本實(shí)用新型屬于環(huán)形鍛件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤。

背景技術(shù)：

近年來國際社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)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(xiàng)目正在產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?。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)?；?。

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(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)，很不方便，還有在切削力較大時(shí)，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(shí)，會(huì)造成工件變形。

因此，鑒于上述問題有必要提供一種基于環(huán)形鍛件的自定心液壓卡盤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于環(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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：

一種基于環(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(dòng)裝置、設(shè)于齒板上的若干卡爪、以及與液壓驅(qū)動(dòng)裝置相連并驅(qū)動(dòng)齒板移動(dòng)的傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括與液壓驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)，導(dǎo)向支架與液壓驅(qū)動(dòng)裝置相連用于將液壓驅(qū)動(dòng)裝置的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗捷S向運(yùn)動(dòng)，并通過杠桿增力機(jī)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行放大，以控制齒板及卡爪的軸向運(yùn)動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)活塞在卡盤的中空部分上下運(yùn)動(dòng)，并通過傳動(dòng)裝置將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒板及卡爪的軸向運(yùn)動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述齒板上表面均勻分布有若干第一齒槽，卡爪的下表面對(duì)應(yīng)設(shè)有與第一齒槽相嚙合的第二齒槽，第二齒槽的形狀與第一齒槽的形狀互補(bǔ)，通過第一齒槽與第二齒槽的嚙合以將卡爪固定安裝于齒板上。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，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(yuǎn)離卡盤的一端。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液壓卡盤包括：

第一狀態(tài)，油缸驅(qū)動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向支架與杠桿增力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)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(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向支架與杠桿增力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒板沿著卡盤的軸線向內(nèi)收縮，第一夾爪夾緊工件外圈。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，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(jī)構(gòu)中的兩臂長(zhǎng)，h為傳動(dòng)效率。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，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(jī)構(gòu)中的兩臂長(zhǎng)，h為傳動(dòng)效率。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一齒槽的截面呈等間距排列的矩形，第一齒槽的截面也呈等間距排列的矩形，第二齒槽的形狀與第一齒槽的形狀互補(bǔ)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

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(shí)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(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中液壓卡盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中卡盤及齒板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中卡盤及齒板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中卡盤及齒板的傳動(dòng)原理剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中卡盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中卡盤及齒板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型第二實(shí)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為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中齒板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中齒板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中齒板與卡爪座的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實(shí)用新型第三實(shí)施方式中卡爪座的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本實(shí)用新型第三實(shí)施方式中卡爪座及卡爪的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)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實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

參圖1、圖2所示，本實(shí)用新型第一實(shí)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(dòng)裝置、設(shè)于齒板2上的若干卡爪4、以及與液壓驅(qū)動(dòng)裝置相連并驅(qū)動(dòng)齒板2移動(dòng)的傳動(dòng)裝置，以下對(duì)液壓卡盤的各部件的結(jié)構(gòu)及工作原理作詳細(xì)說明。

本實(shí)施方式中的齒板2與對(duì)應(yīng)的卡爪4對(duì)應(yīng)設(shè)置為六個(gè)，六個(gè)齒板2沿圓周均勻分布于卡盤1的周圍，每個(gè)齒板2上對(duì)應(yīng)安裝有一個(gè)卡爪4，每?jī)蓚€(gè)相鄰齒板2之間的夾角為60°。當(dāng)然，在其他實(shí)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(shí)施方式中的六個(gè)，此處不再一一舉例進(jìn)行說明。

卡盤1中間呈中空設(shè)置，液壓驅(qū)動(dòng)裝置安裝于卡盤1的中空部分，具體地，液壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)活塞52在卡盤1的中空部分上下運(yùn)動(dòng)，并通過傳動(dòng)裝置將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒板2及卡爪4的軸向運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施方式中傳動(dòng)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(jī)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗捷S向運(yùn)動(dòng)，并通過杠桿增力機(jī)構(gòu)62對(duì)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行放大，以控制齒板2及卡爪4的軸向運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)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(duì)應(yīng)地，卡爪4的下表面對(duì)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(bǔ)，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(yuǎn)離卡盤1的一端。

本實(shí)施方式中自定心液壓卡盤的工作原理具體為：

當(dāng)油缸51驅(qū)動(dòng)活塞52向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向支架61與杠桿增力機(jī)構(gòu)62驅(qū)動(dòng)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(dāng)油缸51驅(qū)動(dòng)活塞52向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向支架61與杠桿增力機(jī)構(gòu)62驅(qū)動(dòng)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(gè)卡爪4的夾持力相同并且同步運(yùn)動(dòng)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(shí)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(dāng)油缸51驅(qū)動(dòng)活塞52向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)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(jī)構(gòu)中的兩臂長(zhǎng)，h為傳動(dòng)效率。

當(dāng)油缸51驅(qū)動(dòng)活塞52向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)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(jī)構(gòu)中的兩臂長(zhǎng)，h為傳動(dòng)效率。

參圖3-圖7所示，在本實(shí)用新型第二實(shí)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(xì)說明。

參圖5所示，本實(shí)施方式中的卡盤1沿圓周對(duì)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(shí)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(dòng)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(duì)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(shí)現(xiàn)第二固定件21在第二導(dǎo)軌22上滑動(dòng)。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(dòng)導(dǎo)軌，以驅(qū)動(dòng)齒板2的伸出或收縮。

參圖4所示為本實(shí)施方式中液壓卡盤的原理圖，通過油缸51驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，活塞、第一導(dǎo)軌14、及傳動(dòng)裝置(未圖示)將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X板2的橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)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(shí)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(duì)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(bǔ)，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(shí)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(shí)精度要求較低，提高了裝配效率。

另外，本實(shí)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(shí)，首先將裝配部411從側(cè)面安裝進(jìn)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，在本實(shí)用新型的第三實(shí)施方式中，卡爪座41的上方設(shè)有若干卡爪安裝部，本實(shí)施方式中在卡爪座41的四個(gè)角上設(shè)有四個(gè)卡爪安裝部，包括兩個(gè)鄰近卡盤的第一卡爪安裝部401及遠(yuǎn)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(shí)施方式中，兩個(gè)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(dāng)?shù)谝豢ㄗ?2安裝于第一卡爪安裝部401中時(shí)，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(dāng)?shù)诙ㄗ?3安裝于第二卡爪安裝部402中時(shí)，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(jìn)一步地，在本實(shí)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(dāng)?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(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)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(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。