一种免焊接式的销轴及止动装置

技术领域

本发明涉及一种免焊接式的销轴及止动装置，属于工程机械方面的技术领域。

背景技术

挖掘机、装载机等工程机械中发生相对转动的部件之间一般通过销轴进行连接，销轴工作时会受到扭转力和窜动力这两种有害分力，其会使销轴从轴孔中窜动滑出，并导致轴孔表面的异常磨损。现有的销轴往往采用在轴本体上焊接挡板并在相邻部件上焊接止动块，通过挡板与止动块之间的配合关系，以实现限制扭转力和窜动力，并实现销轴的止动功能。

但是在现有技术中，轴本体和挡板主要靠焊接方式连接，此焊缝会承受上述的扭转力和窜动力的综合力，受力情况复杂，且轴本体和挡板由于材质的不同，两者的焊接性能实际上并不良好，容易出现焊缝开裂的故障而导致销轴止动失效。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种免焊接式的销轴及止动装置，通过装配连接，实现轴转动和径向窜动的止动作用。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种免焊接式的销轴，包括销轴、止动块和止动环，所述销轴的两端分别设有第一环形槽及第二环形槽，所述第一环形槽和/或第二环形槽的一侧，始于销轴的端面并沿销轴的轴向方向设有切除槽，所述切除槽终止于终止面；

所述止动块的一端设有凸台，另一端设置与切除槽贴合的凸台端面；

所述止动环外侧为半圆形，内侧设有贴合第一环形槽或第二环形槽的弧形配合面，所述止动环两端径向方向的外边缘处设有切槽，所述切槽的端面设有通孔；所述止动环包括左止动环及右止动环，所述左止动环和/或右止动环的内侧设置有贴合切除槽的水平配合面。

结合第一方面，进一步的，所述切除槽相对于销轴轴中心线左右两侧对称设有2个。

进一步的，所述通孔内装配螺钉或通过卡扣紧固销轴。

进一步的，所述终止面位于第一环形槽或第二环形槽的下方。

进一步的，所述切除槽的宽度为端面半径的1/4~1/3。

进一步的，所述凸台端面的两端设有圆角。

第二方面，本发明提供一种免焊接式的止动装置，包括转动部件、基体部件及一种免焊接式的销轴，所述转动部件及基体部件通过销轴贯穿连接，所述基体部件设有容纳销轴的孔，所述孔的上方设置有止动槽，所述止动槽贴合凸台。

结合第二方面，进一步的，所述止动块贴合终止面，所述止动块外表面与基体部件表面平行。

进一步的，所述止动槽顶点距离销轴轴线中心的距离小于左止动环和/或右止动环的外侧圆半径。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明的销轴，通过装配的方式实现销轴各部件的连接，取消了传统轴的焊接，消除焊缝开裂造成的风险，提高止动的可靠性，简化了生产设备和生产工艺；

（2）利用销键装配结构的方法实现轴转动的止动功能；利用销轴上的环形槽和左右止动环之间的扣合，能够有效起到限制销轴的径向窜动止动功能，从而实现销轴整体的止动功能；

（3）本发明装置结构紧凑，占用空间小，且销轴拆装简便，可维修性良好，适合在狭小空间内的安装；

（4）各部件结构和制造工艺简单，制造成本低廉。

附图说明

图1为现有技术一种抽油机连杆横梁销轴防脱装置剖视图；

图2为本发明实施例一种免焊接式止动装置爆炸图；

图3为本发明实施例一种免焊接式的销轴结构示意图；

图4为本发明实施例止动块的结构示意图；

图5为本发明实施例左止动环结构示意图；

图6为本发明实施例右止动环结构示意图；

图7为本发明实施例一种免焊接式的止动装置结构示意图；

图中：1-1.抽油机连杆、2-1.横梁、4-1.压板、5-1.压板固定螺栓、6-1.第一垫圈、7-1.螺栓、8-1.第二垫圈、9.止动垫片1.转动部件、2.基体部件、21.止动槽、3.销轴、31.第一环形槽、32.终止面、33.切除槽、34.第二环形槽、4.止动块、41.凸台、42.凸台端面、43.圆角、5.左止动环、51.弧形配合面、52.水平配合面、53.螺钉槽、54.螺钉通孔、6.螺钉、7.螺母、8.右止动环、81.弧形配合面、82.螺钉槽、83.螺钉通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前市场上挖掘机、装载机等使用的销轴大多采用焊接式，也存在装配式销轴，例如最为常见的“销轴打孔+螺栓+止动套式”、“销轴和固定端设计螺纹孔+螺栓+压板”的装配式销轴，又例如小型挖机使用的销钉或止动针式的装配式销轴。现有技术中，轴本体和压板仍旧是主要靠焊接方式连接，始终存在焊缝开裂的隐患。

