CN207823985U - 一种动力刀塔防护结构及动力刀塔系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力刀塔防护结构、动力刀塔系统，旨在提供一种高可靠、运行安全稳定的动力刀塔，其技术方案要点是通过双联齿盘、定齿圈、动齿盘结构，进行安全锁定，通过推力弹簧，提高可靠性，利用油腔形成活塞式的解锁功能，采用密封圈提高工作稳定性和可靠性。

Description

一种动力刀塔防护结构及动力刀塔系统

技术领域

本实用新型涉及动力刀塔技术领域，特别涉及一种动力刀塔防护结构、动力刀塔系统。

背景技术

现有技术中，如申请公布号为CN104827066A的专利，其技术公开了一种液压动力刀塔，刀盘是用来供各种不同刀具进行安装，刀盘通过传动主轴驱动，刀盘可进行转动，切换不同的刀具。

动力刀塔刀盘在停止转动的时候，需要保持稳定的位置，避免刀具加工过程中发生位置偏移。

要实现刀具的切换，刀盘具有一个自由度，刀具加工的时候，需要对此自由度进行限制。从而提出了对刀盘进行一个锁紧的方案。现有的锁紧结构中存在以下缺点：

刀塔可靠性不高，刀塔在换刀过程中可能会有位移误差，普通的锁紧或定位结构不能够有效反馈设备内部具体情况，如果发生位移误差，也不易发现，通过人工检测，则较为费力，设备使用长久之后，可能导致刀盘换刀动作造成的内部磨损情况，进而降低可靠性。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种动力刀塔防护结构，具有高可靠的优势。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种动力刀塔防护结构，包括刀塔本体、受驱动源驱动的第一传动轴、固定于第一传动轴一端的动齿盘、固定在动齿盘外侧的刀盘，刀塔本体内设置有双联齿盘，所述双联齿盘的齿面和动齿盘啮合，双联齿盘内设置有推力弹簧，刀塔本体内固定有供推力弹簧提供支持的支座，推力弹簧用以驱动双联齿盘在刀塔本体内轴向移动啮合动齿盘，双联齿盘和动齿盘之间形成有油腔，所述油腔用以连通外部液压机构，所述双联齿盘的中部设置有环槽，所述刀塔本体上设置有第一接近开关和第二接近开关，第一接近开关的下端与所述环槽左侧的双联齿盘壁面感应配合，第二接近开关的下端与所述环槽右侧的双联齿盘壁面感应配合；第一接近开关和第二接近开关的上部均通过引出的导线用以与控制器电连接。

通过上述设置，第一传动轴连接外部的驱动源之后可以进行转动，带动刀盘在刀塔本体外侧转动以便于刀具的切换。推力弹簧一端抵触在支座上不动，另一端作为自由端可以在径向上伸缩，在无外力的左右下，推力弹簧自由端推动双联齿盘朝向动齿盘运动，双联齿盘和动齿盘相互啮合状态下，并且双联齿盘在刀塔本体内无法周向转动，使得动齿盘被锁死。油腔设置连通外部液压机构之后，通过液压机构，从而使得油腔空间被液压油填充挤压，液压机构不断注入液压油的过程中，推动双联齿盘后退，推力弹簧被进一步压缩，直至双联齿盘和动齿盘完全分离，此时第一传动轴可驱动刀盘进行转动，在锁死状态下无法驱动刀盘转动。双联齿盘前后移动通过第一接近开关和第二接近开关检测，环槽的结构使得双联齿盘的位置和第一接近开关和第二接近开关距离不一，从而移动的行程可以有效检测到。由此，可以提高刀盘转动的可靠性，并且液压油可以起到润滑，减少磨损的效果。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述刀塔本体上还固定有定齿圈，定齿圈的齿面和双联齿盘啮合。

通过上述设置，为了提高双联齿盘和动齿盘啮合稳定性，并且双联齿盘前后移动过程中避免周向上的偏转误差，利用定齿圈进一步对双联齿盘的定位，确保定齿圈、双联齿盘、动齿盘三者啮合的稳定。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述定齿圈与刀塔本体的接触面设置有第一密封圈；

