一种高承载自限位的铰链装置的制作方法

1.本发明涉及机柜摇架铰链结构技术领域，特别是一种高承载自限位的铰链装置。


背景技术：

2.铰链结构是一种常见的转动副，其广泛应用于转动结构设计中。目前机柜摇架铰链一般采用门类铰链，铰链片为钣金件，铰链轴上下两端铆接固定，并且为了提高铰链的负载能力，铰链片整体长度较长，加工和装配难度较高。由于铰链片为钣金件，其刚强度一般，即便增长铰链片整体长度，当摇架负载较大时，铰链结构依旧会发生变形、下沉等情况。同时，现有的机柜摇架铰链仅具备转动功能，无法对机柜摇架转动到相应位置进行限位，需要单独设计限位机构，额外占用了设备空间，增加了设计难度。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种承载能力强、结构简单、装配方便、可靠性强的自限位铰链组合。
4.实现本发明目的的技术方案为：一种高承载自限位的铰链装置，其特征在于，包括多个受力铰链和一个限位铰链；所述受力铰链包括第一受力铰链片、第二受力铰链片、受力铰链轴、受力平垫、受力自锁螺母和受力衬垫；所述限位铰链包括第一限位铰链片、第二限位铰链片、限位铰链轴、限位平垫、限位自锁螺母、限位衬垫、球头限位销和弹簧；所述第一受力铰链片和第二受力铰链片通过受力铰链轴连接，所述受力铰链轴末端顺次安装受力衬垫、受力平垫和受力自锁螺母；所述第一限位铰链片和第二限位铰链片通过限位铰链轴连接，所述限位铰链轴末端顺次安装限位衬垫、限位平垫和限位自锁螺母，所述第一限位铰链片和第二限位铰链片之间设置球头限位销和弹簧。
5.进一步地，所述受力铰链的数量根据负载需求设置，至少为2个。
6.进一步地，所述受力铰链轴与第一受力铰链片、第二受力铰链片之间采用基孔制间隙配合；所述限位铰链轴与第一限位铰链片、第二限位铰链片之间采用基孔制间隙配合。
7.进一步地，所述受力铰链轴、限位铰链轴末端采用螺纹设计，分别通过受力自锁螺母和限位自锁螺母实现铰链组合的锁紧。
8.进一步地，所述受力铰链轴的长度大于第一受力铰链片、第二受力铰链片，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充受力铰链轴与第一受力铰链片、第二受力铰链片之间的间隙。
9.进一步地，所述限位铰链轴的长度大于第一限位铰链片、第二限位铰链片的长度，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充限位铰链轴与第一限位铰链片、第二限位铰链片之间的间隙。
10.进一步地，所述受力铰链轴和限位铰链轴采用不锈钢材料制作。
11.进一步地，第一受力铰链片、第二受力铰链片、第一限位铰链片和第二限位铰链片
均采用7075航空铝材加工成型制作。
12.进一步地，所述第二限位铰链片上设置有安装孔，用于安装球头限位销和弹簧；所述第一限位铰链片上设置有限位槽；在弹簧的作用下，球头限位销保持在第一限位铰链片的限位槽内运动，直至运动到限位槽内的台阶处，实现铰链组合的限位。
13.进一步地，所述第一限位铰链片上的限位槽，根据需求在相应位置增加限位台阶。
14.与现有技术相比，本发明的显著优点在于：（1）强度高，承载能力强：铰链轴采用不锈钢材料，铰链片采用7075航空铝材直接加工成型，承力结构部位刚强度高，避免了铰链在高负载或振动环境下发生变形、铰链下沉情况；（2）结构简单，装配方便，窜动小：铰链轴底部采用螺纹结构，并通过自锁螺母锁紧防止脱落，结构简单，装配方便；铰链片整体机加成型，铰链片与铰链配合处采用基孔制间隙配合，产品尺寸精度高，并且采用聚四氟乙烯垫板填充铰链片与自锁螺母之间的间隙，在保证铰链转动自如的情况下，减小了窜动；（3）限位功能简单可靠：通过在铰链片上设计限位槽，利用球头限位销在弹簧的作用下被顶入限位槽内，实现外部负载在转到相应角度时的自限位，限位功能简单可靠。
附图说明
15.图1是本发明高承载自限位的铰链装置中受力铰链和限位铰链的结构示意图。
16.图2是本发明中受力铰链的装配示意图。
17.图3是本发明中第一限位铰链片的结构示意图。
18.图4是本发明中第二限位铰链片的结构示意图。
19.图5是本发明中限位铰链限位部位的组合示意图。
20.图中标号：1-受力铰链，1-1-第一受力铰链片，1-2-第二受力铰链片，1-3-受力铰链轴， 1-4-受力平垫，1-5-受力自锁螺母，1-6-受力衬垫；2-限位铰链，2-1-第一限位铰链片，2-2-第二限位铰链片，2-3-限位铰链轴，2-4-限位平垫，2-5-限位自锁螺母，2-6-限位衬垫，2-7-球头限位销，2-8-弹簧。
具体实施方式
21.下面结合附图并举实施例，对本发明进行进一步的详细描述。
22.结合图1，本发明一种高承载自限位的铰链装置，包括多个受力铰链1和一个限位铰链2；所述受力铰链1包括第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2、受力铰链轴1-3、受力平垫1-4、受力自锁螺母1-5和受力衬垫1-6；所述限位铰链2包括第一限位铰链片2-1、第二限位铰链片2-2、限位铰链轴2-3、限位平垫2-4、限位自锁螺母2-5、限位衬垫2-6、球头限位销2-7和弹簧2-8；所述第一受力铰链片1-1和第二受力铰链片1-2通过受力铰链轴1-3连接，所述受力铰链轴1-3末端顺次安装受力平垫1-4、受力衬垫1-6和受力自锁螺母1-5；所述第一限位铰链片2-1和第二限位铰链片2-2通过限位铰链轴2-3连接，所述限位铰链轴2-3末端顺次安装限位衬垫2-6、限位平垫2-4和限位自锁螺母2-5，所述第一限位铰链片2-1和第二限位铰链片2-2之间设置球头限位销2-7和弹簧2-8。
