专利名称：主轴锁紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于轮胎试验机(如动平衡、均匀性/偏心度试验机等)的主轴锁紧装置，属于橡胶机械与工业自动化领域。
背景技术：
在制造橡胶轮胎的工艺过程中，需在线进行一系列的检测项目，如在轮胎出厂前必须经过动平衡与均匀性/偏心度测试，以针对轮胎在制造加工过程中进行相关项目的检测与评级。如在均匀性/偏心度试验机上，是针对全钢载重轮胎均匀性、尺寸偏差及凹凸度指标进行全自动在线检测的专用设备。通常需将被检测轮胎装卡到上、下轮辋之间，此时上轮辋轴与下轮辋轴对接并锁紧，然后再进行充气、充气达到测试要求压力后，负荷轮对被测轮胎加载进行均匀性、偏心度各项指标测量。在此类测试过程中，若上轮辋轴与下轮辋轴锁紧不到位，则轮胎充气后会发生崩轴现象而形成针对上轮辋部分的强力冲击，对设备造成损害。如后附图1所示的现有轮胎试验机部分结构，主轴部(20)的锁紧及松开检测点均为气压检测，不能真实地反应出锁紧夹块(30)的实际位置。若上轮辋轴部(40)插入主轴部
(20)的位置不正确，则锁紧夹块(30)与上轮辋轴部(40)之间的沟槽(或螺纹)不能正确配合，而气压检测显示主轴部(20)却为锁紧状态，此时轮胎充气就会造成崩轴现象。使用上述现有技术，主轴锁紧装置是由4条气缸分别控制4个锁紧夹块(30)，在锁紧过程中没有相关的进一步机械保护机构。一旦出现上轮辋轴部(40)锁紧不到位就可能会因气缸阀片失灵或控制气源关闭而导致锁紧失灵，对设备及操作人员安全造成严重的危害。有鉴于此，特提出本专利申请。
实用新型内容本实用新型所述的主轴锁紧装置，其目的在于解决上述问题而采取轴向位移带动径向锁紧的机械执行机构，机械执行机构在径向锁紧过程中受到轴向制动作用，以期提高上下轮辋轴之间锁紧的到位率与定位精度，从而防止因相关气动部件失灵或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而有效地保护设备使用及操作人员的安全。另一设计目的在于，通过对锁紧装置的检测与自动判断，以优化锁紧与释放的控制精度与自动化水平，以防止锁紧不到位与提高相应检测的整体效率。为实现上述设计目的，所述的主轴锁紧装置主要包括有:可沿垂向对接配合的上轮辋轴、下轮辋轴，与现有技术的区别之处在于，在上轮辋轴与下轮辋轴之间的对接部，设置有一内凹周向的定位槽、以及数个可沿径向插入或退出定位槽的夹块；夹块连接于一驱动其沿径向往复移动、设置在上轮辋轴或下轮辋轴内腔的做轴向运动的驱动机构；在驱动机构上安装一信号器，在安装驱动机构的上轮辋轴或下轮辋轴上装配一感知信号器轴向移动位置，以判断夹块所处径向位置的检测器。如上述基本方案，通过夹块插入或退出定位槽以实现上、下轮辋之间的锁紧与松开，因此夹块既可以设置于上轮辋轴、也可以设置于下轮辋轴。相对应地，定位槽也可以设置于上轮辋轴或下轮辋轴。驱动机构的结构，以及与夹块的连接方式可以有多种，主要是实现沿轴向运动(此处指的是沿上轮辋轴或下轮辋轴的轴向，本专利以下内容相同)转变为夹块径向(此处指的是沿上轮辋轴或下轮辋轴的径向，本专利以下内容相同)运动的过程。信号器的作用是向检测器提供驱动机构轴向运动的方向与位置所在，以判断出夹块径向运动方向与所处位置，即夹块是否完全地插入到定位槽中，进而判断出上、下轮辋轴是否已经锁紧。为更好地适应现有轮胎试验机的整机结构与检测原理，针对驱动机构的较为优选改进实施方案是，在上轮辋轴的内腔设置定位槽，在下轮辋轴上穿套有数个夹块；夹块通过槽榫结构连接一设置于下轮辋轴内部的梯型块，梯型块装配于一可沿下轮辋轴轴向往复移动的活塞。夹块与梯型块之间连接的槽榫结构，决定了在活塞带动梯型块做轴向运动的同时，夹块被梯型块推拉在径向实现移动，进而夹块可插入到定位槽中或从定位槽退出。 在上、下轮辋锁紧状态下，夹块因梯型块轴向定位而径向移动并形成与定位槽的插接，此时活塞与梯型块的轴向定位较为关键。