一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，包括墊片、螺旋彈簧、螺栓、箍帶和箍座，箍帶彎曲形成圓形的渦輪，箍座上安裝有蝸桿螺栓，蝸桿具有一個插入箍座內(nèi)腔中的嚙合端，嚙合端上具有一段嚙合齒且與箍帶上的蝸齒相嚙合，所述蝸桿的旋轉(zhuǎn)施力端上還套設(shè)有一個螺旋彈簧，螺旋彈簧和箍座之間具有一個套設(shè)在蝸桿上的墊片，墊片直徑和螺旋彈簧直徑匹配，所述蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端端部具有一個螺栓頭，螺栓頭內(nèi)側(cè)面直徑和螺栓彈簧直徑匹配使得螺旋彈簧兩端抵接在螺栓頭和墊片之間。本發(fā)明具有卡緊范圍大，彈簧調(diào)節(jié)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位補償，安裝位置要求低，破壞扭矩較大，成本低廉，安裝效率好，裝配時不會啃齒影響自由扭矩，螺栓占用空間小等優(yōu)點。
【專利說明】一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管路系統(tǒng)連接的卡箍，尤其是用于冷熱溫差變化較大管路系統(tǒng)連接的一種旋彈簧渦輪蝸桿卡箍。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有燃油動力設(shè)備如汽車、工程機械、發(fā)電機、農(nóng)業(yè)機械等，在工作時都會有燃油系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和冷熱交換系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等需要靠管路連接形成的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中有些系統(tǒng)工作時溫度變化比較大，如排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和冷熱交換系統(tǒng)。其中的冷卻系統(tǒng)和冷熱交換系統(tǒng)的管路連接時，一般都采用橡膠管套在金屬管外面連接，兩端用卡箍卡緊。由于上述管路系統(tǒng)工作時溫度高達(dá)200° C左右，設(shè)備在冬天靜止時低溫時可達(dá)-30° C，正負(fù)溫差高達(dá)230° C。同時由于橡膠有熱脹冷縮的特性，橡膠材質(zhì)在大幅度的溫差變化時變形量大，在正常溫度下卡箍卡緊的膠管，膠管本身會儲存彈性，對低溫收縮產(chǎn)生的空隙起補償作用。但當(dāng)膠管老化失去彈性后，在低溫下收縮產(chǎn)生的間隙就必須靠卡箍的調(diào)節(jié)來補償收縮間隙，如果卡箍不具備調(diào)節(jié)功能就會造成管路密封不嚴(yán)，管路系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，故為了保證管路連接長久可靠，生產(chǎn)者會傾向于選用具有調(diào)節(jié)功能的卡箍進行管路連接。
[0003]現(xiàn)有的具有調(diào)節(jié)功能的卡箍分幾種類型，第一種是彈簧T型卡箍，由箍帶、螺栓、緊固螺母和彈簧等構(gòu)成，其中箍帶回卷形成圓形且箍帶兩端分別安裝連接在螺栓上和T型三通管上，螺栓端部再安裝彈簧和緊固螺母，擰緊和退出在螺栓上的螺母位置即可調(diào)節(jié)卡箍內(nèi)徑大小。具體結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。