專利名稱：壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，涉及加工、生產(chǎn)及維修等環(huán)節(jié)中對(duì)工件進(jìn)行裝夾的器具，尤其是可用于解決往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥在裝配、拆卸及維修過(guò)程中氣閥各個(gè)部件的定位及固定的工具。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)的核心部件，使用數(shù)量大，屬于易損件。氣閥的裝配、 拆卸、維修、清洗等工作，占據(jù)壓縮機(jī)檢維修工作量的30%以上。目前關(guān)于往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥的裝配、拆卸及維修，還沒(méi)有專業(yè)的裝夾臺(tái)，來(lái)解決氣閥各個(gè)部件的定位、固定及鎖緊?，F(xiàn)階段解決方式主要有以下三種1、敲擊法該方法是壓縮機(jī)用戶最常用的方法，如圖1所示，采用扳手套住氣閥上的鎖緊螺母，然后用手抱住氣閥和扳手，將扳手的另一頭往地上敲擊，以達(dá)到將氣閥鎖緊螺母鎖緊或松開(kāi)的目的。該方法的缺點(diǎn)是在氣閥裝配時(shí)，無(wú)法定位氣閥的各個(gè)各部件，氣閥各個(gè)部件的定位，只能通過(guò)操作人員事先在工作臺(tái)上手動(dòng)完成，操作上不夠方便；另外，在敲擊的過(guò)程中，還可能導(dǎo)致內(nèi)部零件錯(cuò)位，損傷內(nèi)部零件。2、臺(tái)虎鉗裝夾固定氣閥外形為圓柱體，該方法用臺(tái)虎鉗的鉗口，卡住氣閥的上下兩個(gè)平面夾住氣閥， 然后用扳手?jǐn)Q緊或松開(kāi)氣閥的鎖緊螺母，請(qǐng)參閱圖2。該方法的缺點(diǎn)是在氣閥裝配時(shí)，無(wú)法定位氣閥的各個(gè)各部件，氣閥各個(gè)部件的定位，只能通過(guò)操作人員事先在工作臺(tái)上手動(dòng)完成，然后裝夾在臺(tái)虎鉗上，操作上不夠方便; 另外，在臺(tái)虎鉗夾緊氣閥前，容易導(dǎo)致氣閥內(nèi)部的彈簧和閥片錯(cuò)位。3、定位銷和螺紋桿壓塊裝夾固定該方法是壓縮機(jī)氣閥生產(chǎn)廠家常用的方法，通過(guò)在工作臺(tái)上安裝兩個(gè)銷釘，用于周向固定氣閥，然后將兩塊壓塊，通過(guò)固定在工作臺(tái)上的兩根螺紋絲桿，分別用每個(gè)絲桿上的螺母往下擰，直至將壓塊壓住氣閥從而固定氣閥，請(qǐng)參閱圖3。該方法效率較低，一方面，裝夾氣閥比較費(fèi)時(shí)，另外，螺紋絲桿在裝夾過(guò)程中容易損壞而失效。以上三種方法，對(duì)于排氣閥的裝配，都必須先用墊塊將排氣閥閥蓋架空墊在工作臺(tái)上，然后依次裝入排氣閥的彈簧、緩沖片、升程導(dǎo)向環(huán)、閥座，再用手握住整個(gè)閥體，將排氣閥翻轉(zhuǎn)反扣在工作臺(tái)面上，最后用以上方法擰緊氣閥的鎖緊螺母。整個(gè)過(guò)程，不僅操作難度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且在將排氣閥翻轉(zhuǎn)反扣在工作臺(tái)面上的時(shí)候，氣閥的內(nèi)部零件容易錯(cuò)位，導(dǎo)致最終無(wú)法正確裝配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能快速夾緊壓縮機(jī)氣閥的裝夾臺(tái)，使氣閥在裝夾和拆卸過(guò)程中，各個(gè)氣閥的部件不會(huì)錯(cuò)位，也不會(huì)被損壞，提高氣閥的裝配和拆卸的準(zhǔn)確性和工作效率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，包括裝夾系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，裝夾臺(tái)上所獲得的夾緊力的計(jì)算公式為F2 = F1*(L/R)其中F2為裝夾臺(tái)上所獲得的夾緊力；Fl為切向驅(qū)動(dòng)壓力；L為驅(qū)動(dòng)力臂長(zhǎng)度；R為被動(dòng)軸的分度圓半徑。裝夾臺(tái)上所獲得的裝夾速度ν的計(jì)算公式為v = h/t =〔 / (R*sin θ ) ) /t其中ν為裝夾臺(tái)上所獲得的裝夾速度，h為導(dǎo)齒桿的升降值；R為齒輪軸的分度圓半徑；θ為手柄旋轉(zhuǎn)的角度，t為手柄旋轉(zhuǎn)θ角度所需的時(shí)間。設(shè)定制動(dòng)盤與滾柱之間的摩擦系數(shù)為ξ，設(shè)定因彈性軸變形而通過(guò)花鍵施加在單個(gè)滾柱上的力為F，設(shè)定滾柱在楔形止點(diǎn)位置時(shí)，受力角為x°，即力F與垂直連接滾柱中心線與制動(dòng)盤中心線的夾角為x°，力F通過(guò)滾柱作用在制動(dòng)盤的受力點(diǎn)，分解為徑向分力Fl 和切向分力F2，則Fl = F*cos x°F2 = F*sin x°滾柱與制動(dòng)盤之間的摩擦力f = ξ *F1 = ξ *F*cos x°當(dāng) f 彡 F2 時(shí)，即 ξ *F*cos x° 彡 F*sin x°，ξ *cos x° 彡 sin x°，簡(jiǎn)化后為 I ^tgx0 ；滾柱即處于自然鎖死狀態(tài)，在沒(méi)有其他外力作用的情況下，滾柱將無(wú)法延逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，花鍵也就因滾柱處于鎖死狀態(tài)而無(wú)法逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。