本發(fā)明屬于環(huán)形鍛件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤。

背景技術(shù)：

近年來國際社會對環(huán)境保護的關(guān)注越來越高，火力發(fā)電將逐漸被水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電所取代，現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電項目正在產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化中。風(fēng)力發(fā)電上的回轉(zhuǎn)軸承作為一種環(huán)形鍛件，也隨著產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?/p>

然而諸如回轉(zhuǎn)軸承之類的環(huán)形鍛件在加工過程中人們對工作效率和加工質(zhì)量的要求也越來越高，現(xiàn)已逐漸采用液壓卡盤取代手動卡盤，來提高工作效率，可是在液壓卡盤中存在工件中心很難與主軸回轉(zhuǎn)中心同軸，每次夾持中心的調(diào)整都得通過自車卡爪來實現(xiàn)，很不方便，還有在切削力較大時，夾爪夾持力不夠，造成廢品甚至發(fā)生事故，夾爪夾持力過大時，會造成工件變形。

因此，鑒于上述問題有必要提供一種用于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤，以提高液壓卡盤的工作效率及環(huán)形鍛件的加工質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下：

一種用于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤，所述液壓卡盤包括卡盤、以卡盤為中心等角度向外部延伸的若干齒板、固定齒板及卡盤的底座、設(shè)于卡盤上的液壓驅(qū)動裝置、設(shè)于齒板上的若干卡爪、以及與液壓驅(qū)動裝置相連并驅(qū)動齒板移動的傳動裝置，所述卡爪包括固定安裝于齒板上的卡爪座、以及固定安裝于卡爪座上的第一卡爪和第二卡爪，第一卡爪位于鄰近卡盤的一端，第二卡爪位于遠離卡盤的一端，卡爪座的四個角上設(shè)有四個卡爪安裝部，所述卡爪安裝部的拐角處設(shè)有圓形的倒角。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述卡爪安裝部包括兩個鄰近卡盤的第一卡爪安裝部及遠離卡盤的第二卡爪安裝部，第一卡爪分別固定安裝于第一卡爪安裝部中，第二卡爪分別固定安裝于第二卡爪安裝部中，所述第一卡爪安裝部的拐角處設(shè)有圓形的第一倒角，所述第二卡爪安裝部的拐角處設(shè)有圓形的第二倒角。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一卡爪在朝向卡盤的一面為弧面，當?shù)谝豢ㄗΠ惭b于第一卡爪安裝部中時，第一卡爪的弧面能夠與環(huán)形鍛件的圓形外表面相互貼合。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第二卡爪在背向卡盤的一面為弧面，當?shù)诙ㄗΠ惭b于第二卡爪安裝部中時，第二卡爪的弧面能夠與環(huán)形鍛件的圓形圓形內(nèi)表面相互貼合。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述傳動裝置包括與液壓驅(qū)動裝置相連的導(dǎo)向支架、以及連接導(dǎo)向支架與齒板的杠桿增力機構(gòu)，導(dǎo)向支架與液壓驅(qū)動裝置相連用于將液壓驅(qū)動裝置的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)樗捷S向運動，并通過杠桿增力機構(gòu)對驅(qū)動力進行放大，以控制齒板及卡爪的軸向運動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述液壓驅(qū)動裝置包括位于卡盤中間底部的油缸以及位于油缸上部的活塞，通過油缸驅(qū)動活塞在卡盤的中空部分上下運動，并通過傳動裝置將活塞的上下運動轉(zhuǎn)化為齒板及卡爪的軸向運動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述液壓卡盤包括：

第一狀態(tài)，油缸驅(qū)動活塞向上運動時，導(dǎo)向支架與杠桿增力機構(gòu)驅(qū)動齒板沿著卡盤的軸線向外伸出，第二夾爪撐住工件內(nèi)圈；

