CN114042815B - 一种管端扩口夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管端扩口夹紧装置，包括钳架、活动夹紧部、直线驱动部，还包括固定钳口、芯模、左连杆、中间连块、右连杆、后支座；所述钳架的顶部从左至右依次设置有固定钳口、活动夹紧部、后支座，所述活动夹紧部与钳架滑动连接；所述活动夹紧部与后支座之间的钳架上转动设置有直线驱动部，所述直线驱动部的驱动端设置有中间连块，所述中间连块的两端分别通过左连杆、右连杆与活动夹紧部、后支座铰接；所述固定钳口与活动夹紧部的相对侧分别对称设置有芯模。本发明实现将中间连块的上下运动转化为活动夹紧部的水平运动，并将直线驱动部产生的推力在芯模夹紧处放大，且在芯模夹紧后能够实现自锁，具有较好的实用性。

Description

一种管端扩口夹紧装置

技术领域

本发明属于导管夹紧装置的技术领域，具体涉及一种管端扩口夹紧装置。

背景技术

在现有技术中，对于管端扩口机的导管夹紧方式常采用手动夹紧和液压夹紧。手动夹紧主要靠滑动丝杠副自锁原理来实现夹紧功能，其对操作者经验要求高，夹紧力主要靠操作者手感来控制，容易造成导管夹不紧或夹变形的现象，影响产品质量，同时劳动强度高、加工效率低。液压夹紧主要靠液压油推动液压缸来提供夹紧力，虽可以通过液压阀来控制压力大小，从而实现对液压缸夹紧力的控制，但液压油可能泄漏，存在污染风险，同时液压系统运行噪音较大，对操作者健康存在危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管端扩口夹紧装置，本发明通过直线驱动部推动中间连接块移动的同时配合铰接、滑动连接结构，实现将中间连块的上下运动转化为活动夹紧部的水平运动，并将直线驱动部产生的推力在芯模夹紧处放大，且在芯模夹紧后的位置处能够实现自锁，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种管端扩口夹紧装置，包括钳架、活动夹紧部、直线驱动部，还包括固定钳口、芯模、左连杆、中间连块、右连杆、后支座；所述钳架的顶部从左至右依次设置有固定钳口、活动夹紧部、后支座，所述活动夹紧部与钳架滑动连接；所述活动夹紧部与后支座之间的钳架上转动设置有直线驱动部，所述直线驱动部的驱动端设置有中间连块，所述中间连块的两端分别通过左连杆、右连杆与活动夹紧部、后支座铰接；所述固定钳口与活动夹紧部的相对侧分别对称设置有芯模。

在使用本发明时，将钳架固定在工作台上，将导管放入固定钳口一侧的芯模内，然后启动直线驱动部推动中间连块上下移动，所述直线驱动部在带动中间连块时相对钳架转动，通过中间连块带动左连杆使活动夹紧部沿钳架滑动，进而实现将中间连块的上下运动转化为活动夹紧部的水平运动，并将直线驱动部产生的推力在芯模夹紧处放大，且在芯模夹紧后的位置处能够实现自锁，具有较好的实用性。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述活动夹紧部包括活动钳口和活动钳口座，所述活动钳口座与钳架滑动连接，所述活动钳口座靠近固定钳口的一侧设置有活动钳口。固定钳口和活动钳口内安装的芯模配合夹紧导管，活动钳口座承载活动钳口在钳架上进行滑动。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括间隙调节装置，所述活动钳口和活动钳口座之间通过间隙调节装置连接；所述间隙调节装置包括内圆柱螺纹销、缓冲弹簧、紧固螺钉，所述活动钳口和活动钳口座之间的上下两端分别通过内圆柱螺纹销连接，且所述活动钳口和活动钳口座之间的内圆柱螺纹销上套设有缓冲弹簧；所述紧固螺钉的一端穿过活动钳口座并与活动钳口抵接，所述紧固螺钉与活动钳口座螺纹连接。

要实现钳口夹紧力放大效果，同时力的放大倍数最大，关键在于处于夹紧位置时左连杆与右连杆之间形成的夹角应尽量接近180°，同时为防止中间连块冲过极限位置，其间夹角＜180°。如果单纯依靠零件精度设计保证此夹角，其制造成本较高，同时夹角固定无法调节，对后期调试造成困难，为实现低成本、简便地实现夹角调节，所以在活动钳口处设置间隙调节装置，设置紧固螺钉来调节活动钳口相对于活动钳口座的极限位置，从而改变夹紧时的左连杆和右连杆间的夹角。