這種卡箍安裝到位后，通過緊固螺母可以壓縮彈簧儲存能量，當(dāng)膠管出現(xiàn)松動時彈簧回彈補償間隙，相當(dāng)于二次緊固，該方式應(yīng)用最為廣泛，但存在的缺點是:1、卡緊范圍是受到螺栓長度限制，卡緊范圍小，有效直徑調(diào)節(jié)范圍只有7mm左右，往往造成不同的管徑需要很多規(guī)格的卡箍，在設(shè)計選型、運輸、倉庫和現(xiàn)場管理等環(huán)節(jié)浪費大量的人力財力，2、卡箍帶寬超寬，一般為19mm，有些安裝位置不足19mm，造成安裝困難。3、緊固螺母跟常規(guī)應(yīng)用量最大的蝸桿卡箍螺栓頭尺寸不同，安裝時需要更換安裝工具，造成安裝效率降低。4、螺栓長度較長，一端突出，占用空間多，部分狹小空間內(nèi)無法安裝。5、無法生產(chǎn)直徑小于40mm的管路卡箍。
[0004]第二種卡箍，是徑向彈簧渦輪蝸桿卡箍，如圖3和圖4所示，其結(jié)構(gòu)原理是在渦輪蝸桿卡箍基礎(chǔ)上，在卡箍內(nèi)圈表面設(shè)置了一個徑向彈簧，這樣緊固時從徑向彈簧上儲存能量，當(dāng)膠管收縮出現(xiàn)間隙時徑向彈簧回彈進行補償，該卡箍的優(yōu)點是:1、該卡箍彌補了 T型卡箍卡緊范圍即調(diào)節(jié)范圍小的缺點，調(diào)節(jié)范圍可達(dá)到20mm以上；2、該卡箍克服了 T型卡箍帶寬較寬，個別位置安裝不上的缺點；3、該卡箍克服了螺栓頭與普通卡箍螺栓頭不同，需要更換安裝工具的缺點，安裝效率高；4、螺栓長度較短占用空間小，但是同樣也出現(xiàn)一些新的缺點:1、徑向彈簧屬于單邊補償，不能實現(xiàn)360°補償，大壓力狀態(tài)下有泄漏風(fēng)險；2、單邊補償會導(dǎo)致大規(guī)格(即直徑較大)時補償效果不佳；3、裝配扭矩不能做大。
[0005]第三種卡箍是采用碟形彈簧渦輪蝸桿卡箍(又稱墊片卡箍或墊圈卡箍)，其結(jié)構(gòu)如圖5和圖6所示，在原渦輪蝸桿卡箍螺栓上增加了碟形彈簧，該卡箍結(jié)合了上述兩種卡箍的部分優(yōu)點:1、保留了徑向彈簧卡箍調(diào)節(jié)范圍較大的特點；2、保留了徑向彈簧卡箍帶寬窄的特點；3、保留了 T型卡箍可以實現(xiàn)360°全方位補償?shù)奶攸c；4、破壞扭矩比徑向彈簧卡箍高；5、螺栓長度較短，占用空間小。5、解決了直徑小于40mm的卡箍無法生產(chǎn)的缺點。但也帶來新的缺點是:1、因為加工難度大，技術(shù)要求高，所以成本高，是T型卡箍和徑向彈簧卡箍的3倍左右；2、碟形彈簧的調(diào)節(jié)幅度小于T型卡箍的螺旋彈簧，當(dāng)膠管的收縮間隙大于碟形彈簧可調(diào)節(jié)范圍時，碟形彈簧卡箍將無法全程補償膠管間隙；3、為了提高破壞扭矩，安裝的螺栓頭比普通安裝螺栓頭要大，與安裝工具不能通用，安裝效率低；4、碟形彈簧外徑大，導(dǎo)致在箍帶旋出時啃齒，在裝配中造成自由扭矩偏大。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的具有調(diào)節(jié)補償功能的卡箍，匯總存在的缺陷有:1、卡緊范圍小；
2、彈簧調(diào)節(jié)量??；3、不能實現(xiàn)360°全方位補償；4、卡箍帶寬偏大，個別安裝位置不夠；5、破壞扭矩偏?。?、成本高；7、螺栓頭的尺寸不統(tǒng)一，安裝效率低下；8、碟形彈簧外徑尺寸偏大，在裝配中啃齒造成自由扭矩偏大。9、螺栓占用空間多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種卡緊范圍大，彈簧調(diào)節(jié)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位補償，安裝位置要求低，破壞扭矩較大，成本低廉，安裝效率好，裝配時自由扭矩小，螺栓占用空間小的螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，解決了前述現(xiàn)有卡箍九大缺陷，擴大卡箍可使用范圍并降低用戶使用成本。