CN117847055A - 一种旋合式防脱锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋合式防脱锁紧装置，采用纯机械限位连接结构，在动载荷作用下不会松动脱落，保证可拆连接时连接可靠。该装置包括：锁紧解锁机构、连接结构和防脱座；锁紧解锁机构包括锁紧套筒、驱动芯轴和压簧；驱动芯轴和压簧同轴套装在锁紧套筒内，驱动芯轴转动时带动锁紧套筒同步转动；驱动芯轴下移时压缩压簧；驱动芯轴下部外圆周两相对侧设置有下导向限位；锁紧套筒下部外圆周两相对侧设置有与下导向限位配合的下导向槽；两个下导向槽所在位置的外圆周面设置有旋转锁块；防脱座上端表面设置有通过孔，锁紧套筒只有在设定角度位置能穿过通过孔；防脱座上设置有两个限位槽，用于和两个下导向限位配合实现锁紧解锁机构锁紧后的转动限位。

Description

一种旋合式防脱锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种可拆连接结构，具体涉及一种旋合式防脱锁紧装置，属于工程结构领域。

背景技术

在需要采用可拆连接结构时，现有的连接方式多为螺纹结构，在冲击、振动等动载荷作用下易松动脱落；为保证螺纹结构的可靠连接，现有技术中在螺纹防松方面做了大量工作，要么效果不理想，要么装拆困难，要么使用场景有限制。

因此有必要设计一种能够在冲击、振动等动载荷作用下防松脱的锁紧装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种旋合式防脱锁紧装置，采用纯机械限位连接结构，在冲击、振动等动载荷作用下不会松动脱落，保证可拆连接时连接可靠。

本发明的技术方案为：一种旋合式防脱锁紧装置，包括：锁紧解锁机构、连接结构和防脱座；

所述锁紧解锁机构下端能够穿过所述连接结构伸入所述防脱座内；

所述锁紧解锁机构包括：锁紧套筒、驱动芯轴和压簧；锁紧套筒外圆周具有与连接结构配合的限位轴肩；所述驱动芯轴和压簧同轴套装在锁紧套筒内，所述驱动芯轴转动时带动锁紧套筒同步转动；所述驱动芯轴沿轴向下移时压缩压簧；所述驱动芯轴下部外圆周的两相对侧设置有下导向限位；

所述锁紧套筒下部外圆周的两相对侧设置有与下导向限位配合的下导向槽；两个下导向槽所在位置的外圆周面设置有凸起的旋转锁块；初始时，下导向限位块伸出下导向槽且上表面凸出于旋转锁块；驱动芯轴下移压缩压簧后，下导向限位块上表面与旋转锁块上表面平齐；

所述防脱座上端表面设置有与锁紧套筒旋转锁块所在横截面尺寸一致的通过孔，使所述锁紧套筒只有在设定角度位置能穿过所述通过孔；所述防脱座上设置有两个限位槽，用于和两个下导向限位配合实现锁紧解锁机构锁紧后的转动限位。

作为本发明的一种优选方式，所述锁紧解锁机构还包括弹簧挡块；

所述锁紧套筒下部外圆周另外两个相对侧面分别设置有倒U形槽，用于安装弹簧挡块；所述弹簧挡块水平设正在锁紧套筒内部，两端分别位于两个倒U形槽内；且所述弹簧挡块的两端不凸出于锁紧套筒；

所述驱动芯轴下端面沿轴向加工有盲孔作为压簧腔；所述压簧同轴安装在压簧腔内部，上端与压簧腔内底面抵触，下端与弹簧挡块抵触。

作为本发明的一种优选方式，所述防脱座上设置有锁紧限位块和解锁限位块；

所述锁紧限位块用于使所述锁紧套筒锁紧时旋转设定角度后被限位；

所述解锁限位块用于使所述锁紧套筒解锁时旋转设定角度后被限位。

作为本发明的一种优选方式，所述锁紧套筒沿轴向包括外径较大的轴段A和外径较小的轴段B；所述锁紧套筒的中心孔也为阶梯孔，其中轴段A的内径小于轴段B的内径；

所述轴段A内圆周面的两相对侧设置有条形凹槽作为上导向槽；

所述驱动芯轴同轴套装在锁紧套筒内，且驱动芯轴上端的小直径段位于锁紧套筒的轴段A内部，下部大直径段位于锁紧套筒的轴段B内部；

所述驱动芯轴小直径段外圆周面的两相对侧设置有与上导向槽配合的上导向限位块。

作为本发明的一种优选方式，所述驱动芯轴上端面设置有扳手工具孔。

作为本发明的一种优选方式，所述连接结构上设置有限位孔，所述限位孔使所述锁紧套筒的轴段B在设定角度位置穿过；所述锁紧套筒轴段A底面与所述连接结构上表面贴合。

有益效果：

(1)本发明提供一种旋合式防脱锁紧装置，采用纯机械限位连接结构，在冲击、振动等动载荷作用下不会松动脱落，保证可拆连接时连接可靠。该装置既可用于紧配合连接场合，又可用于一般连接场合；对比传统的螺纹连接，不存在螺纹松动问题，环境适应性好，使用范围广。