此時(shí)只要逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)爪，驅(qū)爪作用在滾柱上的力為F3，當(dāng)F3+F2 > f時(shí)，滾柱便可以離開(kāi)楔形止點(diǎn)位置，迅速解除這種鎖死狀態(tài)。因此解除鎖死狀態(tài)的充分條件為F3 > f_F2，即 F3 > F( ξ *cos x° —sin x° )在設(shè)計(jì)制造時(shí)，選擇合適的摩擦系數(shù)ξ及受力角度x°，可以使驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置瞬時(shí)鎖死，同時(shí)可以通過(guò)在手柄上施加外力F3，瞬時(shí)解除驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置的鎖死狀態(tài)。通過(guò)選擇制動(dòng)盤與滾柱的材質(zhì)及加工精度，確定對(duì)應(yīng)的制動(dòng)盤與滾柱摩擦系數(shù) ξ，由上面的計(jì)算公式可知，可以使得f_F2足夠小，也就是通過(guò)設(shè)計(jì)使得解除鎖死狀態(tài)的力F3足夠小。此時(shí)只要逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)爪，驅(qū)爪作用在滾柱上的力為F3，當(dāng)F3+F2 > f時(shí)，滾柱便可以離開(kāi)楔形止點(diǎn)位置，迅速解除這種鎖死狀態(tài)。該裝夾系統(tǒng)包括壓板、工作臺(tái)面、箱體座，導(dǎo)齒桿、工作臺(tái)面設(shè)置于箱體座之上，壓板固定于導(dǎo)齒桿之上，壓板、工作臺(tái)面及箱體座上分別設(shè)置有便于對(duì)壓縮機(jī)氣閥進(jìn)行裝配及拆卸操作的U型槽。該工作臺(tái)面通過(guò)工作臺(tái)面螺釘固定在箱體座上，平衡柄通過(guò)箱體座螺釘固定在箱體座上，螺塞和箱體座彈簧及定位銷組成定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)定位銷給導(dǎo)齒桿定位，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺塞壓緊或松開(kāi)箱體座彈簧，調(diào)節(jié)導(dǎo)齒桿在導(dǎo)套中的松緊程度。
該傳動(dòng)系統(tǒng)包括壓板、蓋帽、彈性墊圈、導(dǎo)齒桿、導(dǎo)套、齒輪軸、彈性軸，壓板通過(guò)蓋帽和彈性墊圈固定在導(dǎo)齒桿上，導(dǎo)齒桿采用間隙配合插入導(dǎo)套中，導(dǎo)套采用過(guò)盈配合裝配在箱體座中，齒輪軸采用間隙配合插入箱體座，齒輪軸兩端的齒與導(dǎo)齒桿側(cè)面的齒嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸，可以驅(qū)動(dòng)導(dǎo)齒桿在導(dǎo)套中上下移動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，該驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置包括彈性軸、第一軸鍵、第二軸鍵、花鍵、驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧、頂針、滾柱、驅(qū)爪、制動(dòng)盤，通過(guò)螺釘固定在箱體座上；彈性軸插入齒輪軸中，其小徑端通過(guò)第一軸鍵固定在齒輪軸上，花鍵通過(guò)第二軸鍵固定在彈性軸的大徑端；驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧和頂針安裝在花鍵的孔中，花鍵和驅(qū)爪安裝在制動(dòng)盤中，滾柱設(shè)置于花鍵與制動(dòng)盤所形成的楔形空間中，在驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧的彈力作用下，與頂針保持接觸。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括手柄裝置，該手柄裝置包括手柄彈簧、帶肩螺釘、孔擋圈、手柄頭、手柄桿，該手柄通過(guò)彈簧、帶肩螺釘固定在驅(qū)爪上，帶肩螺釘穿過(guò)手柄彈簧，將手柄裝配在驅(qū)爪上，手柄頭與驅(qū)爪通過(guò)齒嚙合，將手柄桿上手動(dòng)施加的力矩傳遞到驅(qū)爪上。該帶肩螺釘與手柄彈簧及手柄頭之間設(shè)置有一段長(zhǎng)度作為自由行程。由于采用了上述方案，本發(fā)明的有益效果是其裝夾效率可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的20倍以上；本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，既可以自動(dòng)對(duì)夾持力進(jìn)行瞬時(shí)鎖死，又可以迅速解除鎖死狀態(tài)。


