定在第二盖体2上。

在具体实施时，本发明提供的锁紧装置还可以包括设置在所述刹车盘6上的转轴垫环7，所述刹车盘6和所述转轴垫环7上均设置有通孔，所述通孔用于与螺栓配合将所述刹车盘6和所述转轴垫环7连接至机床回转轴。

如图3和4所示，在刹车盘6和转轴垫环7的对应位置上设置有通孔30，通过该通孔30可以将锁紧装置固定在机床回转轴上。

在具体实施时，所述第一盖体1的外周设置有沉孔29，所述沉孔29用于与螺栓配合将所述第一盖体1与机床机箱连接。

如图1所示，在第一盖体1的边缘设置有一圈沉孔29，通过沉孔29可以将锁紧装置固定在机床机箱上。

在具体实施时，本发明提供的锁紧装置还包括盖体垫环5和第三螺钉8；所述盖体垫环5设置在所述第一盖体1和所述第二盖体2之间，且位于所述刹车盘6的外环；所述第三螺钉8穿设在所述第一盖体1、所述盖体垫环5和所述第二盖体2中，用于将所述第一盖体1和所述第二盖体2盖合固定。

如图3所示，盖体垫环5环设在刹车盘6的外周，且夹在第一盖体1和第二盖体2之间，起到调节两个弹性体3、4与刹车盘6的间隙的作用。通过第三螺钉8将第一盖体1、盖体垫环5和第二盖体2固定在一起，实现第一盖体1和第二盖体2的固定。

如图5所示，第一进油通道17的进油孔设置在第一盖体1的上表面，第二进油通道包括第一段进油通道18、第二段进油通道19和第三段进油通道20，这三段进油通道连通，且第二段进油通道19与第二盖体2的侧面之间设置有堵头10，在第一盖体1上设置有延长接头9，延长接头9与第三段进油通道20连通，这样液压油通过延长接头9、第三段进油通道20、第二段进油通道19和第一段进油通道18进入第二密封腔体22，实现对第二密封腔体22内注入液压油。

可理解的是，需要解除锁紧时，只需释放第一密封腔体21中的液压油，同时通过延长接头9、第二进油通道释放第二密封腔体22中的液压油，第一弹性体3以及第二弹性体4在自身弹性作用下回复原有形状，第一间隙23和第二间隙24恢复，刹车盘6恢复自由转动。

上述方案中，当需要锁紧时，通过第一进油通道向第一密封腔体内注入液压油 ，通过第二进油通道向第二密封腔体内注入液压油，这样第一弹性体和第二弹性体在液压油的压力下向刹车盘挤压，由于刹车盘与第一弹性体、第二弹性体之间的摩擦力导致刹车盘停止运转，从而实现锁紧。由于采用了双弹性体结构，因此相对于现有技术中的单弹体结构，本发明提供的锁紧装置相对于现有技术可以提供至少高一倍的缩紧压力，这样可以减少刹车盘的变形，减少压力损耗。

另外，本发明提供的锁紧装置独立于机床，当需要将锁紧装置从机床上拆卸下来时，只要把连接在主轴上的螺栓和连接在机箱上的螺栓同时卸下，既可将锁紧装置从机床上拆卸下来。本发明采用模块化思想，将锁紧装置从机床中提取出来，设计成一个相对独立的装置，从而使在机床设计中无需再重复设计锁紧装置，维护时也无需对整个机床进行拆解，这样便于设计、安装、维护，节省了设计、维护成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液压双弹性体变形式锁紧装置，其特征在于，包括：第一盖体、第二盖体、设置在所述第一盖体内的第一弹性体、设置在所述第二盖体内的第二弹性体和设置在所述第一弹性体和所述第二弹性体之间的刹车盘；所述第一弹性体与所述第一盖体之间形成第一密封腔体，所述第一盖体上设置有向所述第一密封腔体内注入液压油的第一进油通道；所述第二弹性体与所述第二盖体之间形成第二密封腔体，所述第二盖体上设置有向所述第二密封腔体内注入液压油的第二进油通道；

所述第一弹性体、所述刹车盘、所述第二弹性体的接触面均为环形波纹状，所述刹车盘的第一表面和第二表面为环形波纹状，所述第一弹性体的第一表面与所述刹车盘的第一表面接触，所述第一弹性体的第一表面的形状与所述刹车盘的第一表面的形状相适配，且所述第二弹性体的第二表面与所述刹车盘的第二表面接触，所述第二弹性体的第二表面的形状与所述刹车盘的第二表面的形状相适配；

在非锁紧状态下所述第一弹性体的第一表面与所述刹车盘的第一表面之间具有第一间隙，所述第二弹性体的第二表面与所述刹车盘的第二表面之间具有第二间隙，刹车盘能够在第一间隙与第二间隙之间自由转动；在锁紧状态下所述第一弹性体和所述第二弹性体在液压油的挤压下向所述刹车盘挤压，所述第一间隙和所述第二间隙消失，所述第一弹性体和所述第二弹性体锁紧所述刹车盘；所述第一弹性体包括第一环形槽和设置在所述第一环形槽内的第一密封圈；所述第二弹性体包括第二环形槽和设置在所述第二环形槽内的第二密封圈；

所述第一环形槽包括第一内环形槽和第一外环形槽，所述第一密封圈包括第一内密封圈和第一外密封圈，所述第一内密封圈设置在所述第一内环形槽内，所述第一外密封圈设置在所述第一外环形槽内，所述第一外环形槽设置在所述第一内密封圈的外周；

所述第二环形槽包括第二内环形槽和第二外环形槽，所述第二密封圈包括第二内密封圈和第二外密封圈，所述第二内密封圈设置在所述第二内环形槽内，所述第二外密封圈设置在所述第二外环形槽内，所述第二外环形槽设置在所述第二内密封圈的外周；

还包括用于将所述第一弹性体固定于所述第一盖体上的第一螺钉和将所述第二弹性体固定于所述第二盖体上的第二螺钉。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述刹车盘上的转轴垫环，所述刹车盘和所述转轴垫环上均设置有通孔，所述通孔用于与螺栓配合将所述刹车盘和所述转轴垫环连接至机床回转轴上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一盖体的外周设置有沉孔，所述沉孔用于与螺栓配合将所述第一盖体与机床机箱连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括盖体垫环和第三螺钉；所述盖体垫环设置在所述第一盖体和所述第二盖体之间，且位于所述刹车盘的外环；所述第三螺钉穿设在所述第一盖体、所述盖体垫环和所述第二盖体中，用于将所述第一盖体和所述第二盖体盖合固定。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二进油通道包括连通的第一段进油通道、第二段进油通道和第三段进油通道，所述第一段进油通道与所述第二密封腔体连通，在第一盖体上设置有延长接头，所述延长接头与第三段进油通道连通。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二盖体上还设置有堵头，所述堵头用于隔绝所述第二段进油通道与外界环境。

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