第二狀態(tài)，油缸驅(qū)動活塞向下運動時，導(dǎo)向支架與杠桿增力機構(gòu)驅(qū)動齒板沿著卡盤的軸線向內(nèi)收縮，第一夾爪夾緊工件外圈。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第一狀態(tài)下，第二夾爪的夾持力為：

F_夾＝F_頂(L₁/L₂)*h，F(xiàn)_頂＝PA＝P*(D/2)²；

其中，P為油缸的液壓油壓力，A為有效受壓面積，D為油缸直徑，L₁、L₂分別為杠桿增力機構(gòu)中的兩臂長，h為傳動效率。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述第二狀態(tài)下，第一夾爪的夾持力為：

F_夾＝F_拉(L₁/L₂)*h，F(xiàn)_拉＝PA＝P*((D/2)²-(d/2)²)；

其中，P為油缸的液壓油壓力，A為有效受壓面積，D為油缸直徑，d為活塞中的活塞桿直徑，L₁、L₂分別為杠桿增力機構(gòu)中的兩臂長，h為傳動效率。

本發(fā)明的有益效果是：

通過在卡爪安裝部設(shè)置圓形的倒角，可以使卡爪的角部有適當?shù)奈灰瓶臻g，以保證卡爪的弧面與工件的內(nèi)表面或外表面緊密貼合，保證了卡爪夾持的穩(wěn)固性；

自定心液壓卡盤夾持行程和夾持力較大，工件吊裝放偏后就不需要人工調(diào)整中心，靠液壓卡盤可實現(xiàn)自定心夾持工件，通過調(diào)節(jié)輸入液壓油壓力可改變夾爪夾持力的大小，具有結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、夾持范圍大、調(diào)整方便、夾持力可調(diào)等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施方式中液壓卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施方式中卡盤及齒板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第二實施方式中卡盤及齒板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第二實施方式中卡盤及齒板的傳動原理剖視圖；

圖5為本發(fā)明第二實施方式中卡盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明第二實施方式中卡盤及齒板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明第二實施方式中卡盤及齒板的另一視角爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明第二實施方式中齒板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明第二實施方式中齒板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明第二實施方式中齒板與卡爪座的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明第三實施方式中卡爪座的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明第三實施方式中卡爪座及卡爪的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

參圖1、圖2所示，本發(fā)明第一實施方式中自定心液壓卡盤包括卡盤1、以卡盤1為中心等角度向外部延伸的若干齒板2、固定齒板2及卡盤1的底座3、設(shè)于卡盤1上的液壓驅(qū)動裝置、設(shè)于齒板2上的若干卡爪4、以及與液壓驅(qū)動裝置相連并驅(qū)動齒板2移動的傳動裝置，以下對液壓卡盤的各部件的結(jié)構(gòu)及工作原理作詳細說明。

本實施方式中的齒板2與對應(yīng)的卡爪4對應(yīng)設(shè)置為六個，六個齒板2沿圓周均勻分布于卡盤1的周圍，每個齒板2上對應(yīng)安裝有一個卡爪4，每兩個相鄰齒板2之間的夾角為60°。當然，在其他實施方式中也可以設(shè)置其他數(shù)量的齒板2及卡爪4，并不限于本實施方式中的六個，此處不再一一舉例進行說明。

卡盤1中間呈中空設(shè)置，液壓驅(qū)動裝置安裝于卡盤1的中空部分，具體地，液壓驅(qū)動裝置包括位于卡盤1中間底部的油缸51以及位于油缸上部的活塞52，通過油缸51驅(qū)動活塞52在卡盤1的中空部分上下運動，并通過傳動裝置將活塞的上下運動轉(zhuǎn)化為齒板2及卡爪4的軸向運動。

本實施方式中傳動裝置包括與活塞52相連的導(dǎo)向支架61、以及連接導(dǎo)向支架61與齒板2的杠桿增力機構(gòu)62，導(dǎo)向支架61與活塞52相連用于將活塞52的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)樗捷S向運動，并通過杠桿增力機構(gòu)62對驅(qū)動力進行放大，以控制齒板2及卡爪4的軸向運動。