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，包括箍帶和箍座，箍座的內(nèi)腔具有一個用于安裝蝸桿的筒形部分和一個用于固定箍帶的槽形部分，箍帶一端固定在箍座的槽形部分內(nèi)，箍帶另一端沿長度方向設(shè)置有一段蝸齒，箍帶具有蝸齒一端回旋后穿過箍座的槽形部分使得箍帶彎曲形成圓形，箍座上安裝有蝸桿，蝸桿具有一個位于箍座外側(cè)的旋轉(zhuǎn)施力端和一個插入箍座的筒形部分內(nèi)腔中的嚙合端，嚙合端上具有一段嚙合齒且與箍帶上的蝸齒相嚙合，蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端和箍帶的蝸齒一端延伸方向相同，蝸桿旋轉(zhuǎn)能夠通過嚙合配合帶動箍帶的蝸齒端移動；其特征在于，所述蝸桿的旋轉(zhuǎn)施力端上還套設(shè)有一個螺旋彈簧，螺旋彈簧和箍座之間具有一個套設(shè)在蝸桿上的墊片，墊片直徑和螺旋彈簧直徑匹配，所述蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端端部具有一個螺栓頭，螺栓頭內(nèi)側(cè)面直徑和螺栓彈簧直徑匹配使得螺旋彈簧兩端抵接在螺栓頭和墊片之間。
[0009]本發(fā)明使用時，將產(chǎn)品放在連接位置，旋轉(zhuǎn)蝸桿，使得箍帶的蝸齒一端向前移動，將連接位置箍緊，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蝸桿，蝸桿上的端平面和箍座上的墊片之間的彈簧就會壓縮，實現(xiàn)能量儲存，故具備了調(diào)節(jié)功能。其中，采用螺旋彈簧進行儲能補償管路間隙，相比于成本高昂的碟形彈簧，降低成本明顯，也根除了碟形彈簧調(diào)節(jié)范圍小且不能全方位補償膠管間隙的隱患；其中為了解決螺旋彈簧跟箍座之間的平衡受力，在螺旋彈簧跟箍座之間設(shè)計一個墊片，將螺旋彈簧的力量均衡的壓力分布在箍座上并傳遞到箍帶上，使得螺旋彈簧可以用于蝸桿卡箍中。將螺栓頭部設(shè)計一個跟彈簧直徑匹配的平面用來支撐螺旋彈簧的另一端，同時用于施加給彈簧用于儲存能量的壓力，螺栓頭外端可以仍然采用普通蝸桿卡箍的形狀和尺寸，這樣可以保證安裝工具使用的通用性，提高安裝效率。安裝時，通過緊固螺栓頭，觀察螺旋彈簧的壓縮幅度就能直觀的判定是否安裝到力矩要求，防止過度安裝，降低安裝人員對工作經(jīng)驗要求和安裝工具高的要求。
[0010]作為優(yōu)化，箍座為一張金屬片先中部彎曲形成筒形部分內(nèi)腔后再曲折后相連形成槽形部分內(nèi)腔的整體式箍座。具體地說箍座的金屬片兩端相連處為對稱地對接后激光焊接固定得到。這樣優(yōu)化后，箍座為一種整體式箍座，箍座的結(jié)構(gòu)更簡單且方便制作，降低成本，另外該結(jié)構(gòu)保證箍座連接可靠的同時，更重要的是保證了箍座尺寸的一致性，可以實現(xiàn)箍座在大扭力下不會變行，從而提高產(chǎn)品的破壞扭矩。同時可以更加方便使用時箍帶的安裝，降低了對箍帶裝配性能的要求。
[0011]作為優(yōu)化，所述箍帶上的蝸齒為均勻連續(xù)的凸起和凹槽構(gòu)成，且箍帶任一長度方向的截面為連續(xù)截面。這樣，和現(xiàn)有碟形彈簧蝸桿卡箍結(jié)構(gòu)中蝸齒為穿透式結(jié)構(gòu)相比，加工更加方便快捷，且箍帶自身強度更高，保證有更高的抗拉強度，從而提高產(chǎn)品的安全性。
[0012]綜上所述，本發(fā)明具有卡緊范圍大，彈簧調(diào)節(jié)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位補償，安裝位置要求低，破壞扭矩較大，成本低廉，安裝效率高，裝配時不會啃齒影響自由扭矩，螺栓占用空間小等優(yōu)點，解決了現(xiàn)有卡箍的各種缺陷，擴大卡箍可使用范圍并降低了用戶使用成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為【背景技術(shù)】中所述現(xiàn)有的第一種卡箍的結(jié)構(gòu)示意圖(即彈簧T型卡箍)。