定齿圈和动齿盘的相互套接配合，两者的配合面之间设置有泛塞封。

通过上述设置，定齿圈固定在刀塔本体上，需要确保油腔的密封性，设置第一密封圈，可以提高气密程度，另外顶齿圈又和动齿盘接触，所以设置泛塞封，泛塞封是一种U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇（面）顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。弹簧的致动效应可以克服金属配合面的轻微偏心以及密封唇的磨耗，而持续保有预期的密封性能。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述刀塔本体内壁与双联齿盘的外壁滑移面上设置有若干第二密封圈，第二密封圈处于环槽两侧。

通过上述设置，双联齿盘由于具有前后移动的活动，设置第二密封圈，可以进一步实现双联齿盘活动过程中有效密封。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述刀塔本体上设有固定所述第一接近开关和第二接近开关的定位板，刀塔本体上还设有密闭所述第一接近开关和第二接近开关的安装空间的出线盖。

通过上述设置，减少第一接近开关和第二接近开关的晃动，并且提高检测精度，利用定位板进行固定安装，提高检测稳定性，然后设置出线盖，确保第一接近开关和第二接近开关所处环境的可靠性，避免异物进入的可能。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述第一传动轴和支座之间设置有滚针轴承。

通过上述设置，第一传动轴输出力矩较大，支座相对于刀塔本体固定，却要安装在第一传动轴上，所以采用滚针轴承能够有效承受一部分传动轴和刀塔本体的应力。

一种动力刀塔系统，包括上述的动力刀塔防护结构，还包括液压机构、伺服电机、控制器和电源，伺服电机用以驱动第一传动轴转动，第一接近开关、第二接近开关、液压机构、伺服电机连接控制器；

控制器未接收第一接近开关的信号且接收第二接近开关的信号输出锁定信号，

控制器接收第一接近开关的信号且未接收第二接近开关的信号输出解锁信号，

控制器接收第一接近开关的信号且接收第二接近开关的信号输出超行程信号，

控制器未接收第一接近开关的信号且未接收第二接近开关的信号输出断电信号；

液压机构和伺服电机在有断电信号下停止工作。

通过上述设置，动力刀塔系统可以对双联齿盘的行程有效监测，并进行反馈，人们容易获知其内部工作情况，并且在出现故障的情况下有保护机制，能够停止设备运行。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、具有结构运行稳定、可靠的效果；

2、能够知晓推力弹簧的寿命情况；

3、刀盘切换转动高效、稳定、可靠、精度高。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为刀塔本体的部分爆炸图，主要展示第一接近开关和第二接近开关；

图3为本实施例的俯视图；

图4为图3的A-A面的剖视图；

图5为本实施例的剖视图，进一步展示刀盘传动结构；

图6为本实施例系统结构图。

图中：110、刀塔本体；120、第一传动轴；130、动齿盘；140、刀盘；150、双联齿盘；160、推力弹簧；170、支座；180、油腔；190、环槽；210、第一接近开关；220、第二接近开关；310、定齿圈；321、第一密封圈；322、第二密封圈；330、泛塞封；340、定位板；350、出线盖；360、滚针轴承；410、液压机构；420、伺服电机；430、控制器；440、电源；500、变速齿轮装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，此为动力刀塔整体结构，其包括刀塔本体110和刀盘140，刀塔本体110和刀盘140转动连接，刀塔本体110固定在设备上。

如图2所示，在刀塔本体110上开设了安装空腔，安装空腔内装配有第一接近开关210、第二接近开关220以及定位板340。定位板340通过螺栓固定在刀塔本体110上，第一接近开关210和第二接近开关220均设置在定位板340上。

结合图3和图4，以下阐述刀塔本体110内部结构以及实用新型要点。

一种动力刀塔防护结构，还包括刀塔本体110、第一传动轴120、动齿盘130、双联齿盘150和推力弹簧160。图4中，变速齿轮装置500为驱动源，其连接第一传动轴120的第一端，使得第一传动轴120转动。第一传动轴120的长度方向与变速齿轮装置500的轴向平行，第一传动轴120的第二端固定连接动齿盘130的第一端。动齿盘130的第二端通过螺钉和刀盘140固定。

双联齿盘150设置在刀塔本体110内部且位于定位板340与第一传动轴120之间，双联齿盘150的齿面和动齿盘130啮合，双联齿盘150远离动齿盘130的端面设有凹槽，凹槽内设有推力弹簧160。推力弹簧160的外侧抵接有支座170。支座170固定连接于刀塔本体110内，支座170供推力弹簧160支撑，支座170还套接在第一传动轴120上。推力弹簧160可以驱动双联齿盘150在刀塔本体110内轴向移动啮合动齿盘130。