本发明通过设置的缓冲弹簧可防止活动钳口座带动活动钳口对导管进行夹紧时，芯模对导管产生刚性冲击。活动钳口通过紧固螺钉调节位置，通过位置调节可以改变芯模加紧导管时中间连块与左连杆和右连杆的夹角，从而补偿由于加工误差导致的无法产生自锁的现象，降低了对各零件加工精度的要求。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括内六角圆柱头螺钉、缓冲垫圈，所述内六角圆柱头螺钉的一端滑动穿过活动钳口座并与活动钳口固定连接，所述内六角圆柱头螺钉的自由端靠近活动钳口座的一侧套设有缓冲垫圈。缓冲垫圈可防止夹紧任务结束后缓冲弹簧复位引起内六角圆柱头螺钉的钉头与活动钳口座发生刚性碰撞。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括固定挡片和活动挡片，所述固定钳口、活动钳口分别对应芯模设置有安装槽，所述安装槽的下端设置有固定挡片，且固定挡片通过螺钉与安装槽固定连接，用来方便芯模安装定位，而安装槽上端滑动设置有活动挡片，活动挡片可上下滑动，方便芯模进行更换。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述直线驱动部包括气缸、带座轴承、气缸活塞杆，所述活动夹紧部与后支座之间的钳架上转动设置有气缸，所述钳架通过带座轴承与气缸转动连接，所述气缸的驱动端设置有气缸活塞杆，所述气缸活塞杆穿过钳架并与中间连块连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述钳架的中部设置有贯通的驱动空间，所述直线驱动部的驱动端穿过驱动空间并与中间连块连接；所述钳架的顶部两侧分别设置有直线导轨，所述活动夹紧部滑动设置在直线导轨上。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述带座轴承包括弹性垫圈、内六角螺钉、调整垫片和轴承，所述轴承垂直钳架的两侧面穿设在钳架上，所述轴承的两端分别通过弹性垫圈、内六角螺钉转动连接在钳架上，所述调整垫片设置在轴承与钳架两侧面的内表面的连接处。调整垫片可防止轴的轴向移动和跳动，保证气缸转动的稳定性。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述连块铰轴的下方设置有轴限位板。轴限位板可限制连块铰轴的转动和轴向移动，保证传动的稳定性。

本发明具有夹紧力放大功能，气缸的气缸活塞杆产生的推力通过左连杆、中间连块和右连杆组成的连杆机构传递到活动钳口，当活动钳口与固定钳口接触后，其间会产生夹紧力，以便夹紧芯模中的工件；同时，当活动钳口到达夹紧位置时，由于此时左连杆与右连杆形成的夹角接近于180°，此时气缸活塞杆上的力分解到左连杆和右连杆上的分力很大，而钳口间的夹紧力由左连杆传递过来，从而起到了夹紧力放大的作用，实现稳定的夹紧功能。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过气缸活塞杆推动中间连块移动的同时配合铰接和直线导轨将中间连块的上下运动转化为活动钳口的水平运动，并通过铰链杠杆机构将气缸产生的推力在芯模夹紧处放大且在夹紧后能够实现自锁，并通过设置的缓冲弹簧减小了夹紧时芯模对导管的刚性冲击，具有较好的实用性；

（2）本发明中的铰链轴、左连杆、中间连块、连块铰轴、右连杆、铰链轴、后支座、气缸以及带座轴承构成增力结构，在结构满足自锁条件（夹角满足一定条件）的前提下，使得驱动部只需提供较小的力就可满足芯模夹紧处所需要的夹紧力，从而起到降能增效的作用；

（3）本发明的直线驱动部采用气缸，克服了传统液压夹紧装置的液压油可能泄漏，存在污染风险，液压系统运行噪音较大，对操作者健康存在危害的缺陷；

（4）由于各组成结构之间存在间隙以及加工误差的存在，实际情况下可能达不到自锁条件，因此设置了紧固螺钉来调节活动钳口的位置，通过活动钳口位置的调节，可以使夹角满足自锁条件，从而实现稳定夹紧的要求，具有较好的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的局部剖视图；