[0014]圖2為圖1的左視圖。
[0015]圖3為【背景技術(shù)】所述第二種卡箍的結(jié)構(gòu)示意圖(即徑向彈簧卡箍)。
[0016]圖4為圖3的左視圖。
[0017]圖5為【背景技術(shù)】所述第三種卡箍的結(jié)構(gòu)示意圖(即蝶形彈簧蝸桿卡箍)。
[0018]圖6為圖5的左視圖。
[0019]圖7為本發(fā)明【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖(即螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍)。
[0020]圖8為圖5的左視圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0022]作為本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式，如圖7-圖8所示，一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，包括箍帶I和箍座2，箍座2的內(nèi)腔具有一個用于安裝蝸桿的筒形部分和一個用于固定箍帶I的槽形部分，箍帶I 一端固定在箍座2的槽形部分內(nèi)，箍帶I另一端沿長度方向設(shè)置有一段蝸齒，箍帶I具有蝸齒一端回旋后穿過箍座2的槽形部分上使得箍帶I彎曲形成圓形的渦輪，箍座2上安裝有蝸桿3，蝸桿3具有一個位于箍座2外側(cè)的旋轉(zhuǎn)施力端和一個插入箍座2的筒形部分內(nèi)腔中的嚙合端，嚙合端上具有一段嚙合齒且與箍帶I上的蝸齒相嚙合，蝸桿3旋轉(zhuǎn)施力端和箍帶I的蝸齒一端延伸方向相同，蝸桿3旋轉(zhuǎn)能夠通過哨合配合帶動箍帶I的蝸齒端移動；所述蝸桿3的旋轉(zhuǎn)施力端上還套設(shè)有一個螺旋彈簧4，螺旋彈簧4和箍座2之間具有一個套設(shè)在蝸桿上的墊片5，墊片5直徑和螺旋彈簧4直徑匹配，所述蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端端部具有一個螺栓頭6，螺栓頭6內(nèi)側(cè)面直徑和螺栓彈簧直徑匹配使得螺旋彈簧4兩端抵接在螺栓頭6和墊片5之間。
[0023]本【具體實施方式】中，箍座2為一張金屬片先中部彎曲加工成筒形部分內(nèi)腔后再曲折后加工形成槽形部分內(nèi)腔的整體式箍座，具體地說箍座的金屬片兩端相連處為對稱地對接后激光焊接固定得到。這樣箍座的結(jié)構(gòu)更簡單且方便制作，降低成本，另外該結(jié)構(gòu)保證箍座連接可靠的同時，更重要的是保證了箍座尺寸的一致性，這樣就使得裝配好，產(chǎn)品性能非常穩(wěn)定。
[0024]本【具體實施方式】中，所述箍帶I上的蝸齒為均勻連續(xù)的凸起和凹槽構(gòu)成，且箍帶I任一長度方向的截面為連續(xù)截面。這樣，和現(xiàn)有碟形彈簧蝸桿卡箍結(jié)構(gòu)中蝸齒為穿透式結(jié)構(gòu)相比，加工更加方便快捷，且箍帶自身強度更高，保證抗拉強度。
[0025]本發(fā)明使用時，將產(chǎn)品放在卡緊連接位置，旋轉(zhuǎn)蝸桿，使得箍帶的蝸齒一端向前移動，將連接位置箍緊，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蝸桿，進而帶動螺旋彈簧被壓縮，實現(xiàn)緊固和儲能，故具備了調(diào)節(jié)功能。