阅读说明：本技术 锁紧装置及力臂型扭矩平衡装置 (Locking device and moment arm type torque balancing device ) 是由 张智敏 孟峰 胡刚 张伟 张跃 蒋卫杰 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锁紧装置及力臂型扭矩平衡装置。锁紧装置包括施力单元、增力单元和锁紧单元,所述施力单元、所述锁紧单元分别与所述增力单元连接,所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿第一方向移动以锁紧待锁紧部件,以及所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿与所述第一方向相反的方向移动以松开所述待锁紧部件。通过施力单元提供锁紧力的输出,通过增力单元进行力的传导并增大锁紧力带动锁紧单元对带锁紧部件进行锁紧,实现机械设备之间的锁紧和稳固连接。(The invention discloses a locking device and a moment arm type torque balancing device. The locking device comprises a force application unit, a force boosting unit and a locking unit, wherein the force application unit and the locking unit are respectively connected with the force boosting unit, the force application unit drives the locking unit to move along a first direction through the force boosting unit so as to lock the part to be locked, and the force application unit drives the locking unit to move along a direction opposite to the first direction through the force boosting unit so as to unlock the part to be locked. The force application unit provides the output of locking force, the force transmission is carried out through the force boosting unit, the locking force is increased, and the locking unit is driven to lock the locking component, so that the locking and stable connection between the mechanical equipment are realized.)

锁紧装置及力臂型扭矩平衡装置

技术领域

本发明涉及机械锁紧设备领域，更具体地，涉及一种锁紧装置及力臂型扭矩平衡装置。

背景技术

随着工业的快速发展，重型机械零件之间的连接、移动越来越频繁，所以对于重型零件的锁紧问题不得忽视。例如一种扭矩装置力臂平衡机座长1600mm，宽1000mm，高450mm，下部与床身底座周围的接触部位长1200mm，宽1000mm，上部安装的平衡装置承受扭矩100kNm，机座相应承受200kN拉力。由于上述平衡机座与床身底座接触面大，需采用多点锁紧的方式确保与床身底座可靠紧固，同时在工作过程中经常遇到需要调整机座位置或角度的情况。目前方法一般只能采用传统的螺栓机械连接或油缸液压联接方式，螺栓机械联接比较可靠但效率非常低，不能实现自动化程序控制；油缸液压联接能实现自动化控制，但为确保油缸能稳定输出力，液压油源需长期供应压力油，其可靠性较低。

针对上述情况，需要提供一种锁紧效率高、牢固可靠、载荷大、卸载容易以及可自动化控制的锁紧装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种锁紧装置及力臂型扭矩平衡装置，实现锁紧效率高、牢固可靠、载荷大、卸载容易以及可自动化控制的效果。

为实现上述目的，本发明提出了一种锁紧装置，所述锁紧装置包括施力单元、增力单元和锁紧单元，所述施力单元、所述锁紧单元分别与所述增力单元连接，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿第一方向移动以锁紧待锁紧部件，以及所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿与所述第一方向相反的方向移动以松开所述待锁紧部件。

可选地，所述增力单元包括一对斜锲组件，每个斜锲组件包括驱动斜锲和从动斜锲，所述驱动斜锲与所述施力单元连接，所述从动斜锲与所述锁紧单元连接。

可选地，所述驱动斜锲设有与驱动斜锲运动方向呈第一角度的第一滑动斜面，所述从动斜锲设有与所述第一滑动斜面配合且与所述第一方向呈第二角度的第二滑动斜面，所述施力单元驱动所述驱动斜锲沿第二方向运动并通过所述第一滑动斜面与所述第二滑动斜面的配合带动所述从动斜锲沿所述第一方向移动；其中，所述第一角度小于所述第二角度且所述第一角度与所述第二角度之和为90度，所述第一角度为2度～3度。

可选地，所述施力单元包括液压驱动机构，所述液压驱动机构包括双作用液压油缸和一对推拉杆，所述双作用液压油缸的两端分别与一个所述推拉杆连接，每个所述推拉杆与一个所述驱动斜锲固定连接。

可选地，所述锁紧装置设于力臂型扭矩平衡装置的承载机座上，用于将所述承载机座与床身底座固定连接，所述床身底座设有与所述承载机座接触的连接部，所述锁紧装置设于所述连接部处，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿第一方向移动以锁紧并使所述承载机座与床身底座固定连接，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿与所述第一方向相反的方向移动以松开所述连接部并使所述承载机座与床身底座能够相对移动。