双联齿盘150和动齿盘130之间还形成油腔180，油腔180通过管件连通外部液压机构410。液压机构410提高油压，从而驱动双联齿盘150远离动齿盘130。液压机构410降低油压，双联齿盘150在推力弹簧160的作用下靠近动齿盘130，直至和动齿盘130啮合。

双联齿盘150的中部设置环槽190，第一接近开关210的下端与环槽190左侧的双联齿盘150壁面感应配合，第二接近开关220的下端与环槽190右侧的双联齿盘150壁面感应配合；第一接近开关210和第二接近开关220的上部均通过引出的导线用以与控制器430电连接。

工作原理为：第一传动轴120连接外部的驱动源之后可以进行转动，带动刀盘140在刀塔本体110外侧转动以便于刀具的切换。推力弹簧160一端抵触在支座170上不动，另一端作为自由端可以在径向上伸缩，在无外力的左右下，推力弹簧160自由端推动双联齿盘150朝向动齿盘130运动，双联齿盘150和动齿盘130相互啮合状态下，并且双联齿盘150在刀塔本体110内无法周向转动，使得动齿盘130被锁死。油腔180设置连通外部液压机构410之后，通过液压机构410，从而使得油腔180空间被液压油填充挤压，液压机构410不断注入液压油的过程中，推动双联齿盘150后退，推力弹簧160被进一步压缩，直至双联齿盘150和动齿盘130完全分离，此时第一传动轴120可驱动刀盘140进行转动，在锁死状态下无法驱动刀盘140转动。双联齿盘150前后移动通过第一接近开关210和第二接近开关220检测，环槽190的结构使得双联齿盘150的位置和第一接近开关210和第二接近开关220距离不一，从而移动的行程可以有效检测到。由此，可以提高刀盘140转动的可靠性，并且液压油可以起到润滑，减少磨损的效果。

为了提高双联齿盘150和动齿盘130啮合稳定性，并且双联齿盘150前后移动过程中避免周向上的偏转误差。刀塔本体110上还固定定齿圈310，定齿圈310的齿面和双联齿盘150啮合。利用定齿圈310进一步对双联齿盘150的定位，确保定齿圈310、双联齿盘150、动齿盘130三者啮合的稳定。

结合图5所示，定齿圈310固定在刀塔本体110上，需要确保油腔180的密封性。定齿圈310与刀塔本体110的接触面设置有第一密封圈321；定齿圈310和动齿盘130的相互套接配合，两者的配合面之间设置有泛塞封330。设置第一密封圈321，可以提高气密程度，另外顶齿圈又和动齿盘130接触，所以设置泛塞封330，泛塞封330是一种U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇（面）顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。弹簧的致动效应可以克服金属配合面的轻微偏心以及密封唇的磨耗，而持续保有预期的密封性能

刀塔本体110内壁与双联齿盘150的外壁滑移面上设置有若干第二密封圈322，第二密封圈322处于环槽190两侧。双联齿盘150由于具有前后移动的活动，设置第二密封圈322，可以进一步实现双联齿盘150活动过程中有效密封。

刀塔本体110上还设有密闭第一接近开关210和第二接近开关220的安装空间的出线盖350。避免异物进入的可能，确保第一接近开关210和第二接近开关220所处环境的可靠性，避免异物进入的可能。

第一传动轴120和支座170之间设置有滚针轴承360。第一传动轴120输出力矩较大，支座170相对于刀塔本体110固定，却要安装在第一传动轴120上，所以采用滚针轴承360能够有效承受一部分传动轴和刀塔本体110的应力。

实施例2：

如图6所示，一种动力刀塔系统，包括上述的动力刀塔防护结构，还包括液压机构410、伺服电机420、控制器430和电源440，伺服电机420用以驱动第一传动轴120转动。第一接近开关210、第二接近开关220、液压机构410、伺服电机420连接控制器430。第一接近开关210和第二接近开关220跟双联齿盘150中部的距离通环槽190的前进位置进行改变。由此可以检测双联齿盘150的行程。