本發(fā)明核心要點之一克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能將螺旋彈簧用于蝸桿卡箍的技術(shù)難點，是將原碟形彈簧墊圈蝸桿卡箍的彈簧改成螺旋彈簧，在箍座與彈簧之間增加墊片再通過螺栓端面完成螺旋彈簧的緊固儲能，并確保了彈簧的平衡受力，使得螺旋彈簧在蝸桿卡箍中的應(yīng)用成為可能，進而保證了卡緊范圍大，彈簧調(diào)節(jié)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位補償?shù)刃Ч膶崿F(xiàn)。核心要點之二是將傳統(tǒng)的鉚接式箍座設(shè)計成整體式箍座，不僅生產(chǎn)快捷，箍座連接可靠，而且重要的是保證了箍座尺寸的一致性和對稱性，這樣就降低了對箍帶蝸齒安裝時的要求，使得箍帶上的蝸齒可以由連續(xù)的凸起和凹槽構(gòu)成。這樣蝸齒加工成連續(xù)的凸起和凹槽構(gòu)成，不用設(shè)計為以前的穿透式蝸齒(原碟形彈簧蝸桿卡箍結(jié)構(gòu)中蝸齒為蝸齒槽兩邊貫通的結(jié)構(gòu))，箍帶抗拉強度大，提高了產(chǎn)品的破壞扭矩，同時也節(jié)省了成本。
[0026]本發(fā)明可以產(chǎn)生以下明顯的效果:1、解決現(xiàn)有的彈簧T型卡箍卡緊范圍小弊端，卡緊范圍還可以隨要求進行加大，2、解決碟形蝸桿卡箍中彈簧調(diào)節(jié)余量小問題，徹底杜絕卡箍彈簧調(diào)節(jié)范圍小于膠管收縮間隙的隱患。3、帶寬窄，適應(yīng)更多的安裝位置。4、破壞扭矩大，產(chǎn)品使用安全。5、成本在原來蝶形彈簧蝸桿卡箍的基礎(chǔ)上至少降低成本10%以上，6、因螺栓頭跟傳統(tǒng)蝸桿卡箍尺寸相同，不用更換安裝頭，用一把安裝工具可將連接用卡箍全部安裝完畢，安裝效率高。7、和碟形蝸桿卡箍相比，螺旋彈簧直徑尺寸比原碟形彈簧小，可根本的解決彈簧對箍帶的啃齒問題。8、螺栓占用空間小，9、和碟形蝸桿卡箍相比，通過壓縮的螺旋彈簧幅度直觀的判定安裝扭矩，不會出現(xiàn)過度安裝現(xiàn)象，降低了安裝人員的素質(zhì)和工作經(jīng)驗的要求，同時也降低了在安裝工具上的投入。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，包括箍帶和箍座，箍座的內(nèi)腔具有一個用于安裝蝸桿的筒形部分和一個用于固定箍帶的槽形部分，箍帶一端固定在箍座的槽形部分內(nèi)，箍帶另一端沿長度方向設(shè)置有一段蝸齒，箍帶具有蝸齒一端回旋后穿過箍座的槽形部分使得箍帶彎曲形成圓形，箍座上安裝有蝸桿，蝸桿具有一個位于箍座外側(cè)的旋轉(zhuǎn)施力端和一個插入箍座的筒形部分內(nèi)腔中的哨合端，哨合端上具有一段哨合齒且與箍帶上的蝸齒相哨合，蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端和箍帶的蝸齒一端延伸方向相同，蝸桿旋轉(zhuǎn)能夠通過哨合配合帶動箍帶的蝸齒端移動；其特征在于，所述蝸桿的旋轉(zhuǎn)施力端上還套設(shè)有一個螺旋彈簧，螺旋彈簧和箍座之間具有一個套設(shè)在蝸桿上的墊片，墊片直徑和螺旋彈簧直徑匹配，所述蝸桿旋轉(zhuǎn)施力端端部具有一個螺栓頭，螺栓頭內(nèi)側(cè)面直徑和螺栓彈簧直徑匹配使得螺旋彈簧兩端抵接在螺栓頭和墊片之間。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，其特征在于，箍座為一張金屬片先中部彎曲形成筒形部分內(nèi)腔后再曲折后相連形成槽形部分內(nèi)腔的整體式箍座。
3.如權(quán)利要求1所述的螺旋彈簧渦輪蝸桿卡箍，其特征在于，所述箍帶上的蝸齒為均勻連續(xù)的凸起和凹槽構(gòu)成，且箍帶任一長度方向的截面為連續(xù)截面。
【文檔編號】F16L21/06GK104251352SQ201410462057
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】唐維明 申請人:重慶銥格管道技術(shù)有限公司