轴向锁紧装置以及具有该轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸

摘要

本发明公开了一种轴向锁紧装置，包括周向定位盘和外盘体，外盘体的内侧上具有内齿圈，周向定位盘上转动连接有拨片，拨片的前端与内齿圈接触，周向定位盘和外盘体在周向上两者相对单向转动，拨片的侧部还设有弹性件，弹性件下端抵住周向定位盘，并通过弹性力将拨片顶住内齿圈，周向定位盘与第一部件紧固连接。一种活塞杆组件，安装有上述轴向锁紧装置。一种油缸，安装有上述活塞杆组件。通过上述方式，本发明轴向锁紧装置以及具有轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸，能够提高操作的便捷性，提高操作效率，提高了防松的可靠性，在零部件不发生断裂、压溃的前提下能起到永久防松的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及防转及防轴向松脱机构领域，特别是涉及一种轴向锁紧装置以及具有该轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸。

背景技术

当今社会，机械设备广泛应用于我们日常生活的各个领域，而螺纹连接确实是机械制造及其机械设备不可或缺的应用。螺纹连接以它的连接方式简单、高效，结构紧凑、连接可靠等优点牢牢地占据着机械制造的各个领域。然而，螺纹连接其缺点也是相当明显，例如螺纹连接件长期使用，螺牙疲劳，螺纹结合面间隙增大等等，这些因素的综合累积导致螺纹松脱，特别是在一些要求螺纹长期处在工作状态下，而且是高危场合，对螺纹的防松更是要求甚高，目前在各个领域采用着各式各样的防松措施，特别在重要的工作环境下，不仅要对螺纹采取防松措施，同时也要对连接螺纹做定期或不定期的检查，不仅消耗人力、物力，同时在工作环境中增加了一定程度的危险系数。现阶段，常用的螺纹放松措施主要有螺纹涂胶，破坏螺纹螺牙、破坏零部件表面等措施来解决。而以油缸领域为例，活塞杆与活塞连接时，螺纹锁紧就显得尤为重要了，要求使用周期长，同时在恶劣有些工况下还要保证良好的稳定性。

现有的螺纹防松措施只能保证在一定期限内有效，当长期使用或工况恶劣时，阻碍螺纹松脱的部分产生疲劳，螺纹便会松脱。每使用一次防松，便会对螺纹本身或金属表面产生或轻或重的损伤，轻则影响零部件的美观性，重则影响零部件使用性能，降低重复利用率。一般来说，防松措施对金属的损害只供一次性防松，拆装重新防松要么要更换防松形变面，要么要更换零部件。相比较而言，现有的防松措施需要繁琐的人工判定和监视以及一定的外力加持，总体而言是耗人耗力的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种轴向锁紧装置以及具有该轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸，能够提高操作的便捷性，提高操作效率，提高了防松的可靠性，在零部件不发生断裂、压溃的前提下能起到永久防松的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轴向锁紧装置，包括同轴设置的周向定位盘和外盘体，所述外盘体的内侧上具有内齿圈，所述周向定位盘上转动连接有拨片，所述拨片的前端与内齿圈接触，所述周向定位盘和外盘体在周向上两者相对单向转动，所述拨片的侧部还设有弹性件，所述弹性件下端抵住周向定位盘，并通过弹性力将拨片顶住内齿圈，所述周向定位盘与第一部件紧固连接，所述外盘体与第二部件配合连接，所述第二部件螺纹连接在第一部件上，所述第二部件的螺纹松脱转向与周向定位盘和外盘体之间的相对单向转动方向相反，使外盘体限制第二部件从第一部件上松脱。

在本发明一个较佳实施例中，所述拨片和弹性件通过第一销轴连接在周向定位盘上。

在本发明一个较佳实施例中，所述拨片的尾部具有齿状结构，所述周向定位盘上安装有第二销轴，所述第二销轴上配合安装有齿轮，所述齿轮与拨片的齿状结构相啮合，所述拨片和周向定位盘上还具有销孔，所述销孔内插入销钉以限制拨片转动。

在本发明一个较佳实施例中，所述弹性件设置在拨片的左右两侧。

在本发明一个较佳实施例中，所述周向定位盘内具有内凹的容置槽，所述拨片、内齿轮和弹性件均位于容置槽内，所述周向定位盘左右两端面上开设有对应第一销轴和第二销轴的安装孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述周向定位盘的内圈套设在第一部件上，并且两者之间通过凹槽和凸台结构紧固连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述外盘体的左侧具有螺纹段，所述外盘体的左端螺纹连接在第二部件上。