如图1所示，为现有技术一种抽油机连杆横梁销轴防脱装置剖视图，为一种装配式销轴固定方法，主要包括有抽油机连杆1-1、横梁2-1、销轴3、压板4-1、压板固定螺栓5-1、第一垫圈6-1、螺栓7-1、第二垫圈8-1、止动垫圈9。所述销轴3与压板4-1连接一端沿轴线方向加工出螺纹连接孔，压板固定螺栓5-1穿过设于压板4-1上的通孔与销轴3端部设置的螺纹孔连接对销轴进行紧固，所述压板4-1的上端设置有防止压板固定螺栓5-1松动的止动垫片9，止动垫片9通过螺栓7-1和第二垫圈8-1固定在压板4-1上。

该结构通过在固定端上设置螺纹孔，以及通过螺钉与左右两侧的压板4-1进行固定，实现阻止销轴3的轴向窜动；在轴上设置螺纹孔，并通过螺栓与压板4-1进行固定，然后再通过连接在固定螺钉实现轴切向转动的阻挡，螺钉同时起到了克服扭转力和窜动力的作用。

上述装配销轴一般用于载荷力、冲击力较低的产品和部位，对于吨位稍大的工程机械，其工作时产生的扭转力和窜动力往往非常大，由于大吨位产品在恶劣工况下工作时，瞬时会产生极大的冲击力，如果超过了限位块或止动块的焊缝连接承受能力则会发生开裂或脱落现象，无法做到有效止动，如果止动部件是主要靠螺纹连接并传递受力的结构，需要考虑螺纹和螺栓强度，且螺纹一旦失效，非常难以修复。机械由于工作在振动环境中，需要额外地综合考虑防松问题和可拆卸性的问题，由于某些紧固结构并非是开敞式结构，还需要考虑装配或拆卸的实施空间，上述装配销轴能够实现安装和止动的空间也比较小，一般不采用上述装配式销轴结构。

如图7所示，为本发明实施例一种免焊接式的止动装置结构示意图，图2为本发明实施例一种免焊接式的止动装置爆炸图，其中包括：转动部件1、基体部件2、销轴3、止动块4、左止动环5、螺钉6、螺母7、右止动环8。

其中，销轴3分别穿过转动部件1和基体部件2，并实现两者的连接和相对转动；调整销轴3的转动角度，使止动块4恰好能够放入销轴3和基体部件2的间隙中，2个左止动环5能够卡住销轴3，螺钉6、螺母7将2个左止动环进行连接和固定。另一侧，2个右止动环8卡住销轴3的对侧，并同样地使用螺钉6、螺母7将2个右止动环连接和固定。

可实施的，基体部件2上设有止动槽21，止动槽21具有一定的宽度和深度，其中宽度为轴直径尺寸的1/5~1/4，深度为轴直径尺寸的1/5左右。在基体部件2装配孔的外边缘上开设，可以通过机加工的方式实现。

如图3所示，为本发明实施例一种免焊接式的销轴结构示意图，销轴3的一端设有第一环形槽31，另一端设有第二环形槽34，且同时在某一环形槽的一侧设有沿轴向方向的切除槽33，并终止于终止面32，图示为第一环形槽31的一侧设有切除槽33。

第一环形槽31的圆心与销轴3的圆心重合，具有一定的宽度，可以设置为轴直径尺寸的1/6~1/5，且距离销轴3的端面必须保证一定的距离，略小于环形槽31宽度，可以通过机加工实现。切除槽33为扇形形状，轴向方向的切除始于销轴3的端面，切除的终止面32深度越过第一环形槽31，且保证有一定的距离量；该距离量需要略大于制动块4的厚度；径向方向的切除宽度一般为半径的1/3左右，不可过宽或过窄。另外切除槽33相对于轴中心线的左右两侧对称切除。

销轴3的另一侧仅需要开设第二环形槽34，该第二环形槽34的要求与第一环形槽31相同，即与销轴3的圆心重合，具有一定的宽度，且距离销轴3的对应端面必须保证一定的距离。

如图4所示，为本发明实施例止动块的结构示意图，止动块4设有凸台41、凸台端面42、圆角43，凸台41的宽度和厚度恰好需要与上述止动槽21的宽度和深度恰好相符（此处对尺寸相符描述并不涉及公差概念）；凸台端面42贴合上述切除槽33，止动块4的整体轮廓除去凸台41的部分能够恰好能够拼凑为整个销轴3的的外圆轮廓，且此时止动块4的厚度与第一环形槽31的内端面平齐；止动块4上的圆角43能够便于止动块4的装配和移除，并能够去除轮廓尖角。

如图5所示，为本发明实施例左止动环结构示意图，左止动环5外侧为半圆形，内侧设有弧形配合面51、水平配合面52，以及装配螺钉6和螺母7用的螺钉槽53和螺钉通孔54。

