[发明专利]主轴锁紧装置及其方法

说明书

技术领域

本发明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）的主轴锁紧装置及其锁紧与检测方法，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。

发明内容

本发明所述的主轴锁紧装置及其方法，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。

另一发明目的在于，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。

为实现上述发明目的，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。