图3为连块铰轴的结构示意图；

图4为调整垫片的结构示意图；

图5为本发明夹紧时的结构示意图；

图6为本发明松开时的结构示意图；

图7为活动钳口夹紧时间隙调节装置的结构示意图；

图8为活动钳口松开时间隙调节装置的结构示意图。

其中：1、钳架；2、气缸；3、带座轴承；4、固定钳口；5、芯模；6、活动钳口；7、活动钳口座；8、左连杆；9、中间连块；10、后支座；11、直线导轨；12、铰链轴；13、右连杆；14、弹性垫圈；15、内六角螺钉；16、轴限位板；17、气缸活塞杆；18、内六角圆柱头螺钉；19、缓冲垫圈；20、紧固螺钉；21、活动挡片；22、固定挡片；23、内圆柱螺纹销；24、缓冲弹簧；25、连块铰轴；26、调整垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

实施例1：

一种管端扩口夹紧装置，如图1所示，包括钳架1、活动夹紧部、直线驱动部，还包括固定钳口4、芯模5、左连杆8、中间连块9、右连杆13、后支座10；所述钳架1的顶部从左至右依次设置有固定钳口4、活动夹紧部、后支座10，所述活动夹紧部与钳架1滑动连接；所述活动夹紧部与后支座10之间的钳架1上转动设置有直线驱动部，所述直线驱动部的驱动端设置有中间连块9，所述中间连块9的两端分别通过左连杆8、右连杆13与活动夹紧部、后支座10铰接；所述固定钳口4与活动夹紧部的相对侧分别对称设置有芯模5。

在使用本发明时，将钳架1固定在工作台上，将导管放入固定钳口4一侧的芯模5内，然后启动直线驱动部推动中间连块9上下移动，所述直线驱动部在带动中间连块时相对钳架转动，通过中间连块9带动左连杆8使活动夹紧部沿钳架1滑动，进而实现将中间连接块9的上下运动转化为活动夹紧部的水平运动，并将直线驱动部产生的推力在芯模1夹紧处放大，且在芯模1夹紧后能够实现自锁，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图1所示，所述活动夹紧部包括活动钳口6和活动钳口座7，所述活动钳口座7与钳架1滑动连接，所述活动钳口座7靠近固定钳口4的一侧设置有活动钳口6。固定钳口和活动钳口内安装的芯模5配合夹紧导管，活动钳口座承载活动钳口在钳架上进行滑动；另外，活动钳口座与钳架也可以是其他形式的相对运动。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图1和图7所示，还包括间隙调节装置，所述活动钳口6和活动钳口座7之间通过间隙调节装置连接；所述间隙调节装置包括内圆柱螺纹销23、缓冲弹簧24、紧固螺钉20，所述活动钳口6和活动钳口座7之间的上下两端分别通过内圆柱螺纹销23连接，且所述活动钳口6和活动钳口座7之间的内圆柱螺纹销23上套设有缓冲弹簧24；所述紧固螺钉20的一端穿过活动钳口座7并与活动钳口6抵接，所述紧固螺钉20与活动钳口座7螺纹连接。

要实现钳口夹紧力放大效果，同时力的放大倍数最大，关键在于处于夹紧位置时左连杆8与右连杆13之间形成的夹角应尽量接近180°，同时为防止中间连块9冲过极限位置，其间夹角＜180°。如果单纯依靠零件精度设计保证此夹角，其制造成本较高，同时夹角固定无法调节，对后期调试造成困难，为实现低成本、简便地实现夹角调节，所以在活动钳口6处设置间隙调节装置，如图7所示，设置了紧固螺钉20来调节活动钳口6相对于活动钳口座7的极限位置，从而改变夹紧时的左连杆8和右连杆13间的夹角。本发明通过设置的缓冲弹簧24可防止活动钳口座7带动活动钳口6对导管进行夹紧时，芯模5对导管产生刚性冲击。活动钳口6通过紧固螺钉20调节位置，通过位置调节可以改变芯模5加紧导管时中间连块9与左连杆8和右连杆13的夹角，从而补偿由于加工误差导致的无法产生自锁的现象，降低了对各零件加工精度的要求。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一项的基础上进行优化，如图1、图5和图6所示，还包括内六角圆柱头螺钉18、缓冲垫圈19，所述内六角圆柱头螺钉18的一端滑动穿过活动钳口座7并与活动钳口6固定连接，所述内六角圆柱头螺钉18的自由端靠近活动钳口座7的一侧套设有缓冲垫圈19。缓冲垫圈19可防止夹紧任务结束后缓冲弹簧24复位引起内六角圆柱头螺钉18的钉头与活动钳口座7发生刚性碰撞。