可选地，所述锁紧单元包括一对锁紧组件，每个锁紧组件包括压板、螺栓和螺母，所述螺栓一端与所述压板连接且所述螺栓的轴向垂直于所述压板的表面，所述连接部设于所述压板与所述从动斜锲的所述第二滑动斜面之间，所述螺栓的另一端通过所述螺母与所述从动斜锲连接且所述螺栓的轴向平行于所述第一方向。

可选地，所述驱动斜锲设有能够容纳所述螺栓通过的矩形让位孔，所述矩形让位孔的长度方向与所述第二方向平行。

可选地，所述床身底座的所述连接部为导轨，所述压板与所述承载机座的接触面上形成与所述导轨边缘配合的导轨槽。

可选地，还包括控制单元，所述控制单元与所述施力单元连接，用于控制所述施力单元进行施力。

本发明还提出了一种力臂型扭矩平衡装置，包括承载机座和床身底座，所述床身底座设有与所述承载机座接触的连接部，所述力臂型扭矩平衡装置还包括至少一个以上所述的锁紧装置。

本发明的有益效果在于：

(1)通过施力单元产生锁紧力，通过增力单元在施力单元与锁紧单元之间传动增加锁紧力，然后通过锁紧单元对带锁定部件进行锁定，能够实现机械设备之间连接处的锁紧和稳固连接。

进一步地，采用斜锲机械增力与液压系统结合的方式，产生两种锁紧力确保与床身底座可靠锁紧，一种为斜锲组件本身通过机械自锁作用产生的内拉力，另一种为通过油缸产生的液压力作用于斜锲组件，通过两种力的合力，使装置在工作状态时能承受最大载荷，并确保安全稳固，运行过程具有液压驱动力小，锁紧力大、控制方便的特点，既可确保承载机座在大承载时的稳定性，也可保证机座在非工作状态时的安全，能满足在装置在不同工况下的使用要求，通过控制单元与施力单元连接，实现高效率锁紧和自动化控制，并且牢固可靠、载荷大、卸载容易。

(2)采用上述锁紧装置的力臂型扭矩平衡装置能够大幅度提高锁紧和解锁效率，并保证装置运行安全、可靠、稳固。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的

具体实施方式

中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置平面布局结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置内部结构俯视图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置锁紧状态示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置放松状态示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置配合细节示意图。

附图标记说明：

1、承载机座；2、床身底座；3、压板；4、螺栓；5、导轨；6、推拉杆；7、法兰；8、双作用油缸；9、让位孔；10、螺母；11、驱动斜锲；12、从动斜锲；13、垫片；14、间隙；15、第一滑动斜面；16、第二滑动斜面；17、第一方向；18；第二方向。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种锁紧装置平面布局结构示意图，如图1所示，根据本发明的一种锁紧装置，所述锁紧装置包括施力单元、增力单元和锁紧单元，所述施力单元、所述锁紧单元分别与所述增力单元连接，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿第一方向17移动以锁紧待锁紧部件，以及所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿与所述第一方向17相反的方向移动以松开所述待锁紧部件。

具体地，施力单元提供锁紧力的输出，通过增力单元进行力的传导并增大锁紧力带动锁紧单元对带锁紧部件进行锁紧，实现机械设备之间的锁紧和稳固连接。

本实施例中，所述增力单元包括一对斜锲组件，每个斜锲组件包括驱动斜锲11和从动斜锲12，所述驱动斜锲11与所述施力单元连接，所述从动斜锲12与所述锁紧单元连接。

具体地，通过施力单元发生锁紧力带动驱动斜锲11移动从而带动从动斜锲12移动，同时通过斜锲组件能够使锁紧力的方向改变并放大，进而带动锁紧单元移动并对待锁定部件产生锁紧作用。

参考图5，本实施例中，所述驱动斜锲11设有与驱动斜锲11运动方向呈第一角度的第一滑动斜面15，所述从动斜锲12设有与所述第一滑动斜面15配合且与所述第一方向17呈第二角度的第二滑动斜面16，所述施力单元驱动所述驱动斜锲11沿第二方向18运动并通过所述第一滑动斜面15与所述第二滑动斜面16的配合带动所述从动斜锲12沿所述第一方向17移动；其中，所述第一角度小于所述第二角度且所述第一角度与所述第二角度之和为90度，所述第一角度为2度～3度。