本實施方式中的齒板2上表面均勻分布有若干第一齒槽201，第一齒槽201的截面呈等間距排列的矩形，對應(yīng)地，卡爪4的下表面對應(yīng)設(shè)有與第一齒槽201相嚙合的第二齒槽(未圖示)，第二齒槽的形狀與第一齒槽201的形狀互補，其截面也呈等間距排列的矩形，通過第一齒槽與第二齒槽的嚙合以將卡爪4固定安裝于齒板2上。

卡爪4包括固定安裝于齒板2上的卡爪座41、以及固定安裝于卡爪座41上的第一卡爪42和第二卡爪43，第一卡爪42位于鄰近卡盤1的一端，第二卡爪43位于遠離卡盤1的一端。

本實施方式中自定心液壓卡盤的工作原理具體為：

當油缸51驅(qū)動活塞52向上運動時，導(dǎo)向支架61與杠桿增力機構(gòu)62驅(qū)動齒板2沿著卡盤的軸線向外伸出，第二夾爪43撐住工件內(nèi)圈；

當油缸51驅(qū)動活塞52向下運動時，導(dǎo)向支架61與杠桿增力機構(gòu)62驅(qū)動齒板2沿著卡盤的軸線向內(nèi)收縮，第一夾爪42夾緊工件外圈。

六個卡爪4的夾持力相同并且同步運動自定心，工件吊裝放偏后就不需要人工調(diào)整中心，靠六爪液壓自定心即可夾持工件。

本實施方式中通過調(diào)節(jié)輸入油缸51的液壓油壓力可改變第一夾爪42或第二夾爪43夾持力的大小，具體為：

當油缸51驅(qū)動活塞52向上運動時，油缸51的輸出力為：

F_頂＝PA＝P*(D/2)²；

其中，P為油缸的液壓油壓力，A為有效受壓面積，D為油缸直徑；

此時第二夾爪43的夾持力為：

F_夾＝F_頂(L₁/L₂)*h；

其中，L₁、L₂分別為杠桿增力機構(gòu)中的兩臂長，h為傳動效率。

當油缸51驅(qū)動活塞52向下運動時，油缸51的輸出力為：

F_拉＝PA＝P*((D/2)²-(d/2)²)；

其中，P為油缸的液壓油壓力，A為有效受壓面積，D為油缸直徑，d為活塞中的活塞桿直徑；

此時第一夾爪42的夾持力為：

F_夾＝F_拉(L₁/L₂)*h；

其中，L₁、L₂分別為杠桿增力機構(gòu)中的兩臂長，h為傳動效率。

參圖3-圖7所示，在本發(fā)明第二實施方式中齒板2通過直線導(dǎo)軌與卡盤1配合安裝，以下作詳細說明。

參圖5所示，本實施方式中的卡盤1沿圓周對應(yīng)設(shè)置有若干安裝部11及間隔部12，安裝部11呈斜面設(shè)置，其與卡盤1的垂直方向呈一定夾角，該夾角優(yōu)選地可設(shè)置為30°～60°之間的角度，如在本實施方式中安裝部11與卡盤的垂直方向呈45°設(shè)置，且安裝部11頂部距離中心的距離小于底部距離中心的距離，安裝部11由上至下傾斜向外設(shè)置。

參圖6、圖7所示，安裝部11上固定安裝有第一固定件13，第一固定件13通過螺栓固定安裝于傾斜的安裝部11上，第一固定件13上設(shè)有第一固定槽131，第一固定槽131中固定安裝有第一導(dǎo)軌14，第一導(dǎo)軌14與連接件15的一端滑動連接。另外，連接件15的另一端與齒板2固定連接。