(2)本发明中，防脱座上设置有锁紧限位块和解锁限位块，通过锁紧限位块保证锁紧解锁机构能够准确转动并停止在锁定位，保证下导向限位块能够顺利进入限位槽，完成锁紧限位；通过解锁限位块保证锁紧解锁机构能够准确转动并停止在解锁位，进而可靠完成解锁。

(3)本发明中，驱动芯轴上端面设置有扳手工具孔，便于通过扳手类工具操作驱动芯轴绕其自身轴线转动。

(4)本发明中，通过倒U形槽的设置，便于弹簧挡板的安装。

附图说明

图1为本发明的旋合式防脱锁紧装置解锁状态示意图；

图2为本发明的旋合式防脱锁紧装置锁紧状态示意图；

图3为锁紧解锁机构的结构示意图；

图4为锁紧套筒的结构示意图；

图5为驱动芯轴的结构示意图；

图6为弹簧挡块的结构示意图；

图7为防脱座的结构示意图；

图8为连接结构的结构示意图。

其中：1-锁紧解锁机构、2-连接结构、3-防脱座、4-锁紧套筒、41-轴段A、42-轴段B、5-驱动芯轴、6-压簧、7-弹簧挡块、8-上导向槽、9-下导向槽、10-倒U形槽、11-旋转锁块、12-导向角、13-上导向限位块、14-下导向限位块、15-压簧腔、16-扳手工具孔、17-解锁限位块、18-锁紧限位块、19-限位槽、20-通过孔、21-限位孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。

为了解决传统才螺纹可拆卸连接时，因螺纹连接或其他连接方式松动脱落导致零部件丢失的问题，本实施例提供一种旋合式防脱锁紧装置，采用纯机械限位连接结构，在冲击、振动等动载荷作用下不会松动脱落，保证连接可靠。

如图1和图2所示，该旋合式防脱锁紧装置用于零件A和零件B之间的可拆卸连接，包括：锁紧解锁机构1、连接结构2和防脱座3。

如图3-图6所示，锁紧解锁机构1为装配式结构，包括：锁紧套筒4、驱动芯轴5、压簧6和弹簧挡块7。驱动芯轴5同轴套装在锁紧套筒4内，通过限位使两者不能发生相对转动，驱动芯轴5转动时能带动锁紧套筒4一起转动；同时驱动芯轴5在压簧6和弹簧挡块7的作用下轴向不能自由窜动。具体的：锁紧套筒4为空心回转结构(即中心筒形结构)，其沿轴向包括外径较大的轴段A41和外径较小的轴段B42；锁紧套筒4的中心孔也为阶梯孔，其中轴段A41的内径小于轴段B42的内径。轴段A41内圆周面的两相对侧设置有条形凹槽作为上导向槽8；轴段B42下端两相对侧设置有条形孔(即贯穿轴段B的壁厚)作为下导向槽9；同时两个下导向槽9所在位置的外圆周面设置有凸起结构作为旋转锁块11，旋转锁块11位于下导向槽9高度方向的中间位置，旋转锁块11与下导向槽9对应的位置设置有用于使驱动芯轴5上的下导向限位块14穿过的凹槽(下导向限位块14从下导向槽9伸出后位于该凹槽内)。旋转锁块11的上下端面的外边缘处均设置倒角作为导向角12。此外轴段B42下端另外两个相对侧面分别设置有倒U形槽10，即两个倒U形槽10和两个下导向槽9沿锁紧套筒4轴段B42的周向间隔分布。其中上导向槽8和下导向槽9用于和驱动芯轴5上的上导向限位块13和下导向限位块14配合实现旋转限位，即实现通过限位使锁紧套筒4和驱动芯轴5不能发生相对转动，但能通过驱动芯轴5带动锁紧套筒4同步转动。旋转锁块11用于和防脱座7配合，在一定角度可自由通过连接结构2和防脱座3，旋转一定角度可实现与防脱座的7紧配合连接，即通过旋转锁块11与防脱座7配合的配合实现锁紧与解锁。旋转锁块11上的导向角12可防止旋转时卡滞；倒U形槽10用于弹簧挡块7的安装，弹簧挡块7水平设正在锁紧套筒4内部，两端分别位于两个倒U形槽10内。