具体地，驱动斜锲11和从动斜锲12分别带有与其锁紧过程运动方向呈一定角度的滑动斜面，驱动斜锲11的第一滑动斜面15与从动斜锲12的第二滑动斜面16接触，在进行力的传导时第一滑动斜面15与第二滑动斜面16发生相对位移完成力的传导并使力的方向发送改变，本实施例中驱动斜锲11中第一滑动斜面15的第一角度和从动斜锲12中第二滑动斜面16的第二角度之和为90度，即锁紧过程中，锁紧力的方向通过斜锲组件会发生90度的改变，同时应设置驱动斜锲11中第一滑动斜面15的第一角度小于从动斜锲12中第二滑动斜面16的第二角度，能够增大施力单元提供的锁紧力，从而达到施力单元仅输出较小的力就能使锁紧单元输出较大的锁紧力的效果。本实施例中，为达到良好的锁紧力的放大以及最佳的锁紧效果，将第一滑动斜面15的第一角度设置为2～3°，对应的，第二滑动斜面16的第二角度取“90-第一角度”。关于斜锲组件增利效果的原理为本领域公知常识，本领域技术人员可以根据具体需求分别设置驱动斜锲11和从动斜锲12第一滑动斜面15和第二滑动斜面16的角度，此处不再赘述。

如图2所示，本实施例中，所述施力单元包括液压驱动机构，所述液压驱动机构包括双作用液压油缸和一对推拉杆6，所述双作用液压油缸的两端分别与一个所述推拉杆6连接，每个所述推拉杆6与一个所述驱动斜锲11固定连接。

具体地，本实施例中的施力单元采用现有的双作用液压油缸，双作用液压油缸能够在两端同步提供相同的液压，进而带动设置在油缸两端的两个推拉杆6同步、同行程的对驱动斜锲11进行推拉，能够实现两个锁紧单元的同步锁紧操作。在本发明的其他实施例中，施力单元也可以采用普通一端带有推拉杆6的液压油缸，同样能够达到相同的技术效果，本领域人员可根据实际需求选择液压油缸的类型。需要说明的是，现有的液压油缸均带有液压锁，能够保证锁紧装置在锁紧状态下液压油缸的输出压力的稳定性。

参考图3至图5，本实施例中，所述锁紧装置设于力臂型扭矩平衡装置的承载机座1上，用于将所述承载机座1与床身底座2固定连接，所述床身底座2设有与所述承载机座1接触的连接部，所述锁紧装置设于所述连接部处，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿第一方向17移动以锁紧并使所述承载机座1与床身底座2固定连接，所述施力单元通过所述增力单元带动所述锁紧单元沿与所述第一方向17相反的方向移动以松开所述连接部并使所述承载机座1与床身底座2能够相对移动。

具体地，参考图1和图2，本实施例中的锁紧装置应用于力臂型扭矩平衡装置的承载机座1与床身底座2的锁紧固定联接，锁紧装置设置于承载机座1中并通过法兰7与承载机座固定连接，当需要将承载机座1与床身底座2锁紧固定时，通过双作用油缸8的推拉杆6拉动驱动斜锲11沿水平方向向承载机座1内部移动，从而带动从动斜锲12沿竖直方向向上移动，进而带动锁紧单元向上移动将床身底座2的连接部与承载机座1锁紧实现承载机座1与床身底座2的固定连接，当需要将承载机座1在床身上进行移动调整位置时，通过双作用油缸8的推拉杆6推动驱动斜锲11沿水平方向向承载机座1外部移动，从动斜锲12在锁紧单元的重力作用下沿竖直方向向下移动，进而锁紧单元向下移动远离床身底座2的连接部，锁紧装置转换为放松状态，实现承载机座1与床身底座2的可相对移动。

本实施例中，所述锁紧单元包括一对锁紧组件，每个锁紧组件包括压板3、螺栓4和螺母10，所述螺栓4一端与所述压板3连接且所述螺栓4的轴向垂直于所述压板3的表面，所述连接部设于所述压板3与所述从动斜锲12的所述第二滑动斜面16之间，所述螺栓4的另一端通过所述螺母10与所述从动斜锲12连接且所述螺栓4的轴向平行于所述第一方向17。

具体地，参考图3，压板3设有与螺栓4的螺杆配合的通孔，通孔内可带螺纹也可不带螺纹，螺栓4穿过通孔后螺头能够卡在压板3的下表面，从动斜锲12设有与螺栓4螺杆配合的穿孔，穿孔从第二滑动斜面16贯穿从动斜锲12，螺栓4的螺杆的另一端穿过驱动斜锲11和从动斜锲12的穿孔后与从动斜锲12的顶面通过螺母10连接，在装配压板3时，可以通过螺母10和螺杆调节压板3顶面与待锁紧部件之间的距离，例如通过螺母10调节压板3上表面与导轨5面之间的距离，应使压板3的上表面与导轨5面之间的空隙距离小于锁紧过程中从动斜锲12向上移动的最大位移，以实现压板3与导轨5之间的锁紧。本实施例中，压板3为直径大于螺栓4头部扁圆柱体，且压板3的厚度需要较大，以保证在较大受力情况下不会发生明显形变影响锁紧效果。在本发明的其他实施例中，压板3也可以为正方形、等边六边形等，相应的螺栓4的螺头也可以为其他适合的形状，本领域技术人员可根据实际需求进行选择和设计，此处不再赘述。