圖1是敲擊法裝拆氣閥示意圖。圖2是臺(tái)虎鉗裝夾固定氣閥示意圖。圖3是定位銷和螺紋絲桿壓塊裝夾氣閥示意圖。圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的氣閥快速裝夾臺(tái)整體結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖4所示實(shí)施例組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖4所示實(shí)施例的快速裝夾調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖。圖7是圖4所示實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置示意圖。圖8是圖7所示的驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置組成結(jié)構(gòu)示意9是圖7所示的驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置鎖死及解除鎖死力學(xué)原理10是圖4所示實(shí)施例的手柄自由調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是圖10所示手柄的剖面圖。圖12是應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行排氣閥裝配實(shí)例的示意圖之一。圖13是圖12所示排氣閥裝配示意圖之二。圖14是圖12所示排氣閥裝配示意圖之三。圖15是圖12所示排氣閥裝配示意圖之四。1-壓板，11-蓋帽，12-彈性墊圈，2-導(dǎo)齒桿，3_工作臺(tái)面，31-工作臺(tái)面螺釘， 32-工作臺(tái)面上U型槽，4-箱體座，41-箱體座螺釘，42-平衡柄，43-螺塞，44-箱體座彈簧， 45-定位銷，46-導(dǎo)套，47-箱體座上U型槽，5-齒輪軸，6-彈性軸，61-第一軸鍵，62-第二軸鍵，7-驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，71-花鍵，72-驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧，73-頂針，74-滾柱，75-驅(qū)爪，76-制動(dòng)盤，77-螺釘，8-手柄，81-手柄彈簧，82-帶肩螺釘，83-孔擋圈，84-手柄頭，85-手柄桿，
686-手柄桿頭9-排氣閥，91-排氣閥閥座，92-排氣閥閥片，93-排氣閥緩沖片，94-排氣閥升程導(dǎo)向環(huán)，95-排氣閥關(guān)閉彈簧，96-排氣閥升程限制器，97-排氣閥鎖緊螺母，98-扳手。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，整體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參閱圖4，組成及結(jié)構(gòu)請(qǐng)參閱圖5?！N壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，包括裝夾系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置可以快速驅(qū)動(dòng)、瞬時(shí)鎖死以及瞬時(shí)解除鎖死狀態(tài)，可以根據(jù)操作狀態(tài)任意調(diào)節(jié)操作角度。該裝夾系統(tǒng)包括壓板1、工作臺(tái)面3、箱體座4，導(dǎo)齒桿2、工作臺(tái)面3設(shè)置于箱體座 4之上，壓板1固定于導(dǎo)齒桿2之上。進(jìn)一步，壓板1、工作臺(tái)面3及箱體座4上，分別設(shè)置有U型槽，如圖4所示，可用于裝夾壓縮機(jī)氣閥，便于對(duì)壓縮機(jī)氣閥進(jìn)行裝配及拆卸操作。工作臺(tái)面3通過(guò)工作臺(tái)面螺釘31固定在箱體座4上，平衡柄42通過(guò)箱體座螺釘 41固定在箱體座4上，螺塞43和箱體座彈簧44及定位銷45組成定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)定位銷45給導(dǎo)齒桿2定位，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺塞43壓緊或松開(kāi)箱體座彈簧44，調(diào)節(jié)導(dǎo)齒桿2在導(dǎo)套 46中的松緊程度。該傳動(dòng)系統(tǒng)包括壓板1、蓋帽11、彈性墊圈12、導(dǎo)齒桿2、導(dǎo)套46、齒輪軸5、彈性軸 6，如前所述，壓板1也是裝夾系統(tǒng)的組成部分。