驱动芯轴5为回转结构，驱动芯轴5同轴套装在锁紧套筒4内，且驱动芯轴5上端的小直径段位于锁紧套筒4的轴段A41内部，下部大直径段位于锁紧套筒4的轴段B42内部；驱动芯轴5小直径段外圆周面的两相对侧设置有与上导向槽8配合的上导向限位块13；且上端面设置有扳手工具孔16，扳手工具孔16的作用是可通过扳手类工具操作驱动芯轴5绕其自身轴线转动；驱动芯轴5大直径段外圆周面的两相对侧设置有与下导向槽9配合的下导向限位块14；即将驱动芯轴5同轴套装在锁紧套筒4内后，上导向限位块13位于上导向槽8内，下导向限位块14位于下导向槽9内，由此实现两者的相对旋转限位，可通过驱动芯轴5带动锁紧套筒4同步转动。此外，驱动芯轴5下端面沿轴向加工有盲孔作为压簧腔15，用于安装压簧6；压簧6同轴安装在压簧腔15内部，上端与压簧腔15内底面抵触，下端与弹簧挡块7抵触，即弹簧挡块7用于压簧6的限位。驱动芯轴5同轴套装在锁紧套筒4内后，初始时，下导向限位块14伸出下导向槽9，且在高度方向上凸出于旋转锁块11；向下按压驱动芯轴5压缩压簧6，能够使下导向限位块14沿下导向槽9向下移动，使其上表面与旋转锁块11上表面平齐。作为一种示例，压簧6的作用力在所需行程内控制为100N左右，人力可按压的同时保证一定刚度。

弹簧挡块7通过倒U形槽10安装在锁紧套筒4内，在保证可通过锁紧套筒4的倒U形槽10装入，并对压簧6进行限位的同时，弹簧挡块7的长度不超过锁紧套筒4的轴段B的外径(即弹簧挡块7的两端不凸出于锁紧套筒4)。

锁紧解锁机构1的装配过程为：

首先将驱动芯轴5沿上下导向槽穿至锁紧套筒4内；然后将压簧6放入驱动芯轴5下端的压簧腔15内；使用工具从锁紧套筒4上的下导向槽9伸入锁紧套筒4内将压簧6向上压紧；将弹簧挡块7从锁紧套筒4的倒U形槽10装入，松开压簧6，由此完成锁紧解锁机构1装配。

防脱座3为单独零件，通过配焊方式装在所需连接的零部件A上，或螺钉连接后点焊螺钉。如图7所示，防脱座3为空心回转结构，包括上端的轴肩和下部的空心筒，轴肩中心设置有用于使锁紧套筒4的轴段B42在一定角度可通过的通过孔20，即通过孔20的截面尺寸与锁紧套筒4的轴段B42中旋转锁块11所在位置横截面尺寸一致，因此只有在锁紧套筒4位于旋转锁块11与通过孔20对齐的角度位置时，锁紧套筒4的轴段B42才能从通过孔20穿过。锁紧解锁机构1的轴段B42插入防脱座3内后，旋转锁块11的上表面与防脱座3轴肩下端面紧配合，且在对锁紧解锁机构1进行锁定和解锁时，锁紧解锁机构1的轴段B42能够在防脱座3内转动，通过导向角12防止锁紧解锁机构1旋转时卡滞。

防脱座3上设置有锁紧限位块18、解锁限位块17以及与两个下导向限位块14配合的限位槽19；锁紧限位块18的作用是锁紧套筒4锁紧时旋转设定角度后被限位(即提示锁紧到位)；解锁限位块17的作用是锁紧套筒4解锁时旋转设定角度后被限位(即提示解锁到位)；限位槽19的作用是防止锁紧解锁机构1锁紧后旋转。具体的：防脱座3内圆周面上设置有凸起的锁紧限位块18，当在防脱座3内插入锁紧解锁机构1，并将锁紧解锁机构1转动至设置角度位置时(该位置为锁紧位)，旋转锁块11触碰到锁紧限位块18，限制锁紧解锁机构1的进一步转动，保证下导向限位块14能够顺利进入限位槽19；同理，当需要解锁时，反向转动锁紧解锁机构1，将锁紧解锁机构1转动至初始位置时(该位置为解锁位)，旋转锁块11触碰到解锁限位块17，限制锁紧解锁机构1的进一步转动，由此保证锁紧解锁机构1可靠的回到初始位(即解锁位)。限位槽19用于和下导向限位块14配合，处于锁紧位时，两个下导向限位块14分别位于两个限位槽19内，以防止锁紧解锁机构1锁紧后旋转。

