CN211116895U - 可以实现高压扭转的六面体顶压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可以实现高压扭转的六面体顶压机。它解决了现有的六面体顶压机无法制备可进行力学性能测试的大尺寸轴对称样品且无法进行工业化生产的问题，包括六个两两对称且同轴设置的顶压筒，相邻两个顶压筒之间通过铰接装置活动相连，且位于底部一个顶压筒通过固定机构垂直安装于圆形底座上，顶压筒内腔中安装带有缸筒的液压油缸，缸筒通过安装组件固定在顶压筒内，缸筒周向内侧设有导向套体，导向套体内设有一体式活塞杆，且安装在圆形底座上的液压油缸远离圆形底座一端设有滚珠螺旋传动装置。本实用新型优点在于：易于制备可进行力学性能测试的大尺寸轴对称样品，同时可以为高压扭转提供足够的压力环境，并可以工业化生产。

Description

可以实现高压扭转的六面体顶压机

技术领域

本实用新型涉及六面体顶压机技术领域，具体涉及一种可以实现高压扭转的六面体顶压机。

背景技术

六面体顶压机具有六个工作油缸,是使用广泛的大腔体顶压机，主要应用于材料合成领域，为材料合成提供高压环境，六面体顶压机具有结构简单、造价低、易于操作与维护、设计精密的特点，六个顶锤两两对称且同轴布置，三条轴线相互垂直且交于一点，自对中性强，可以连续工作不间断、易于实现自动化等优点，高压扭转法是大塑性变形法中的一种,即在轴向压缩的同时，在截面上施加一扭矩，就可以变摩擦阻力为摩擦动力，从而实现一定的扭转变形，同时实现了简单压缩变形，高压扭转法细化晶粒效果显著,能够提高材料力学性能及耐腐蚀性能，高压扭转适用于生产轴对称件。目前高压扭转存在的问题有：不易于制备可进行力学性能测试的大尺寸轴对称样品，只能生产较小体积的细晶材料，还无法进行工业化的大规模生产，而且若压力过大而产生较大拉力时容易损坏油缸，降低设备的使用寿命。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种六面顶压机铰链樑结构[CN201610344653.0]，它包括六面顶压机的油缸，各个油缸上均排布有用于将各个油缸通过销轴进行铰接的铰链，每个油缸的底端均固定安装有锥台，每个锥台的锥形面上设置有均匀分布的4个安装孔，每个锥台均采用拉杆通过4个安装孔与相邻的4个锥台进行固定连接。

上述方案在一定程度上解决了现有的六面体顶压机容易损坏油缸，降低设备的使用寿命问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如，无法制备可进行力学性能测试的大尺寸轴对称样品，且无法进行工业化生产。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，可工业化生产大尺寸轴对称样品的可以实现高压扭转的六面体顶压机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本可以实现高压扭转的六面体顶压机，包括六个两两对称且同轴设置的顶压筒，且顶压筒的三条轴线相互垂直且交于一点，相邻两个顶压筒之间通过设置在顶压筒周向外侧的铰接装置活动相连，且位于底部一个顶压筒通过固定机构垂直安装于圆形底座上，顶压筒内腔中安装带有缸筒的液压油缸，缸筒通过安装组件固定在顶压筒内，缸筒呈阶梯式结构且缸筒周向内侧设有与阶梯结构相互贴合的导向套体，导向套体内设有可沿导向套体轴向运动的一体式活塞杆，一体式活塞杆周向外侧与导向套体周向内侧设有防尘密封组件，且安装在圆形底座上的液压油缸远离圆形底座一端设有滚珠螺旋传动装置。通过四周和上方的液压油缸驱动一体式活塞杆沿导向套体进行轴向运动，从而提供高压环境，下方头部设有滚珠螺旋传动装置的一体式活塞杆进行轴向运动时回转输出扭矩。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，防尘密封组件包括活塞杆密封圈，活塞杆密封圈周向安装于一体式活塞杆与导向套体周向接触处下端，一体式活塞杆与导向套体接触处上端周向设有防止外部灰尘进入的防尘圈，且位于防尘圈与活塞杆密封圈中部位置周向设有导向环。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，导向套体上端设有端盖，端盖中部位置设有可供一体式活塞杆穿过的圆形孔，且端盖周向边缘设有固定孔，导向套体上端通过端盖上的固定孔与缸筒上端面固定相连并通过端盖将缸筒上端封闭。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，滚珠螺旋传动装置包括螺旋套，螺旋套上端呈封闭结构且内腔中设有第一螺旋凹槽，螺旋套上端通过螺栓与端盖连接输出扭矩，一体式活塞杆端部周向外侧设有与第一螺旋凹槽相对应的第二螺旋凹槽，且第一螺旋凹槽和第二螺旋凹槽共同形成滚珠容纳槽，滚珠容纳槽内设有若干防止螺旋套内壁与一体式活塞杆外壁碰撞的滚珠。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，固定机构包括圆形托盘，圆形托盘通过三角支撑件安装于圆形底座上端，且圆形托盘内设有若干定位孔，顶压筒下端面设有与定位孔相对应的螺纹孔，顶压筒下端通过螺栓固定在圆形托盘内。三角支撑件可以使圆形托盘平衡力矩，避免设备在工作过程中产生晃动。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，安装组件包括若干设置在一体式活塞杆下侧端面上周向设置的通孔，且缸筒下端面设有与通孔一一对应的安装孔。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，铰接装置包括连接件，连接件设置在顶压筒周向外侧且呈对向设置，连接件的轴线垂直交叉，连接件端部设有连接孔，且位于不同顶压筒上的连接件之间通过插在连接孔中的销轴两两相连。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，缸筒底部中心处设有输油通道，输油通道一端于设置在顶压筒一端的输油孔相互贯通，输油通道另一端与设置在缸筒内壁的油道相互连通。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，缸筒底部内壁与一体式活塞杆外壁之间设有防止缸筒底部受力脱落的环形密封圈。