結(jié)合圖8所示，齒板2的下方固定安裝有若干第二固定件21，第二固定件21的下方沿著齒板2的延伸方向設(shè)有第二固定槽211，另外，底座上在位于齒板2正下方固定安裝有第二導(dǎo)軌22，第二導(dǎo)軌22的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置有收容槽221，第二固定件21通過下方的第二固定槽211與第二導(dǎo)軌22兩側(cè)的收容槽221相互卡合，以實現(xiàn)第二固定件21在第二導(dǎo)軌22上滑動。由于齒板2與第二固定件21固定安裝，第二導(dǎo)軌22則可作為齒板2的滑動導(dǎo)軌，以驅(qū)動齒板2的伸出或收縮。

參圖4所示為本實施方式中液壓卡盤的原理圖，通過油缸51驅(qū)動活塞上下運動，活塞、第一導(dǎo)軌14、及傳動裝置(未圖示)將活塞的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X板2的橫向運動，進而調(diào)整齒板2的伸出或收縮，以夾持待加工的工件。

優(yōu)選地，參圖9所示，本實施方式中齒板2上第一齒槽201的截面呈等間距排列的直角梯形設(shè)置，對應(yīng)地，卡爪4的下表面的第二齒槽的形狀與第一齒槽201的形狀互補，也呈直角梯形設(shè)置。截面為直角梯形的齒槽與截面為矩形的齒槽相比，齒槽頂端之間的距離增大，裝配時直角梯形的斜面能夠起到導(dǎo)向作用，以使第一齒槽和第二齒槽完全嚙合，裝配時精度要求較低，提高了裝配效率。

另外，本實施方式中齒板2上設(shè)有兩排第一齒槽201，且兩排第一齒槽201之間設(shè)有截面呈“凸”型的裝配槽202，結(jié)合圖10所示，卡爪4中卡爪座41的底部通過“凸”型的裝配部411與齒板2固定安裝，第二齒槽位于裝配部411的兩側(cè)。齒板與卡爪安裝時，首先將裝配部411從側(cè)面安裝進齒板2的裝配槽202中，然后將卡爪4與裝配部411固定安裝，即可將卡爪4固定安裝于齒板2上。

參圖11、圖12所示，在本發(fā)明的第三實施方式中，卡爪座41的上方設(shè)有若干卡爪安裝部，本實施方式中在卡爪座41的四個角上設(shè)有四個卡爪安裝部，包括兩個鄰近卡盤的第一卡爪安裝部401及遠離卡盤的第二卡爪安裝部402，第一卡爪42分別固定安裝于第一卡爪安裝部401中，第二卡爪43分別固定安裝于第二卡爪安裝部402中。

具體地，在本實施方式中，兩個第一卡爪安裝部401之間的卡爪座41的邊緣為弧面，第一卡爪42在朝向卡盤的一面為弧面，當?shù)谝豢ㄗ?2安裝于第一卡爪安裝部401中時，第一卡爪42的弧面、卡爪座41上的弧面能夠與環(huán)形鍛件的圓形外表面相互貼合，以保證第一卡爪42能夠有足夠大的夾持力。

另外，第二卡爪43在背向卡盤的一面為弧面，當?shù)诙ㄗ?3安裝于第二卡爪安裝部402中時，第二卡爪43的弧面能夠與環(huán)形鍛件的圓形內(nèi)表面相互貼合，以保證第二卡爪43能夠有足夠大的夾持力。

進一步地，在本實施方式中第一卡爪安裝部401的拐角處設(shè)有圓形的第一倒角4011，第二卡爪安裝部402的拐角處設(shè)有圓形的第二倒角4021，通過第一倒角4011和第二倒角4021的設(shè)置，可以使第一卡爪42或第二卡爪43的角部有適當?shù)奈灰瓶臻g，以保證第一卡爪42或第二卡爪43的弧面與工件的內(nèi)表面或外表面緊密貼合，保證了卡爪夾持的穩(wěn)固性。

應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。