控制器430未接收第一接近开关210的信号且接收第二接近开关220的信号输出锁定信号，锁定信号具体为电平信号。

控制器430接收第一接近开关210的信号且未接收第二接近开关220的信号输出解锁信号，解锁信号具体为电平信号。

控制器430接收第一接近开关210的信号且接收第二接近开关220的信号输出超行程信号，超行程信号具体为电平信号。

控制器430未接收第一接近开关210的信号且未接收第二接近开关220的信号输出断电信号；断电信号具体为电平信号。

液压机构410和伺服电机420在有断电信号下停止工作。

动力刀塔系统可以对双联齿盘150的行程有效监测，并进行反馈，人们容易获知其内部工作情况，并且在出现故障的情况下有保护机制，能够停止设备运行。

上述的动力刀塔系统，其控制方法具体为：利用控制器430操作液压机构410工作，并在解锁信号状态下停止液压机构410工作；利用控制器430操作伺服电机420，并在锁定信号状态下停止伺服电机420工作。利用控制器430进行提示双联齿盘150工作状态以及推力弹簧160寿命，用超行程信号反馈推力弹簧160寿命上限值。

主要是针对推力弹簧160的寿命，由于推力弹簧160设置在内部，无法有效判断其使用寿命情况，在不增加其他结构的情况下，同样采用第一接近开关210和第二接近开关220和环槽190的结构设计，对推力弹簧160的寿命进行判断，便于人们知晓推力弹簧160的寿命情况，提高可靠性。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种动力刀塔防护结构，其特征在于：包括刀塔本体(110)、受驱动源驱动的第一传动轴(120)、固定于第一传动轴(120)一端的动齿盘(130)、固定在动齿盘(130)外侧的刀盘(140)，刀塔本体(110)内设置有双联齿盘(150)，所述双联齿盘(150)的齿面和动齿盘(130)啮合，双联齿盘(150)内设置有推力弹簧(160)，刀塔本体(110)内固定有供推力弹簧(160)提供支持的支座(170)，推力弹簧(160)用以驱动双联齿盘(150)在刀塔本体(110)内轴向移动啮合动齿盘(130)，双联齿盘(150)和动齿盘(130)之间形成有油腔(180)，所述油腔(180)用以连通外部液压机构(410)，所述双联齿盘(150)的中部设置有环槽(190)，所述刀塔本体(110)上设置有第一接近开关(210)和第二接近开关(220)，第一接近开关(210)的下端与所述环槽(190)左侧的双联齿盘(150)壁面感应配合，第二接近开关(220)的下端与所述环槽(190)右侧的双联齿盘(150)壁面感应配合；第一接近开关(210)和第二接近开关(220)的上部均通过引出的导线用以与控制器(430)电连接；

所述刀塔本体(110)上还固定有定齿圈(310)，定齿圈(310)的齿面和双联齿盘(150)啮合；

所述定齿圈(310)与刀塔本体(110)的接触面设置有第一密封圈(321)；

定齿圈(310)和动齿盘(130)的相互套接配合，两者的配合面之间设置有泛塞封(330)；

所述刀塔本体(110)内壁与双联齿盘(150)的外壁滑移面上设置有若干第二密封圈(322)，第二密封圈(322)处于环槽(190)两侧；

所述刀塔本体(110)上设有固定所述第一接近开关(210)和第二接近开关(220)的定位板(340)，刀塔本体(110)上还设有密闭所述第一接近开关(210)和第二接近开关(220)的安装空间的出线盖(350)；

所述第一传动轴(120)和支座(170)之间设置有滚针轴承(360)。

2.一种动力刀塔系统，其特征在于：包括如权利要求1所述的动力刀塔防护结构，还包括液压机构(410)、伺服电机(420)、控制器(430)和电源(440)，伺服电机(420)用以驱动第一传动轴(120)转动，第一接近开关(210)、第二接近开关(220)、液压机构(410)、伺服电机(420)连接控制器(430)；

控制器(430)未接收第一接近开关(210)的信号且接收第二接近开关(220)的信号输出锁定信号，

控制器(430)接收第一接近开关(210)的信号且未接收第二接近开关(220)的信号输出解锁信号，

控制器(430)接收第一接近开关(210)的信号且接收第二接近开关(220)的信号输出超行程信号，

控制器(430)未接收第一接近开关(210)的信号且未接收第二接近开关(220)的信号输出断电信号；

液压机构(410)和伺服电机(420)在有断电信号下停止工作。