本实施例中，所述驱动斜锲11设有能够容纳所述螺栓4通过的矩形让位孔9，所述矩形让位孔9的长度方向与所述第二方向18平行。

具体地，参考图2，由于本实施例中的驱动斜锲11设于从动斜锲12和压板3之间，螺栓4需要穿过驱动斜锲11与从动斜锲12连接，因此在驱动斜锲11上需要设置当驱动斜锲11水平运动时不影响螺栓4竖直运动的矩形让位孔9，驱动斜锲11的矩形让位孔9的长度方向与推拉杆6推拉驱动斜锲11的运动方向(第二方向18)一致，且矩形让位孔9的长度应大于等于驱动斜锲11水平行程的位移距离。

本实施例中，所述床身底座2的所述连接部为导轨5，所述压板3与所述承载机座1的接触面上形成与所述导轨5边缘配合的导轨5槽。

具体地，参考图3至图5，本实施例中床身底座2的所述连接部为导轨5，导轨5顶部横截面呈兀型，导轨5顶部与承载机座1的底面接触，导轨5顶部的边缘朝向导轨5的两侧凸起，压板3与承载机座1的底部接触面形成与导轨5两侧边缘配合的导轨5槽，再具体实施过程中，需要在驱动斜锲11下部与承载机座1接触面之间设置垫片13。

进一步地，当锁紧装置进行锁紧时，液压油使双作用液压油缸的活塞杆收缩，带动驱动斜锲11向内平移，通过与从动斜锲12的接触，产生增力作用，并使力方向偏转90°，带动螺栓4、水平压板3垂直向上移动，直至床身底座2导轨5底面贴合，压板3的顶面与导轨5边缘的下表面接触并锁紧进而使承载机座1与床身底座2紧紧地固定连接为一体，当机座承载静止时，锁紧装置产生两种锁紧力确保与床身底座2的可靠锁紧，一种锁紧力为斜锲组件本身通过机械自锁作用产生的内拉力，另一种为通过双作用油缸8产生的液压力作用于斜锲组件。当承载机座1准备移动时，液压油使双作用油缸8的活塞杆外移，并带动推拉杆6、水平设置的驱动斜锲11向外移动，直至与垂直设置的从动斜锲12脱离，然后螺栓4、下压板3在重力作用下与床身导轨5面产生间隙14。压板3的顶面与导轨5边缘的下表面分离并远离导轨5且与导轨5边缘下表面形成间隙14，承载机座1能够在床身底座2的导轨5上滑动。并且，当承载机座1处于非受载状态而静止时，通过油缸产生的液压压力消失，此时驱动斜锲11的底面与承载机座1的接触面(通过垫片13)产生的摩擦力应始终大于从动斜锲12收到向下的压力产生的水平分力从而产生机械自锁作用，锁紧装置依靠斜锲组件通过机械自锁作用产生的内拉力，使垂直螺栓4、水平压板3与导轨5面贴合，达到锁紧目的。

本实施例中，还包括控制单元，所述控制单元与所述施力单元连接，用于控制所述施力单元进行施力。

具体地，施力单元通过与控制单元连接实现锁紧装置的自动化控制，具体实施过程中，可以将多个双作用油缸8与控制单元电连接，控制单元控制多个双作用油缸8通过推拉杆6同时或依次推拉多个驱动斜锲11执行锁紧或放松动作，实现自动化的电气控制。其中控制单元可以为现有的自动化控制系统如PLC控制系统等，本领域技术人员容易实现，此处不再赘述。

一种力臂型扭矩平衡装置，包括承载机座1和床身底座2，所述床身底座2设有与所述承载机座1接触的连接部，所述力臂型扭矩平衡装置还包括至少一个以上所述的锁紧装置。

具体地，将上述锁紧装置应用于力臂型扭矩平衡装置中，锁紧装置设置于承载机座1上，承载机座1用于装配输出扭矩的力臂，锁紧装置锁紧时，承载机座1通过螺栓4、压板3与床身底座2连为一体，通过液压驱动机构输出液压力，并与斜锲组件结合，具有驱动力小、锁紧力大、控制方便的特点，既可确保承载机座1在大承载时的稳定性，也确保证承载机座1在非工作状态时的安全，可满足在装置在不同工况下的使用要求。大幅度提高使用效率，并保证扭矩装置运行安全、可靠，稳固。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。