在本发明一个较佳实施例中，所述外盘体包括齿盘和连接盘，所述齿盘和连接盘之间通过螺钉紧固连接，所述螺纹段位于连接盘的左端面的凸起部。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种活塞杆组件，包括活塞杆和安装在活塞杆上的活塞，所述活塞杆组件上安装有如上述的轴向锁紧装置，所述活塞杆的后端螺纹连接有螺母，所述螺母位于活塞的后端，并且螺母内部具有内螺纹段，所述活塞杆的后端具有凹槽，所述轴向锁紧装置的外盘体左端与内螺纹段螺纹连接并且两者端面贴合，周向定位盘的内圈具有与凹槽配合的凸台结构，所述周向定位盘通过活塞杆固定使其不转动，所述螺母转动传递至外盘体，并通过外盘体锁紧螺母以限制螺母转动。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种油缸，包括缸体，所述缸体内上述的活塞杆组件。

本发明的有益效果是：本发明轴向锁紧装置以及具有该轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸，能够提高操作的便捷性，提高操作效率，提高了防松的可靠性，在零部件不发生断裂、压溃的前提下能起到永久防松的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明轴向锁紧装置一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1的左视图的局部剖视图；

图3是图1的爆炸图；

图4是本发明轴向锁紧装置的局部受力分析示意图；

图5是活塞杆组件的局部结构示意图；

图6是油缸的局部结构示意图；

附图中各部件的标记如下： 1、周向定位盘，2、外盘体，3、内齿圈，4、拨片，5、弹性件，6、第一销轴，7、齿状结构，8、第二销轴，9、齿轮，10、销孔，11、容置槽，12、螺纹段，13、齿盘，14、连接盘，15、活塞杆，16、活塞，17、螺母，18、凹槽，19、凸台，20、缸体，21、内螺纹段，22、螺钉。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图3，一种轴向锁紧装置，包括同轴设置的周向定位盘1和外盘体2，外盘体2的内侧上具有内齿圈3，周向定位盘1上转动连接有拨片4，拨片4的前端与内齿圈3接触，周向定位盘1和外盘体2在周向上两者相对单向转动，拨片4的侧部还设有弹性件5，弹性件5下端抵住周向定位盘1，并通过弹性力使拨片4顶住内齿圈3，周向定位盘1与第一部件紧固连接，外盘体2与第二部件配合连接，第二部件螺纹连接在第一部件上，第二部件的螺纹松脱转向与周向定位盘1和外盘体2之间的相对单向转动方向相反，使外盘体2限制第二部件从第一部件上松脱。设置在周向定位盘1内的拨片、齿轮等部件可以为多个，根据实际需要合理选择其数量和设置位置。

另外，拨片4和弹性件5通过第一销轴6连接在周向定位盘1上。

另外，拨片4的尾部具有齿状结构7，周向定位盘1上安装有第二销轴8，第二销轴8上配合安装有齿轮9，齿轮9与拨片4的齿状结构7相啮合，拨片4和周向定位盘1上还设计有销孔10，销孔10内插入销钉以限制拨片4回弹。

另外，弹性件5设置在拨片4的左右两侧。

另外，周向定位盘1内具有内凹的容置槽11，拨片4、内齿轮7和弹性件均位于容置槽11内，周向定位盘1左右两端面上开设有对应第一销轴6和第二销轴8的安装孔（图中未标识）。

另外，周向定位盘1的内圈套设在第一部件上，并且两者之间通过凹槽和凸台结构紧固连接。

另外，外盘体的左侧具有螺纹段12，外盘体的左端螺纹连接在第二部件上。

另外，外盘体包括齿盘13和连接盘14，齿盘和连接盘之间通过螺钉22紧固连接，螺纹段位于连接盘的左端面的凸起部。

如图5，一种活塞杆组件，包括活塞杆15和安装在活塞杆上的活塞16，活塞杆组件上安装有如上述的轴向锁紧装置，活塞杆15的后端螺纹连接有螺母17，螺母17位于活塞16的后端，并且螺母17内部具有内螺纹段21，活塞杆16的后端具有凹槽18，轴向锁紧装置的外盘体左端与内螺纹段21螺纹连接并且两者端面贴合，周向定位盘1的内圈具有与凹槽18配合的凸台19结构，周向定位盘1通过活塞杆1固定使其不转动，螺母17转动传递至外盘体2，并通过外盘体2锁紧螺母17以限制螺母17转动。凸台19可以设置在活塞杆15上，凹槽18设置在周向定位盘1上，只要能使两者紧固连接即可，也可以采用其他形式或者结构的连接方式实现紧固连接。

如图6，一种油缸，包括缸体20，缸体内上述的活塞杆组件。

活塞杆15在其端面处开有一段凹槽18，周向定位盘1有与活塞杆15端面凹槽18相匹配的凸台19，该凸台19卡入活塞杆15端面凹槽18内保证周向定位盘1不会发生沿活塞杆15周向旋转的情况。