进一步地，还包括固定挡片22和活动挡片21，所述固定钳口4、活动钳口6分别对应芯模5设置有安装槽，所述安装槽的下端设置有固定挡片22，且固定挡片22通过螺钉与安装槽固定连接，用来方便芯模5安装定位，而设置在安装槽上端的活动挡片21可上下滑动，方便芯模5进行更换。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1-3任一项的基础上进行优化，如图1、图5和图6所示，所述直线驱动部包括气缸2、带座轴承3、气缸活塞杆17，所述活动夹紧部与后支座10之间的钳架1上转动设置有气缸2，所述钳架1通过带座轴承3与气缸2转动连接，所述气缸2的驱动端设置有气缸活塞杆17，所述气缸活塞杆17穿过钳架1并与中间连块9连接。

进一步地，所述钳架1的中部设置有贯通的驱动空间，所述直线驱动部的驱动端穿过驱动空间并与中间连块9连接；所述钳架1的顶部两侧分别设置有直线导轨11，所述活动夹紧部滑动设置在直线导轨11上。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例是在实施例1-3任一项的基础上进行优化，如图1、图5和图6所示，所述带座轴承3包括弹性垫圈14、内六角螺钉15、调整垫片26和轴承，所述轴承垂直钳架1的两侧面穿设在钳架1上，所述轴承的两端分别通过弹性垫圈14、内六角螺钉15转动连接在钳架1上，所述调整垫片26设置在轴承与钳架1两侧面的内表面的连接处。调整垫片26可防止轴的轴向移动和跳动，保证气缸转动的稳定性。

进一步地，所述连块铰轴25的下方设置有轴限位板16。轴限位板16可限制连块铰轴25的转动和轴向移动，保证传动的稳定性。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

一种管端扩口夹紧装置，包括钳架1，所述钳架1侧面安装有带座轴承3，钳架1下侧装有气缸2，钳架1上方安装直线导轨11，所述直线导轨11上装有活动钳口座7，活动钳口座7右侧设有铰链轴12，铰链轴12与左连杆8连接，左连杆8右侧与中间连块9连接，中间连块9下方与气缸2连接，中间连块9右侧通过右连杆13与后支座10连接，活动钳口座7左侧设有活动钳口6，活动钳口6与芯模5连接固定，芯模5左侧设有固定钳口4，中间连块9下端连接气缸活塞杆17，固定钳口4上端设有活动挡片21，固定钳口4下端设有固定挡片22，通过气缸2来提供压紧力，气缸活塞杆17与中间连块9连接固定，中间连块9通过连块铰轴25、左连杆8和右连杆13实现与活动钳口座7和后支座10的传动连接，导管从芯模5中心穿过，活动钳口6和活动钳口座7在气缸2推力的作用下在直线导轨11上进行直线运动，与固定钳口4相互配合实现夹紧作用，固定钳口4与活动钳口5上对应设置活动挡片21和固定挡片22，活动挡片21可进行上下滑动，方便芯模的更换，固定挡片22用来防止芯模的滑动和定位。

活动钳口6上下两端通过内圆柱螺纹销23与活动钳口座7连接，内圆柱螺纹销23上套有缓冲弹簧24，防止活动钳口座7带动活动钳口6对导管进行加紧时，芯模5对导管产生刚性冲击，活动钳口6中部通过内六角圆柱头螺钉18与活动钳口座7固定连接，内六角圆柱头螺钉18上设有缓冲垫圈19，可防止夹紧任务结束后缓冲弹簧24复位引起的螺母与活动钳口座7的刚性碰撞。

活动钳口6通过紧固螺钉20调节位置，通过位置调节可以改变芯模5加紧导管时中间连块9与左连杆8和右连杆13的夹角，从而补偿由于加工误差导致的无法产生自锁的现象，降低了对各零件加工精度的要求。

中间连块9通过连块铰轴25实现连接，所述连块铰轴25下方设有轴限位板16，可限制连块铰轴25的转动和轴向移动，保证传动的稳定性。

带座轴承3通过内六角螺钉15和弹性垫圈14与钳架1固定连接，带座轴承3通过轴与气缸2连接，使气缸2可以实现一定程度上的转动。

带座轴承3内设有调整垫片26，防止轴的轴向移动和跳动，保证气缸转动的稳定性。

本发明使用时，将钳夹1固定在工作台上，将导管放入固定钳口4一侧的芯模5内，然后启动气缸2，使气缸活塞杆17带动中间连块9移动，并通过连块铰轴25以及左连杆8、右连杆13实现运动方向的转换，在力的作用下，活动钳口座7带动活动钳口6在直线导轨11上进行直线运动，直到活动钳口6一侧的芯模5与导管接触并实现夹紧作业。