23.作为一种具体示例，所述受力铰链1的数量根据负载需求设置，至少为2个。
24.作为一种具体示例，所述受力铰链轴1-3与第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2之间采用基孔制间隙配合；所述限位铰链轴2-3与第一限位铰链片2-1、第二限位铰链片2-2之间采用基孔制间隙配合，在保证铰链转正常动时可减少径向窜动。
25.作为一种具体示例，所述受力铰链轴1-3、限位铰链轴2-3末端采用螺纹设计，通过受力自锁螺母1-5和限位自锁螺母2-5实现铰链组合的锁紧，利用自锁螺母能够自锁的特性完成铰链机构的轴向锁紧，无需铆接，整体结构简单，装配方便。
26.作为一种具体示例，结合图2，所述受力铰链轴1-3的长度大于第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充受力铰链轴1-3与第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2之间的间隙。
27.作为一种具体示例，所述限位铰链轴2-3的长度大于第一限位铰链片2-1、第二限位铰链片2-2的长度，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充限位铰链轴2-3与第一限位铰链片2-1、第二限位铰链片2-2之间的间隙。
28.作为一种具体示例，所述受力铰链轴1-3和限位铰链轴2-3采用不锈钢材料制作。
29.作为一种具体示例，所述包括第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2、第一限位铰链片2-1和第二限位铰链片2-2采用7075航空铝材加工成型制作，刚强度高，承载以及抗振动冲击能力强，避免了铰链组合在高负载或振动环境下发生变形、铰链下沉等情况。
30.作为一种具体示例，结合图3、图4、图5，所述第二限位铰链片2-2上设置有安装孔，安装球头限位销2-7和弹簧2-8；所述第一限位铰链片2-1上设置有限位槽；所述第二限位铰链片2-2上安装球头限位销2-7和弹簧2-8，在弹簧2-8的作用下，球头限位销2-7保持在第一限位铰链片2-1的限位槽内运动，直至运动到限位槽内的台阶处，实现铰链组合的限位。
31.作为一种具体示例，所述第一限位铰链片2-1上限位槽可根据需求在相应位置增加限位台阶。
32.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例
33.如图1、图2所述，本实施例高承载自限位的铰链装置，包括受力铰链1和限位铰链2；所述受力铰链1由第一受力铰链片1-1、第二受力铰链片1-2、受力铰链轴1-3、受力平垫1-4、受力自锁螺母1-5以及受力衬垫1-6组成；所述限位铰链2由第一限位铰链片2-1、第二限位铰链片2-2、限位铰链轴2-3、限位平垫2-4、限位自锁螺母2-5、限位衬垫2-6、球头限位销2-7以及弹簧2-8组成；铰链组合根据负载需求至少包含2组及以上受力铰链1和1组限位铰链2；受力铰链、限位铰链的轴与铰链片之间配合部位均采用基孔制间隙配合；受力铰链、限位铰链的铰链轴根部采用螺纹设计，通过自锁螺母实现铰链组合的锁紧；铰链轴光杆长度稍长于铰链片长度，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充两者之间的间隙；第一限位铰链片2-1上设计限位槽，第二限位铰链片2-2上安装球头限位销2-7以及弹簧2-8。
34.本实施例你中铰链轴采用不锈钢材料，铰链片采用7075航空铝材直接加工成型，铰链组合主要承力结构部位刚强度高，承载以及抗振动冲击能力强，可有效避免铰链在高负载或振动环境下铰链变形、铰链下沉等情况发生。
35.本实施例中，所述铰链轴与铰链片之间的重叠部位为光杆，两者之间采用基孔制间隙配合，在保证铰链转正常动时可减少径向窜动。
36.本实施例中，所述受力铰链1、限位铰链2的铰链轴根部采用螺纹设计，利用自锁螺母能够自锁的特性完成铰链机构的轴向锁紧，无需铆接，整体结构简单，装配方便。
37.本实施例中，所述铰链轴光杆长度稍长于铰链片长度，采用聚四氟乙烯材料衬垫填充两者之间的间隙，在保证铰链转正常动时可减少轴向窜动。
38.本实施例中，如图3、图4及图5所示，所述第一限位铰链片2-1上设计限位槽，第二限位铰链片2-2上安装球头限位销2-7以及弹簧2-8，在弹簧2-8的作用下，球头限位销2-7一直在第一限位铰链片2-1的限位槽内运动，直至运动到限位槽内的台阶处，此时若无外力作用，铰链不会向反方向运动，从而实现铰链组合在某一角度的限位，可根据需求在限位槽的相应位置增加限位台阶。
39.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。