壓板1通過(guò)蓋帽11和彈性墊圈12固定在導(dǎo)齒桿2上，導(dǎo)齒桿2采用間隙配合插入導(dǎo)套46中，導(dǎo)套46采用過(guò)盈配合裝配在箱體座4中，齒輪軸5采用間隙配合，如圖5所示插入箱體座4，齒輪軸5兩端的齒與導(dǎo)齒桿2側(cè)面的齒嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸5，可以驅(qū)動(dòng)導(dǎo)齒桿2在導(dǎo)套46中上下移動(dòng)。該傳動(dòng)系統(tǒng)由于采用齒輪齒條的傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)速度和效率，大大高于絲桿螺母的傳動(dòng)方式。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，該驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7包括彈性軸6、第一軸鍵61、第二軸鍵62、花鍵71、驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧72、頂針73、滾柱74、驅(qū)爪75、制動(dòng)盤76，通過(guò)螺釘 77固定在箱體座4上。如圖5所示，彈性軸6插入齒輪軸5中，其小徑端通過(guò)第一軸鍵61固定在齒輪軸 5上，花鍵71通過(guò)第二軸鍵62固定在彈性軸6的大徑端。如圖8和圖9所示，驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧72和頂針73安裝在花鍵71的孔中，花鍵 71和驅(qū)爪75安裝在制動(dòng)盤76中，滾柱74設(shè)置于花鍵71與制動(dòng)盤76所形成的楔形空間中，在驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧72的彈力作用下，與頂針73保持接觸。該驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置可以及時(shí)將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給齒輪軸5，一旦被裝夾的工件被夾住， 即可以瞬時(shí)將夾持力鎖死，確保被裝夾的工件不松弛。同時(shí)當(dāng)手柄反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以瞬時(shí)解除鎖死狀態(tài)，快速松開(kāi)被裝夾的工件。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括手柄裝置，該手柄裝置包括手柄彈簧81、帶肩螺釘82、孔擋圈83、 手柄頭84、手柄桿85，手柄8通過(guò)彈簧81、帶肩螺釘82固定在驅(qū)爪75上。如圖11所示，帶肩螺釘82穿過(guò)手柄彈簧81，將手柄8裝配在驅(qū)爪75上，手柄頭 84與驅(qū)爪75通過(guò)齒嚙合，將手柄桿85上手動(dòng)施加的力矩傳遞到驅(qū)爪75上，帶肩螺釘82與
7手柄彈簧81及手柄頭84之間的自由行程，可以保證將手柄頭84從驅(qū)爪75上拔出而脫離與驅(qū)爪的齒嚙合，將手柄8旋轉(zhuǎn)任意角度后，松開(kāi)手柄頭84，手柄彈簧81的彈力作用即可將手柄頭84壓向驅(qū)爪75，恢復(fù)手柄頭84與驅(qū)爪75之間的齒嚙合狀態(tài)。該手柄可以自由調(diào)節(jié)任意施力角度，在裝夾不同厚度的工件時(shí)，便于操作人員根據(jù)裝夾工件的厚度，將手柄調(diào)整到最適合操作的位置。氣閥快速裝夾臺(tái)的裝夾過(guò)程在手柄8的手動(dòng)端手柄頭84施加壓力F1，下壓手柄8，通過(guò)手柄8與驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7之間的嚙合齒，將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7 ；驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7通過(guò)第一軸鍵62，將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給彈性軸6 ；彈性軸6通過(guò)第二軸鍵61，將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給齒輪軸5 ；如圖6所示，齒輪軸5與導(dǎo)齒桿2由于是嚙合關(guān)系，驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)齒輪軸5傳遞給兩根導(dǎo)齒桿2，導(dǎo)齒桿2帶動(dòng)壓板1下行，將被裝夾的氣閥夾緊在工作臺(tái)面3上面。夾緊力的計(jì)算公式為F2 = F1*(L/R)F2—裝夾臺(tái)上所獲得的夾緊力Fl-—手動(dòng)施加在手柄桿頭86上的切向壓力L —手柄長(zhǎng)度(手柄桿頭86中心與齒輪軸5的軸線之間的直線距離)R —齒輪軸5的分度圓半徑在本發(fā)明實(shí)施例中，如果設(shè)定L/R的值大于25，因此夾緊力F2是手動(dòng)施加的下壓力Fl的25倍以上。