铰链轴12、左连杆8、中间连块9、连块铰轴25、右连杆13、后支座10、气缸2以及带座轴承3构成增力结构，在结构满足自锁条件（夹角满足一定条件）的前提下，可计算出增力比，使得气缸2只需提供较小的力就可满足芯模5夹紧处所需要的夹紧力，从而起到降能增效的作用。

各结构在理论计算前提下能够实现机构的自锁但由于各组成结构之间存在间隙以及加工误差的存在，实际情况下可能达不到自锁条件，因此设置了紧固螺钉20来调节活动钳口6的位置，通过活动钳口6位置的调节，可以使夹角满足自锁条件，从而实现稳定夹紧的要求。

本发明具有夹紧力放大功能，气缸2的气缸活塞杆17产生的推力通过左连杆8、中间连块9和右连杆13连杆组成的连杆机构传递到活动钳口6，当活动钳口6与固定钳口4接触后，其间会产生夹紧力，以便夹紧芯模5中的工件；同时，当活动钳口6到达图5中的夹紧位置时，由于此时左连杆8与右连杆13形成的夹角接近于180°，此时气缸活塞杆17上的力分解到左连杆8和右连杆13上的分力很大，而钳口间的夹紧力由左连杆8传递过来，从而起到了夹紧力放大的作用，实现稳定的夹紧功能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是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，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管端扩口夹紧装置，其特征在于，包括钳架（1）、活动夹紧部、直线驱动部，还包括固定钳口（4）、芯模（5）、左连杆（8）、中间连块（9）、右连杆（13）、后支座（10）；所述钳架（1）的顶部从左至右依次设置有固定钳口（4）、活动夹紧部、后支座（10），所述活动夹紧部与钳架（1）滑动连接；所述活动夹紧部与后支座（10）之间的钳架（1）上转动设置有直线驱动部，所述直线驱动部的驱动端设置有中间连块（9），所述中间连块（9）的两端分别通过左连杆（8）、右连杆（13）与活动夹紧部、后支座（10）铰接；所述固定钳口（4）与活动夹紧部的相对侧分别对称设置有芯模（5）；所述活动夹紧部包括活动钳口（6）和活动钳口座（7），所述活动钳口座（7）与钳架（1）滑动连接，所述活动钳口座（7）靠近固定钳口（4）的一侧设置有活动钳口（6）；还包括间隙调节装置，所述活动钳口（6）和活动钳口座（7）之间通过间隙调节装置连接；所述间隙调节装置包括内圆柱螺纹销（23）、缓冲弹簧（24）、紧固螺钉（20），所述活动钳口（6）和活动钳口座（7）之间的上下两端分别通过内圆柱螺纹销（23）连接，且所述活动钳口（6）和活动钳口座（7）之间的内圆柱螺纹销（23）上套设有缓冲弹簧（24）；所述紧固螺钉（20）的一端穿过活动钳口座（7）并与活动钳口（6）抵接，所述紧固螺钉（20）与活动钳口座（7）螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种管端扩口夹紧装置，其特征在于，还包括内六角圆柱头螺钉（18）、缓冲垫圈（19），所述内六角圆柱头螺钉（18）的一端滑动穿过活动钳口座（7）并与活动钳口（6）固定连接，所述内六角圆柱头螺钉（18）的自由端靠近活动钳口座（7）的一侧套设有缓冲垫圈（19）。

3.根据权利要求2所述的一种管端扩口夹紧装置，其特征在于，还包括固定挡片（22）和活动挡片（21），所述固定钳口（4）、活动钳口（6）分别对应芯模（5）设置有安装槽，所述安装槽的上端滑动设置有活动挡片（21），安装槽的下端设置有固定挡片（22），且固定挡片（22）通过螺钉与安装槽固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种管端扩口夹紧装置，其特征在于，所述直线驱动部包括气缸（2）、带座轴承（3）、气缸活塞杆（17），所述活动夹紧部与后支座（10）之间的钳架（1）上转动设置有气缸（2），所述钳架（1）通过带座轴承（3）与气缸（2）转动连接，所述气缸（2）的驱动端设置有气缸活塞杆（17），所述气缸活塞杆（17）穿过钳架（1）并与中间连块（9）连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种管端扩口夹紧装置，其特征在于，所述钳架（1）的中部设置有贯通的驱动空间，所述直线驱动部的驱动端穿过驱动空间并与中间连块（9）连接；所述钳架（1）的顶部两侧分别设置有直线导轨（11），所述活动夹紧部滑动设置在直线导轨（11）上。

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