在上述的可以实现高压扭转的六面体顶压机中，圆形底座上端面周向设有用于固定顶压机底部的环形安装孔。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：结构简单、成本低廉，具有高度对称的结构，易于制备可进行力学性能测试的大尺寸轴对称样品，同时可以为高压扭转提供足够的压力环境，并可以工业化生产。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型的整体结构剖视图；

图3是本实用新型的液压油缸结构剖示图；

图4是本实用新型的一体式活塞杆结构示意图；

图5是本实用新型的螺旋套结构示意图；

图6是本实用新型的圆形底座结构示意图；

图中，顶压筒1、安装组件11、铰接装置2、连接件21、连接孔22、销轴23、固定机构3、圆形托盘31、三角支撑件32、定位孔33、螺纹孔34、圆形底座4、环形安装孔41、液压油缸5、缸筒51、安装孔52、输油通道53、输油孔54、环形密封圈55、导向套体6、端盖61、圆形孔611、固定孔612、一体式活塞杆7、第二螺旋凹槽71、通孔72、防尘密封组件8、活塞杆密封圈81、防尘圈82、导向环83、滚珠螺旋传动装置9、螺旋套91、第一螺旋凹槽911、滚珠容纳槽92、滚珠93。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-6所示，本可以实现高压扭转的六面体顶压机，包括六个两两对称且同轴设置的顶压筒1，且顶压筒1的三条轴线相互垂直且交于一点，相邻两个顶压筒1之间通过设置在顶压筒1周向外侧的铰接装置2活动相连，且位于底部一个顶压筒1通过固定机构3垂直安装于圆形底座4上，顶压筒1内腔中安装带有缸筒51的液压油缸5，其特征在于，缸筒51通过安装组件11固定在顶压筒1内，缸筒51呈阶梯式结构且缸筒51周向内侧设有与阶梯结构相互贴合的导向套体6，导向套体6内设有可沿导向套体6轴向运动的一体式活塞杆7，一体式活塞杆7周向外侧与导向套体6周向内侧设有防尘密封组件8，且安装在圆形底座4上的液压油缸5远离圆形底座4一端设有滚珠螺旋传动装置9。通过四周和上方的液压油缸5驱动一体式活塞杆7沿导向套体6进行轴向运动，从而提供高压环境，下方头部设有滚珠螺旋传动装置9的一体式活塞杆7进行轴向运动时回转输出扭矩。

其中，防尘密封组件8包括活塞杆密封圈81，活塞杆密封圈81周向安装于一体式活塞杆7与导向套体6周向接触处下端，一体式活塞杆7与导向套体6接触处上端周向设有防止外部灰尘进入的防尘圈82，且位于防尘圈82与活塞杆密封圈81中部位置周向设有导向环83。防尘密封组件8的设置避免了一体式活塞杆7内进入灰尘，防止一体式活塞杆7运动时产生较大摩擦力，且这里的导向环83由聚四氟乙烯或非金属材料制成。

进一步地，导向套体6上端设有端盖61，端盖61中部位置设有可供一体式活塞杆7穿过的圆形孔611，且端盖61周向边缘设有固定孔612，导向套体6上端通过端盖61上的固定孔612与缸筒51上端面固定相连并通过端盖61将缸筒51上端封闭。

可见地，滚珠螺旋传动装置9包括螺旋套91，螺旋套91上端呈封闭结构且内腔中设有第一螺旋凹槽911，螺旋套91上端通过螺栓与端盖61连接输出扭矩，一体式活塞杆7端部周向外侧设有与第一螺旋凹槽911相对应的第二螺旋凹槽71，且第一螺旋凹槽911和第二螺旋凹槽71共同形成滚珠容纳槽92，滚珠容纳槽92内设有若干防止螺旋套91内壁与一体式活塞杆7外壁碰撞的滚珠93。滚珠93可以带动螺旋套91回转输出扭矩，且这里的滚珠93均匀地分布在滚珠容纳槽92内，相邻的滚珠93之间用滚珠保持架使滚珠93均匀的分布在螺旋容纳槽92内部,防止滚珠93相互碰撞或产生摩擦。