當(dāng)Fl = 50Kgf時(shí)，本發(fā)明的夾緊力F2大于1250Kgf，而裝夾氣閥，一般只需要10 IOOKgf的夾緊力，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，只需操作人員在手柄上施加0. 4 4Kgf的力，即可快速夾緊氣閥。升程(裝夾厚度)的快速裝夾調(diào)節(jié)原理如圖6所示，傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件包括壓板1、導(dǎo)齒桿2、齒輪軸5、彈性軸6、驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7、手柄8等，齒輪軸5與導(dǎo)齒桿2之間通過(guò)齒輪齒條的方式傳動(dòng)。設(shè)定齒輪軸5的齒數(shù)為n，分度圓半徑為R，導(dǎo)齒桿2在單位的升降值為h，手柄8的旋轉(zhuǎn)角度為θ，手柄8旋轉(zhuǎn)θ角度所需的時(shí)間為t，裝夾臺(tái)上所獲得的裝夾速度為V，由齒輪齒條傳動(dòng)計(jì)算方法可知V = h/t =〔 / (R*sin θ )〕/tV-裝夾臺(tái)上所獲得的裝夾速度h_導(dǎo)齒桿2的升降值R-齒輪軸5的分度圓半徑θ -手柄8旋轉(zhuǎn)的角度t_手柄8旋轉(zhuǎn)θ角度所需的時(shí)間手柄8旋轉(zhuǎn)一周，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)齒桿2的升降值為2 π R，如果本發(fā)明實(shí)施例中R的最小設(shè)計(jì)值為13mm，即在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)手柄旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)齒桿的最小升降值為81. 64mm。對(duì)比現(xiàn)有的“臺(tái)虎鉗裝夾方法”及“定位銷和螺紋壓塊裝夾固定方法”，即同樣在單位時(shí)間內(nèi)臺(tái)虎鉗手柄旋轉(zhuǎn)一周，鉗口前進(jìn)的距離為絲桿的一個(gè)螺距值；螺紋壓塊旋轉(zhuǎn)一周， 壓塊前進(jìn)的距離也是壓塊螺紋的一個(gè)螺距值。通常臺(tái)虎鉗絲桿和壓塊螺紋的螺距為2. 5 5mmο 由此可以算出81. 64/2. 5 = 32. 65681. 64/5 = 16. 328因此可以得出結(jié)論本發(fā)明的裝夾速度在該實(shí)施例中是現(xiàn)有技術(shù)的16 32倍以上，可以顯著地提高工作效率。夾緊力的瞬時(shí)鎖死及松開(kāi)原理排氣閥9被壓板1和工作面板2夾緊后，要保證施加在手柄桿頭86上的力松開(kāi)后， 夾緊力仍然保持不變，即Fl = 0后，F(xiàn)2的值不變。該功能通過(guò)驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7和彈性軸6 之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。彈性軸6的小徑端通過(guò)第一軸鍵61固定在齒輪軸5上，如圖8所示，大徑端通過(guò)第二軸鍵62固定在驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置內(nèi)部的花鍵71上。如圖9所示，周向均布的三個(gè)滾柱74分別處于花鍵71與制動(dòng)盤76所形成的三個(gè)楔形空間，在手柄8的驅(qū)動(dòng)下，花鍵71可以帶著彈性軸6自由地順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)夾住工件后，彈性軸6不能繼續(xù)自由順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)夾緊工件的夾緊力足夠后，彈性軸6形成相應(yīng)的變形量，此時(shí)松開(kāi)手柄后，花鍵上的周向均布的三個(gè)滾柱74，分別被三個(gè)周向均布的彈簧 72和三個(gè)周向均布的頂針73的彈性推力作用，頂住滾柱74，將滾柱74卡在花鍵與制動(dòng)盤 76的楔形止點(diǎn)位置。如圖9所示設(shè)定制動(dòng)盤76與滾柱74之間的摩擦系數(shù)為ξ設(shè)定考慮滾柱74在楔形止點(diǎn)位置時(shí)，受力角如圖9所示為χ°因彈性軸6變形而通過(guò)花鍵71施加在單個(gè)滾柱74上的力為F，力F通過(guò)滾柱74作用在制動(dòng)盤76的受力點(diǎn)，分解為徑向分力Fl和切向分力F2Fl = F*cos x°F2 = F*sin x°滾柱74與制動(dòng)盤76之間的摩擦力f = ξ *F1 = ξ *F*cos x°當(dāng)f > F2時(shí)，滾柱74及處于自然鎖死狀態(tài)，在沒(méi)有其他外力作用的情況下，滾柱 74將無(wú)法延逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，花鍵71也就因滾柱74處于鎖死狀態(tài)而無(wú)法逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。