如图8所示，设置有限位孔21的连接结构2可为单独零件，通过焊接或铆接的方式装在所需连接的零部件B上，亦可在所需连接的零部件B上直接加工限位孔；限位孔21的主要作用是使锁紧套筒4的轴段B42在一定角度可通过，轴段A41任何角度都不能通过，且轴段A41底面(即轴段A41和轴段B42之间的台阶面)与连接结构2上表面贴合。

该旋合式防脱锁紧装置的锁紧工作过程如下：

首先将组装完成的锁紧解锁机构1从连接结构2的限位孔插入，插入时注意方向，使轴段A下端能够穿过防脱座3上的通过孔20，并使锁紧套筒4轴段A的底面与连接结构2的上端面贴合；然后将扳手工具放入驱动芯轴5的扳手工具孔16内，沿驱动芯轴5的轴线方向用力按压扳手工具，使驱动芯轴5下移一定距离，进而使下导向限位块14上表面与旋转锁块11上表面平齐(此时压缩压簧6)，并同时旋转扳手工具，带动锁紧解锁机构1旋转90°至防脱座3锁紧限位位置(即旋转锁块11碰触到锁紧限位块18)；松开扳手工具，驱动芯轴5上的下导向限位块14在压簧6回复力作用下进入防脱座3的限位槽19，完成限位锁紧。

解锁工作过程只需旋转时沿锁紧方向反向旋转90°即可，其他步骤同锁紧过程一致。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，包括：锁紧解锁机构、连接结构和防脱座；

所述锁紧解锁机构下端能够穿过所述连接结构伸入所述防脱座内；

所述锁紧解锁机构包括：锁紧套筒、驱动芯轴和压簧；锁紧套筒外圆周具有与连接结构配合的限位轴肩；所述驱动芯轴和压簧同轴套装在锁紧套筒内，所述驱动芯轴转动时带动锁紧套筒同步转动；所述驱动芯轴沿轴向下移时压缩压簧；所述驱动芯轴下部外圆周的两相对侧设置有下导向限位；

所述锁紧套筒下部外圆周的两相对侧设置有与下导向限位配合的下导向槽；两个下导向槽所在位置的外圆周面设置有凸起的旋转锁块；初始时，下导向限位块伸出下导向槽且上表面凸出于旋转锁块；驱动芯轴下移压缩压簧后，下导向限位块上表面与旋转锁块上表面平齐；

所述防脱座上端表面设置有与锁紧套筒旋转锁块所在横截面尺寸一致的通过孔，使所述锁紧套筒只有在设定角度位置能穿过所述通过孔；所述防脱座上设置有两个限位槽，用于和两个下导向限位配合实现锁紧解锁机构锁紧后的转动限位。

2.如权利要求1所述的旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，所述锁紧解锁机构还包括弹簧挡块；

所述锁紧套筒下部外圆周另外两个相对侧面分别设置有倒U形槽，用于安装弹簧挡块；所述弹簧挡块水平设正在锁紧套筒内部，两端分别位于两个倒U形槽内；且所述弹簧挡块的两端不凸出于锁紧套筒；

所述驱动芯轴下端面沿轴向加工有盲孔作为压簧腔；所述压簧同轴安装在压簧腔内部，上端与压簧腔内底面抵触，下端与弹簧挡块抵触。

3.如权利要求1所述的旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，所述防脱座上设置有锁紧限位块和解锁限位块；

所述锁紧限位块用于使所述锁紧套筒锁紧时旋转设定角度后被限位；

所述解锁限位块用于使所述锁紧套筒解锁时旋转设定角度后被限位。

4.如权利要求1或2或3所述的旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，所述锁紧套筒沿轴向包括外径较大的轴段A和外径较小的轴段B；所述锁紧套筒的中心孔也为阶梯孔，其中轴段A的内径小于轴段B的内径；

所述轴段A内圆周面的两相对侧设置有条形凹槽作为上导向槽；

所述驱动芯轴同轴套装在锁紧套筒内，且驱动芯轴上端的小直径段位于锁紧套筒的轴段A内部，下部大直径段位于锁紧套筒的轴段B内部；

所述驱动芯轴小直径段外圆周面的两相对侧设置有与上导向槽配合的上导向限位块。

5.如权利要求1或2或3所述的旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，所述驱动芯轴上端面设置有扳手工具孔。

6.如权利要求4所述的旋合式防脱锁紧装置，其特征在于，所述连接结构上设置有限位孔，所述限位孔使所述锁紧套筒的轴段B在设定角度位置穿过；所述锁紧套筒轴段A底面与所述连接结构上表面贴合。