轴向定位的改变，会导致在轮胎高速旋转过程中夹块从定位槽中脱出，则上、下轮辋锁紧不到位或相互松开，均会导致如以上现有技术所述的崩轴等安全事故的发生。对此，为提高上述驱动机构的轴向定位稳定性，可在下轮辋轴中，设置有容纳所述活塞的内腔、以及将外部压缩空气导通至内腔以改变活塞沿轴向的不同端面气压分布的气路。从不同气路导通压缩空气至下轮辋轴的内腔中，当活塞不同端面之间的上下气压差导致活塞沿轴向移动、直至活塞到达极限位置，此时夹块径向移动到位，即夹块完全地插入定位槽中、或从定位槽中完全地抽出。夹块极限位置的过程中不存在中间位置，这可以从气路中分别进气与出气来解决，以在活塞不同端面之间形成较大的气压差值，防止因气缸阀片失灵或控制气源意外关闭而导致活塞轴向定位点出现松动，避免锁紧失灵问题的发生。为进一步提高检测活塞轴向移动方向与定位位置的准确性，以有效地判断上、下轮辋轴是否已锁紧到位，针对上述驱动机构轴向移动的信号检测方案可采取以下修改，即在下轮辋轴内部，沿轴向设置一贯穿连接梯型块、活塞的芯轴；在芯轴上、与梯型块相对的端部设置所述的信号器。如上所述，本实用新型主轴锁紧装置具有的优点是:1、通过轴向转化为径向的机械执行机构，上下轮辋轴之间形成可靠的锁紧定位，能够有效地避免因气路部件失灵、气压降低或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而综合地、全面地起到安全防护作用。[0029]2、轴向移动的方向控制与定位，通过机械部件的位置检测可感知与判断，直接地反映到上下轮辋轴锁紧状态的判断，更有利于气路控制与检测手段的实施，从而显著地提高检测与复位控制的自动化，相应地提高整体试验检测的精度与效率。
现结合附图对本实用新型做进一步的说明:图1是现有技术所使用上轮辋轴锁紧结构示意图；图2是使用本实用新型所述主轴锁紧装置及其方法的轮胎试验机示意图；图3是上下轮辋轴锁紧到位的示意图；图4是相对于图3的上下轮辋轴相互松开的示意图；如图1所示，主轴部20，锁紧夹块30，上轮辋轴部40，气缸50 ；如图2至图4所示，上轮辋轴1，下轮辋轴2，定位槽3，夹块4，信号器5，检测器6，梯型块7，活塞8，内腔9，气路10，芯轴11，下轮辋座12，机座13，气缸14，立柱15，直线导轨16，轮胎17。
具体实施方式
实施例1，如图2至图4所示，在轮胎均匀性/偏心度试验机上应用所述的主轴锁紧装置主要包括有:可沿垂向对接配合的上轮辋轴1、下轮辋轴2 ；下轮辋轴2安装于机座13上，上轮辋轴I连接并被驱动于气缸14 ；通过两侧的立柱15与直线导轨16，由气缸14驱动上轮辋轴I沿垂向移动；在上轮辋轴I的内腔设置定位槽3，在下轮辋轴2上穿套有6个夹块4，每个夹块4分别连接一设置于下轮辋轴2内部的、带有6个均布T型槽的梯型块7，梯型块7装配于一可沿下轮辋轴2轴向往复移动的活塞8 ；在下轮辋轴2中，设置有容纳所述活塞8的内腔9、以及将外部压缩空气导通至内腔9以改变活塞8沿轴向的上下2个端面气压分布的2路气路10，分别在图3中标记有A、B的2个进出气口 ；在下轮辋轴2内部，沿轴向设置一贯穿连接梯型块7、活塞8的芯轴11 ;在芯轴11上、与梯型块7相对的端部设置所述的信号器5，信号器5为一套设于芯轴11下端的信号盘，芯轴11的上端锁定于下轮辋座12端部；在下轮辋轴2底端连接一组2个检测器6，检测器6可选择为接近开关。基于上述主轴锁紧装置的使用，可实现下述主轴锁紧与检测方法:上轮辋轴I沿其轴向下降以与下轮辋轴2对接配合；在上轮辋轴I与下轮辋轴2之间的对接部，驱动机构轴向移动以实现夹块4沿径向移动并插入到定位槽3中，以将上轮辋轴I与下轮辋轴2锁紧；检测器6感知驱动机构的信号器5轴向移动方向与位置，以判断夹块4径向移动方向与所处位置，进而明确上轮辋轴I与下轮辋轴2是否锁紧；按上述部件相反方向移动或定位，则上轮辋轴I与下轮辋轴2相互松开。