此時(shí)只要逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)爪75，驅(qū)爪75作用在滾柱74上的力為F3，當(dāng) F3+F2 ^ f時(shí)，滾柱74便可以離開(kāi)楔形止點(diǎn)位置，迅速解除這種鎖死狀態(tài)。根據(jù)以上原理，就能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)裝置7尺寸，選擇合適的材料，確定出合適的摩擦系數(shù)ξ，然后根據(jù)摩擦系數(shù)ξ計(jì)算設(shè)計(jì)出花鍵71合適的受力角χ°。例如制動(dòng)盤76、花鍵71及滾柱74全部選用軸承鋼GCrl5，在有油潤(rùn)滑的狀況下， 花鍵71與滾柱74之間的摩擦系數(shù)ξ =0.012，花鍵71的外徑取值Φ 50h7，制動(dòng)盤76內(nèi)徑取值Φ50Η7，滾柱74的直徑取值Φ ι7。設(shè)定滾柱74作用在制動(dòng)盤76上的力F = 1000Ν， 由以上的原理及公式可知，自然鎖死狀態(tài)的充分條件為f ^ F2=> ξ *F*cos x° 彡 F*sin x°=> ξ 彡 tg x°當(dāng)取ξ = 0. 012時(shí)，可以算出χ°彡0.6875°如圖7所示，設(shè)計(jì)時(shí)取花鍵71的受力角(即力F與垂直連接滾柱中心線與制動(dòng)盤中心線的夾角)為x° < 0.6875°時(shí)，即可達(dá)到瞬時(shí)鎖死狀態(tài)。實(shí)際設(shè)計(jì)加工時(shí)取x° =0.67°，可計(jì)算出摩擦力f = ξ *F*cos x° = 0. 012*1000*cos 0. 67° = 11. 999N切向分力F2 = F*sin x° = 1000*sin 0. 67° = 11.693N此時(shí)f-F2 = 0. 306N,滿足鎖死狀態(tài)條件。由于驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧72通過(guò)頂針73施加在滾柱74上的力很小，只有ION左右， 因此只要驅(qū)爪75作用在滾柱74上的力F3大于10. 306N,即可瞬時(shí)解除鎖死狀態(tài)。在沒(méi)有外力干涉解除滾柱74鎖死角的情況下，從圖9可以看出，花鍵71始終只能順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，無(wú)法逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這樣就保證了下壓手柄8的手松開(kāi)后，壓板1和工作面板2之間的夾緊力能保持瞬時(shí)鎖死狀態(tài)。夾緊力的瞬時(shí)松開(kāi)原理如圖8所示，上抬手柄8的手動(dòng)端手柄桿頭86，通過(guò)手柄頭84與驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7 的驅(qū)爪75之間的嚙合齒，將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7的驅(qū)爪75，驅(qū)爪75克服彈簧 72和頂針73的彈力和滾柱74與花鍵71及制動(dòng)盤76之間的摩擦力，推動(dòng)滾柱74脫離花鍵 71與制動(dòng)盤76之間的止點(diǎn)，鎖死機(jī)構(gòu)被解除。繼續(xù)上抬手柄8的手動(dòng)端手柄桿頭86，驅(qū)爪 75推動(dòng)滾柱74和花鍵71，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)，將導(dǎo)齒桿2和壓板1抬起，實(shí)現(xiàn)被裝夾的工件被瞬時(shí)松開(kāi)。實(shí)現(xiàn)手柄操作角度自由調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)原理確定裝夾厚度后，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄8，將壓板1抬升至適當(dāng)?shù)母叨?，然后下壓手柄桿85，將壓板1壓至被裝夾的氣閥，這時(shí)手柄桿85所處的位置不一定適合操作人員進(jìn)行加力鎖緊。 如果手柄桿85所處的角度位置不便于操作人員施力鎖緊，此時(shí)可以將手柄頭84從驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7的驅(qū)爪75上拔出，將手柄8旋轉(zhuǎn)到最適合操作的位置，然后松開(kāi)，手柄頭84將在彈簧81和帶肩螺釘82的作用下，自動(dòng)回復(fù)到驅(qū)爪75上。如圖11所示，手柄8通過(guò)彈簧81和帶肩螺釘82固定在鎖緊驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)爪75 上，手柄8上安裝了一個(gè)孔擋圈83為防止帶肩螺釘82松動(dòng)。自由狀態(tài)下，彈簧81將手柄頭84壓向驅(qū)爪75，使手柄頭84與驅(qū)爪75相互嚙合。