[发明专利]一种可调恒力加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，具体而言，涉及一种可调恒力加载装置。

背景技术

在一些制造和试验工艺中，有时对固定工件的夹紧有着比较高的要求，一方面对施加的夹紧力大小有精度要求，另一方面要求夹紧操作便捷，具有较高的工作效率。例如，在自润滑关节轴承无载启动力矩测量中，被测轴承外圈的夹紧固定就有严格的要求。过紧可能会造成被测轴承的形变而产生附加载荷，影响无载启动力矩的测量精度；过松则无法可靠地固定被测轴承外圈，也得不到准确的无载启动力矩的测量值。为此，需要一种具有夹紧力可调范围大、调节精度和稳定性高的夹紧装置，并且要求这种夹紧装置结构简单、紧凑、夹紧便捷、安全、省力，能提供较高工作效率等。

通常的所说的夹紧装置，它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占的位置在制造或者试验过程中不受重力、惯性以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减少振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。夹紧装置一般由动力源和夹紧机构两个部分组成。动力源是生产原始作用力的部分，如用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；若采用气动、液动、电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。夹紧机构是接收和传递原始力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，包括中间传递力机构和夹紧元件。中间传递力机构把来自人力或动力装置的力传给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件受压面接触，最终完成夹紧任务。

现有的机械夹紧机构中最常用的有三种：斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧。

斜楔夹紧机构主要是利用其斜面移动时所产生的压力夹紧工件，其工作原理是：将工件装入，敲击斜楔大头，夹紧工件；加工完毕，敲击斜楔小头，使工件松开。因为其夹紧行程小且操作不便，故生产中很少单独使用斜楔夹紧机构。

螺旋夹紧机构是指螺旋副与其他元件（压板、垫片、螺钉等）相结合，对工件实施夹紧的机构。螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。螺旋夹紧机构结构简单，夹紧行程大，且自锁性能好，增力比大，是手动夹紧中用的最多的一种夹紧机构。常用的夹紧形式有：单个螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构。

偏心夹紧机构是指用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，具有结构简单、操作方便、夹紧迅速等优点。但也存在一些缺点，如夹紧力和夹紧行程小、自锁可靠性差、结构抗冲击性较差，故一般用于夹紧行程短及切削载荷小且平稳的场合。

上述机械夹紧机构具有一个共同的缺点，就是夹紧力控制精度不高。为了达到较高的精度，一般会采用组合传感器和控制系统的方法，但同时也会使得整体装置更加复杂，大大提高制造成本。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术，提供一种可调恒力加载装置，其加载力可精确调节，拥有自锁功能，可实现恒力稳定加载又便于操作的装置。

为了实现上述目的，本发明的构思是：

通过组合应用压缩弹簧和曲柄滑块机构的功能来实现可调恒力加载。压缩弹簧预紧机构产生的弹簧力作用于加载头上，调节压缩弹簧的压缩量，可以调节弹簧的预紧力。将弹簧预紧机构安装在曲柄滑块机构的滑块上，利用曲柄滑块机构的滑块移动进行弹簧力的加载、保持和卸载。当加载头和被加载对象分离时，弹簧预紧力通过加载头作用于滑块本身，无压力输出；当曲柄滑块机构的曲柄和连杆接近成一直线时，加载头触压到被加载对象，开始输出弹簧力；当曲柄和连杆成一直线时，压缩弹簧的弹簧力完全作用于被加载对象，此时，从滑块到曲柄的运动被锁死，可实现压力的保持。这种自锁特性具有极强的可靠性。反向旋转曲柄，加载头随着滑块远离被加载对象，使夹紧力卸载。

根据上述构思，本发明采用如下技术方案：

一种可调恒力加载装置，包括曲柄、连杆、加载头、滑块、加载弹簧、加载弹簧调节螺杆、曲柄回转限位档铁、手柄，所述曲柄与连杆的一端铰接，连杆的另一端与滑块铰接，滑块能够沿竖直方向滑动，所述手柄固定在曲柄上，曲柄，连杆，滑块和手柄构成一个偏置曲柄滑块机构，所述曲柄回转限位档铁将曲柄限制在和连杆所成0~180°角范围内活动；所述滑块内部装有加载弹簧，所述加载弹簧顶端设有加载弹簧调节螺杆，底端设有加载头；在曲柄和连杆所成角接近180°时加载头触压被夹持对象，加载弹簧预紧力转化为加载力，实现加载。