具体的实施方式，或是说较为优选的实施方式是，[0051]沿下轮辋轴2轴向，通过芯轴11依次地贯穿连接梯型块7与活塞8 ；将压缩空气导通至内腔9中，改变活塞8不同端面上的气压分布以驱使活塞8沿下轮辋轴2轴向移动；装配于下轮辋轴2的夹块4，通过槽榫结构连接并被沿径向驱动于梯型块7，梯型块7由所连接的活塞8带动沿下轮辋轴2轴向往复移动；在梯型块7沿轴向往复移动的同时，6个夹块4被推拉以完成沿径向的移动，即插入或脱离上述定位槽3，从而实现上轮辋轴I与下轮辋轴2的锁紧或相互松开；在芯轴11端部设置用于感知梯型块7轴向移动方向与位置的信号器5，以检测出夹块4径向移动方向与所处位置。如附图3所示的锁紧状态，上轮辋轴I在气缸14的作用下沿垂向下降至与下轮辋轴2配合的位置，从下轮辋轴2的A端口导通压缩空气进入气路10、内腔9直至活塞8的下端面，从B端口将活塞8上端面的压缩空气排出，活塞8沿轴向向上移动以带动梯型块7上升，梯型块7推动6个夹块4同时、对称地沿径向扩张，夹块4插入上轮辋轴I内部的定位槽3中。与活塞8连接为一体的芯轴11带动下端的信号器5从底端上升至顶端位置，此时上部的检测器6检测到信号器5，以判断出上轮辋轴I与下轮辋轴2锁紧到位；向轮胎17中充气并达到测试要求压力，负荷轮对轮胎17加载进行均匀性、偏心度各项指标的检测。如附图4所示的松开状态， 下轮辋轴2的B端口导通压缩空气进入气路10、内腔9直至活塞8的上端面，从A端口将活塞8下端面的压缩空气排出，活塞8沿轴向向下移动以带动梯型块7下降，梯型块7推动6个夹块4同时、对称地沿径向回缩，夹块4从上轮辋轴I的定位槽3中退出。此时，芯轴11带动下端的信号器5从顶端下降至底端位置，此时下部的检测器6检测到信号器5，以判断出上轮辋轴I与下轮辋轴2相互松开；上轮辋轴I在气缸14的作用下上升到初始位置。
权利要求1.一种主轴锁紧装置，包括可沿垂向对接配合的上轮辋轴(I)、下轮辋轴(2)， 其特征在于:在上轮辋轴(I)与下轮辋轴(2)之间的对接部，设置有一内凹周向的定位槽(3)、以及数个可沿径向插入或退出定位槽(3)的夹块(4)； 夹块(4)连接于一驱动其沿径向往复移动、设置在上轮辋轴(I)或下轮辋轴(2)内腔的做轴向运动的驱动机构； 在驱动机构上安装一信号器(5)，在安装驱动机构的上轮辋轴(I)或下轮辋轴(2)上装配一感知信号器(5)轴向移动位置，以判断夹块(4)所处径向位置的检测器(6)。
2.根据权利要求1所述的主轴锁紧装置，其特征在于:在上轮辋轴(I)的内腔设置定位槽(3)，在下轮辋轴(2)上穿套有数个夹块(4)； 夹块(4)通过槽榫结构连接一设置于下轮辋轴(2 )内部的梯型块(7 )，梯型块(7 )装配于一可沿下轮辋轴(2)轴向往复移动的活塞(8)。
3.根据权利要求2所述的主轴锁紧装置，其特征在于:在下轮辋轴(2)中，设置有容纳所述活塞(8)的内腔(9)、以及将外部压缩空气导通至内腔(9)以改变活塞(8)沿轴向的不同端面气压分布的气路(10)。
4.根据权利要求2或3所述的主轴锁紧装置，其特征在于:在下轮辋轴(2)内部，沿轴向设置一贯穿连接梯型块(7)、活塞(8)的芯轴(11)； 在芯轴(11)上、与梯型块(7 )相对的端部设置所述的信号器(5 )。
专利摘要本实用新型所述的主轴锁紧装置，采取轴向位移带动径向锁紧的机械执行机构，机械执行机构在径向锁紧过程中受到轴向制动作用，以期提高上下轮辋轴之间锁紧的到位率与定位精度，从而防止因相关气动部件失灵或气源意外关闭而导致的锁紧失灵问题，从而有效地保护设备使用及操作人员的安全。主轴锁紧装置包括在上轮辋轴与下轮辋轴之间的对接部，设置有一内凹周向的定位槽、以及数个可沿径向插入或退出定位槽的夹块；夹块连接于一驱动其沿径向往复移动、设置在上轮辋轴或下轮辋轴内腔的做轴向运动的驱动机构；在驱动机构上安装一信号器，在安装驱动机构的上轮辋轴或下轮辋轴上装配一感知信号器轴向移动位置，以判断夹块所处径向位置的检测器。
文档编号F16D1/02GK203023313SQ20122072175
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者房伟, 梁涛, 郭洪茹, 贝超 申请人:软控股份有限公司