如需調(diào)整手柄8的角度位置，只需將手柄頭84拔出，使相互嚙合的齒脫離，而帶肩螺釘82的自由長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，不用松動(dòng)帶肩螺釘 82，正好符合嚙合齒脫離所需的移動(dòng)距離。然后任意旋轉(zhuǎn)手柄頭84，直至到達(dá)符合操作人員的操作習(xí)慣位置即可。實(shí)現(xiàn)排氣閥裝配一步到位的裝夾結(jié)構(gòu)原理由于排氣閥在裝配過(guò)程中，必須先將排氣閥升程限制器平置于工作臺(tái)面上，然后再依次裝入彈簧、緩沖片、閥片、升程導(dǎo)向環(huán)以及閥座，此時(shí)由于閥座上的中心螺栓朝向下面，所以通常的做法是在工作臺(tái)面上將排氣閥升程限制器墊起來(lái)，等裝好排氣閥各個(gè)部件后，再用手將排氣閥扣緊，翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，最后用夾具夾緊，擰緊鎖緊螺母。如圖12所示，本發(fā)明通過(guò)工作臺(tái)面上U型槽32和箱體座上U型槽47，可以在裝配排氣閥時(shí)，直接在工作臺(tái)上裝配，而無(wú)需再將排氣閥翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。通過(guò)本發(fā)明的裝夾方式，可以避免排氣閥在裝配鎖緊過(guò)程中內(nèi)部零件的錯(cuò)位，既提高了工作效率，也提高了裝配精度。1、如圖12所示，上抬手柄8，將壓板1抬升至排氣閥9厚度的1. 5倍左右的高度；
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2、如圖13所示，按排氣閥9的裝配步驟及要求，先將排氣閥升程限制器96平放在工作臺(tái)面3上，然后逐一裝入排氣閥關(guān)閉彈簧95、排氣閥升程導(dǎo)向環(huán)94、排氣閥緩沖片93、 排氣閥閥片92以及排氣閥閥座91 ；3、如圖14所示，旋轉(zhuǎn)手柄8，將壓板1壓住排氣閥9，然后拉出手柄8，再次旋轉(zhuǎn)手柄8，旋轉(zhuǎn)至手柄8最適合操作人員施力的角度位置后，松開(kāi)手，手柄8在彈簧81的彈力作用下自動(dòng)回位，嚙合到驅(qū)爪75上。先輕輕地緩慢旋轉(zhuǎn)手柄8，確保壓板1克服排氣閥關(guān)閉彈簧95彈力，使排氣閥9各部件能平穩(wěn)裝配到位而不錯(cuò)位，然后再用力下壓手柄8，使排氣閥9被牢固裝夾在壓板1和工作臺(tái)面3之間。此時(shí)驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置7能自動(dòng)將夾持力瞬時(shí)鎖死，防止松弛。4、如圖15所示，通過(guò)工作臺(tái)面上U型槽32和箱體座上U型槽47，從下方用扳手 98擰緊排氣閥鎖緊螺母97至所需的力矩，完成排氣閥9的裝配。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，包括裝夾系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于該傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于設(shè)定該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含手柄桿頭，該傳動(dòng)系統(tǒng)包含被動(dòng)軸，F(xiàn)2為裝夾臺(tái)上所獲得的夾緊力，F(xiàn)l為手柄桿頭上切向驅(qū)動(dòng)壓力，L為驅(qū)動(dòng)力臂長(zhǎng)度，R為被動(dòng)軸的分度圓半徑，則所述要素相互間的關(guān)系式為F2 = F1*L/R。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該傳動(dòng)系統(tǒng)包含導(dǎo)齒桿、齒輪軸，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含手柄，設(shè)定v為裝夾臺(tái)上所獲得的裝夾速度，h為導(dǎo)齒桿的升降值；R為齒輪軸的分度圓半徑；θ為手柄旋轉(zhuǎn)的角度，t為手柄旋轉(zhuǎn)θ角度所需的時(shí)間， 則所述要素相互間的關(guān)系式為:v = h/t = ( / (R*sin θ )〕/t。