先将拨片4及弹性件5、第一销轴6、第二销轴8（内六角沉槽销轴）、齿轮9装入周向定位盘1后，将周向定位盘1嵌入齿盘13，此过程中拨动拨片5使其流畅地装入，然后盖上连接盘14，拧上螺钉，周向定位盘1及其上的拨片4、销轴6、销轴8被封死在连接盘14与齿盘13之间，这样便使整个装置集成在一块，使用操作更加方面灵巧。另外连接盘14定位两处台阶与周向定位盘1配合保证较好的转动同轴度(注:该处配合应保证较高的光洁度)，此时齿盘13和连接盘14一起可相对于周向定位盘做周向旋转，即整个装置来看，外圈可相对于内圈做单向周向转动。

拨片4、齿盘13与弹性件5借鉴棘轮机构的特性，在正常工作过程中，拨片4在弹性件5的弹力作用下贴合在齿盘13的内齿圈3上，当齿盘13正向旋转时（注：此时周向定位盘1卡在活塞杆端面键槽内不能转动），拨片4被内齿圈3正常推开，顺畅转动，当齿盘13逆向转动时，齿盘1在拨片4以及弹性件5的配合作用下卡死，从而起到防松作用。在以上构成中齿轮9处于放松可转动状态，齿轮9的作用是：当装置需要从活塞杆15上拆下时，通过外部内六角扳手转动第二销轴8，第二销轴8带动齿轮9转动（注：第二销轴8与齿轮9内孔通过D形轴配合），齿轮9又带动拨片4转动，从而使拨片4从齿盘13的内齿圈3脱离。

如图4，在相关件工作过程中，需要有以下四点得到保证：

保证点1：如图2，对内齿圈3上的齿牙上一质点进行受力分析，在保证锁紧可靠情况下齿盘13逆转在质点处产生的力为F，力F可分解为沿拨片接触面滑动趋势的力F1和拨片接触面支撑力F2，则要保证可靠锁紧下，迫使齿盘13逆转在齿牙上产生的力F下，拨片4不会从齿槽滑出，则有：

式中

联立式1和式2可以判断出

保证点2：在保证点1满足的情况下，还需满足

保证点3：在保证点1和2都满足，并且各个材料强度都满足的情况下，还需满足拨片4的材料应该比齿盘13的材料强度要高，至少要保证两材料相等，这样能保证工作工程中，不会因拨片4比齿盘13的齿牙磨损严重而卡入齿槽，为拆卸带来不便。

保证点4：在保证强度的情况下，尽可能增加内齿圈3的齿数，可提高锁紧的稳定性，以及防松动精度。

满足以上4点，在某种程度上能保证拨片工作的稳定性，同时提高整个装置的使用性能、次数和寿命。

另外，本发明相比于其他防松装置有个明显的优势便是会削弱螺纹松脱力，由于连接盘14在结合面顶死螺母17，阻止螺母17轴向位移，所以螺母17松脱首先要克服的便是接近起初给螺纹加的预紧力产生的摩擦力，另外同时还要使整个锁紧装置周向转动，而锁紧装置在周向已经卡死，所以这明显提高了装置的防松效果。

装配过程如下：首先拧紧螺母17，加好拧紧力矩，然后将防松装置周向定位盘1的凸台19与活塞杆15上的凹槽18对准装入，卡死周向定位盘1，保证周向定位盘1不会周向旋转，正向旋动齿盘13，连接盘14在齿盘13的带动下也做周向转动(注：此时周向定位盘1在周向上已经因其凸台19卡死在活塞杆凹槽18内而固定)，连接盘14上的螺纹段12与螺母上的内螺纹段21旋合，同时周向定位盘1在齿盘13及连接盘14的带动下轴向移动，直至连接盘14与螺母17端面紧紧贴死，防松装置的装配过程便完成。

拆卸过程如下：当需对防松装置拆卸时，首先在外部用内六角扳手插入第二销轴8的一端内六角凹槽内使其转动，此时驱动齿轮9转动并带动拨片4摆动，使拨片4从齿盘13的内齿圈3中脱离出来，当销孔10与周向定位盘1上的销孔10对齐时放入销钉，此时拨片4不再回弹，用工装转动齿盘13，退出螺纹便可拆下防松装置。

本发明轴向锁紧装置拆装方便，操作便捷，集成度高，应用简便灵巧，该发明装置集成一体，此装置装配后其上所有螺钉和销轴均在其内部且阻挡在各个零部件中，故所有螺钉和销轴均不会有松脱、掉出的情况。达到永久防松的效果，不通过外力拆除，零部件不失效的情况下，防松装置是不会松脱的，且具有快换功能，拆下更换都十分方便。可进行反复使用，且不对螺纹以及零部件本身产生任何损害。对螺母有轴向顶死，轴向定位的作用，有阻碍预紧力在零件使用过程中慢慢卸去减小的效果，防松效果更明显。不仅可用于油缸活塞螺母防松，也可用于类似结构的其他机械行业，应用广泛。

区别于现有技术，本发明轴向锁紧装置以及具有该轴向锁紧装置的活塞杆组件和油缸，能够提高操作的便捷性，提高操作效率，提高了防松的可靠性，在零部件不发生断裂、压溃的前提下能起到永久防松的效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。