其中弧形配合面51能够与上述第一环形槽31配合，水平配合面能够与切除槽33配合，同时厚度与第一环形槽31的深度相同；在左止动环5的径向方向的外边缘处切出螺钉槽53，并在螺钉槽53的端面上加工出螺钉通孔54，其中螺钉槽53的宽度小于左止动环5的厚度，并以中心线对称设置螺钉槽53、螺钉通孔54。

如图6所示，为本发明实施例右止动环结构示意图，右止动环8内侧设有弧形配合面81，以及装配螺钉6和螺母7用的螺钉槽82和螺钉通孔83。

右止动环8的内外侧均为半圆形，内侧仅设有弧形配合面81，其能够与上述第二环形槽34配合，同时厚度与第二环形槽34的深度相同；与左止动环5类似，右止动环8的径向方向的外边缘处切出螺钉槽82，并在螺钉槽82的端面上加工出螺钉通孔83，其中螺钉槽82的宽度小于右止动环8的厚度，并以中心线对称设置螺钉槽82、螺钉通孔83；

为了能够遮挡止动槽21和凸台41，左止动环5的外侧圆半径应大于止动槽21距离轴线中心的最远点距离。对于右止动环8，仅需要保证其外侧圆半径大于销轴3的半径即可。

本发明技术方案中的销轴和止动装置仅通过简单的下料、机加工就可以实施，且装置成套使用整体结构简单、紧凑，拆装工艺性和可维护性良好，实施例中虽然使用螺栓，但仅起到连接作用，并非是承受轴窜动和转动的部件，所以也无需专门考虑螺栓连接的可靠性。

根据本发明所述的一种免焊接式的销轴及其止动装置和相应的特征，结合图2所示，具体实施方式如下：

实施例1

（1）首先将销轴3正常穿过转动部件1和基体部件2，实现两者的铰链连接；（2）调整销轴3的角度，使切除槽33与止动槽21形成的空隙恰好能够放入止动块4，然后调整销轴3的伸出量，使止动块4能够贴合终止面32且不凸出于基体部件2表面；（3）将两个左止动环5扣在第一环形槽31，且各个面能够恰好贴合；（4）使用螺钉6、螺母7，通过螺钉槽53和螺钉通孔54将两个左止动环5紧固在一起；（5）在销轴的另一侧，将两个右止动环8扣合在第二环形槽34中，并同样使用螺钉6、螺母7，通过螺钉槽82和螺钉通孔83将两个右止动环8紧固在一起，最终完成该销轴和止动装置的装配。

实施例2

本发明一种免焊接式的止动装置能够通过改变销轴3、左止动环5、右止动环8等部件的外形以实现本发明所述的止动功能，例如改变止动块4的外形、止动环的外形、安装配合空间排布、数量、位置等；

实施例3

使用对称结构，可以将轴切除部分做成左右对称式结构，两侧均使用相同的止动块和止动环；

实施例4

改变止动环的紧固方式，例如使用卡扣紧固方法替代螺栓螺母紧固，或者是改变止动环外形和紧固点，可将止动环为放置螺钉而设置的槽口，改为凸起并打孔。

该发明的止动装置采用双销键结构，第一个销键为止动块与基体部件的止动槽配合形成，第二个销键为止动块与销轴配合形成，两个销键共同实现了销轴旋转运动的限制。利用销轴上的环形槽和左右止动环之间的扣合，能够有效起到限制销轴轴向窜动的功能。本发明提供的一种免焊接式的止动装置真正实现了完全免焊接，无论是销轴本体还是止动装置，均完全通过装配实现，且免于在轴端面和基体部件上打孔，彻底消除了焊接带来的开裂风险。

本发明提供的一种免焊接式的止动装置，各部件结构简单，且生产工艺性良好。销轴、止动块、止动环、止动槽的形状特征均可以通过简单的下料和机加工实现，没有复杂的轮廓和特殊形状要求，制造成本和效率均良好；拆卸和可维护性良好，该装置可以在狭小空间内任意拆卸，无需专用工装设备，更换十分便捷。且装置整体占用空间小，轴向方向上，实际应用中该止动装置的长度上单侧仅凸出于基体部件端面30mm左右（凸出量依赖于止动环的厚度和环形槽与轴端面的距离）。径向方向上，外观上呈一个圆形，半径仅略大于销轴本体的半径，整体装配效果美观、紧凑。

本装置在装配或拆卸时不同于传统的压板式结构（压板式结构：在轴的端面开设螺纹孔，在端面扣上压板，通过螺栓固定，能够限制轴的窜动），压板式结构拆装时需要较大的轴向空间，对于轴向空间的狭小的情况无法适用，而本发明的拆装只需要一些径向空间即可，故实际应用范围和应用场景更宽泛。

本发明公开一种免焊接式的销轴及止动装置，该销轴和止动装置成套使用，能够完全通过装配进行连接，脱离焊接工序，同时利用双销键连接的原理实现轴转动的止动功能，利用卡箍结构可实现轴的径向窜动的止动功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。