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含彈性軸、花鍵、滾柱、驅(qū)爪、制動(dòng)盤，設(shè)定制動(dòng)盤與滾柱之間的摩擦系數(shù)為ξ，設(shè)定因彈性軸變形而通過(guò)花鍵施加在單個(gè)滾柱上的力為F ；設(shè)定滾柱在楔形止點(diǎn)位置時(shí)，受力角為χ°，即力F與垂直連接滾柱中心線與制動(dòng)盤中心線的夾角為χ°，力F通過(guò)滾柱作用在制動(dòng)盤的受力點(diǎn)，分解為徑向分力Fl和切向分力F2，則Fl = F氺cos x° ；F2 = F*sin x° ；滾柱與制動(dòng)盤之間的摩擦力f = ξ *F1 = ξ *F*cos x° ；滾柱處于自然鎖死狀態(tài)所要求的條件是f彡F2，S卩ξ ^tgx0 ；逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)爪，驅(qū)爪作用在滾柱上的力為F3，解除鎖死狀態(tài)的充分條件是 F3+F2 > f，即F3 > F( ξ *cos x° -sin x° )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該裝夾系統(tǒng)包括壓板、 工作臺(tái)面、箱體座，導(dǎo)齒桿、工作臺(tái)面設(shè)置于箱體座之上，壓板固定于導(dǎo)齒桿之上，壓板、工作臺(tái)面及箱體座上分別設(shè)置有便于對(duì)壓縮機(jī)氣閥進(jìn)行裝配及拆卸操作的U型槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該工作臺(tái)面通過(guò)工作臺(tái)面螺釘固定在箱體座上，平衡柄通過(guò)箱體座螺釘固定在箱體座上，螺塞和箱體座彈簧及定位銷組成定位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)定位銷給導(dǎo)齒桿定位，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺塞壓緊或松開(kāi)箱體座彈簧，調(diào)節(jié)導(dǎo)齒桿在導(dǎo)套中的松緊程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該傳動(dòng)系統(tǒng)包括壓板、 蓋帽、彈性墊圈、導(dǎo)齒桿、導(dǎo)套、齒輪軸、彈性軸，壓板通過(guò)蓋帽和彈性墊圈固定在導(dǎo)齒桿上， 導(dǎo)齒桿采用間隙配合插入導(dǎo)套中，導(dǎo)套采用過(guò)盈配合裝配在箱體座中，齒輪軸采用間隙配合插入箱體座，齒輪軸兩端的齒與導(dǎo)齒桿側(cè)面的齒嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸，可以驅(qū)動(dòng)導(dǎo)齒桿在導(dǎo)套中上下移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置，該驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置包括彈性軸、第一軸鍵、第二軸鍵、花鍵、驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧、頂針、滾柱、驅(qū)爪、制動(dòng)盤，通過(guò)螺釘固定在箱體座上；彈性軸插入齒輪軸中，其小徑端通過(guò)第一軸鍵固定在齒輪軸上，花鍵通過(guò)第二軸鍵固定在彈性軸的大徑端；驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧和頂針安裝在花鍵的孔中，花鍵和驅(qū)爪安裝在制動(dòng)盤中，滾柱設(shè)置于花鍵與制動(dòng)盤所形成的楔形空間中，在驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置彈簧的彈力作用下，與頂針保持接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括手柄裝置，該手柄裝置包括手柄彈簧、帶肩螺釘、孔擋圈、手柄、手柄桿頭，該手柄通過(guò)彈簧、帶肩螺釘固定在驅(qū)爪上，帶肩螺釘穿過(guò)手柄彈簧，將手柄裝配在驅(qū)爪上，手柄頭與驅(qū)爪通過(guò)齒嚙合，將手柄桿上手動(dòng)施加的力矩傳遞到驅(qū)爪上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，其特征在于該帶肩螺釘與手柄彈簧及手柄頭之間設(shè)置有一段長(zhǎng)度作為自由行程。
全文摘要
一種壓縮機(jī)氣閥快速裝夾臺(tái)，包括裝夾系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪齒條結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所包含的驅(qū)動(dòng)鎖緊裝置及手柄裝置可以協(xié)助實(shí)現(xiàn)快速驅(qū)動(dòng)、瞬時(shí)鎖死以及瞬時(shí)解除鎖死狀態(tài)、可以根據(jù)操作狀態(tài)任意調(diào)節(jié)操作角度。本發(fā)明能快速夾緊壓縮機(jī)氣閥，使氣閥在裝夾和拆卸過(guò)程中，各個(gè)氣閥的部件不會(huì)錯(cuò)位，也不會(huì)被損壞，提高氣閥的裝配和拆卸的準(zhǔn)確性和工作效率；另外，其裝夾效率可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的20倍以上。
文檔編號(hào)B25H1/08GK102218730SQ201110150249
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者彭峻崎 申請(qǐng)人:彭峻崎