显然地，固定机构3包括圆形托盘31，圆形托盘31通过三角支撑件32安装于圆形底座4上端，且圆形托盘31内设有若干定位孔33，顶压筒1下端面设有与定位孔33相对应的螺纹孔34，顶压筒1下端通过螺栓固定在圆形托盘31内。三角支撑件32可以平衡圆形托盘31受到的压力，避免设备在工作过程中产生晃动。

更进一步地，安装组件11包括若干设置在一体式活塞杆7下侧端面上周向设置的通孔72，且缸筒51下端面设有与通孔72一一对应的安装孔52。

优选地，铰接装置2包括连接件21，连接件21设置在顶压筒1周向外侧且呈对向设置，连接件21的轴线垂直交叉，连接件21端部设有连接孔22，且位于不同顶压筒1上的连接件21之间通过插在连接孔22中的销轴23两两相连。

具体地，缸筒51底部中心处设有输油通道53，输油通道53一端于设置在顶压筒1一端的输油孔54相互贯通，输油通道53另一端与设置在缸筒51内壁的油道相互连通。

详细地，缸筒51底部内壁与一体式活塞杆7外壁之间设有防止缸筒51底部受力脱落的环形密封圈55。

其中，圆形底座4上端面周向设有用于固定整个顶压机的环形安装孔41。

本实施例的原理在于：四周与上方的液压油缸5带动一体式活塞杆7沿导向套体6进行轴向运动提供高压环境，下方头部设有第二螺旋凹槽71的一体式活塞杆7进行轴向运动时，依靠滚珠93在滚珠容纳槽92中滚动，带动螺旋套91转动，螺旋套91上端通过螺栓与法兰连接输出扭矩。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了顶压筒1、安装组件11、铰接装置2、连接件21、连接孔22、销轴23、固定机构3、圆形托盘31、三角支撑件32、定位孔33、螺纹孔34、圆形底座4、环形安装孔41、液压油缸5、缸筒51、安装孔52、输油通道53、输油孔54、环形密封圈55、导向套体6、端盖61、圆形孔611、固定孔612、一体式活塞杆7、第二螺旋凹槽71、通孔72、防尘密封组件8、活塞杆密封圈81、防尘圈82、导向环83、滚珠螺旋传动装置9、螺旋套91、第一螺旋凹槽911、滚珠容纳槽92、滚珠93等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种可以实现高压扭转的六面体顶压机，包括六个两两对称且同轴设置的顶压筒(1)，且顶压筒(1)的三条轴线相互垂直且交于一点，相邻两个顶压筒(1)之间通过设置在顶压筒(1)周向外侧的铰接装置(2)活动相连，且位于底部一个顶压筒(1)通过固定机构(3)垂直安装于圆形底座(4)上，所述的顶压筒(1)内腔中安装带有缸筒(51)的液压油缸(5)，其特征在于，所述的缸筒(51)通过安装组件(11)固定在顶压筒(1)内，所述的缸筒(51)呈阶梯式结构且缸筒(51)周向内侧设有与阶梯结构相互贴合的导向套体(6)，导向套体(6)内设有可沿导向套体(6)轴向运动的一体式活塞杆(7)，所述的一体式活塞杆(7)周向外侧与导向套体(6)周向内侧设有防尘密封组件(8)，且安装在圆形底座(4)上的液压油缸(5)远离圆形底座(4)一端设有滚珠螺旋传动装置(9)。

2.根据权利要求1所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的防尘密封组件(8)包括活塞杆密封圈(81)，所述的活塞杆密封圈(81)周向安装于一体式活塞杆(7)与导向套体(6)周向接触处下端，一体式活塞杆(7)与导向套体(6)接触处上端周向设有防止外部灰尘进入的防尘圈(82)，且位于防尘圈(82)与活塞杆密封圈(81)中部位置周向设有导向环(83)。

3.根据权利要求2所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的导向套体(6)上端设有端盖(61)，所述的端盖(61)中部位置设有可供一体式活塞杆(7)穿过的圆形孔(611)，且端盖(61)周向边缘设有固定孔(612)，所述的导向套体(6)上端通过端盖(61)上的固定孔(612)与缸筒(51)上端面固定相连并通过端盖(61)将缸筒(51)上端封闭。

4.根据权利要求2所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的滚珠螺旋传动装置(9)包括螺旋套(91)，所述的螺旋套(91)上端呈封闭结构且内腔中设有第一螺旋凹槽(911)，螺旋套(91)上端通过螺栓与端盖(61)连接输出扭矩，所述的一体式活塞杆(7)端部周向外侧设有与第一螺旋凹槽(911)相对应的第二螺旋凹槽(71)，且所述的第一螺旋凹槽(911)和第二螺旋凹槽(71)共同形成滚珠容纳槽(92)，滚珠容纳槽(92)内设有若干防止螺旋套(91)内壁与一体式活塞杆(7)外壁碰撞的滚珠(93)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的固定机构(3)包括圆形托盘(31)，所述的圆形托盘(31)通过三角支撑件(32)安装于圆形底座(4)上端，且圆形托盘(31)内设有若干定位孔(33)，所述的顶压筒(1)下端面设有与定位孔(33)相对应的螺纹孔(34)，顶压筒(1)下端通过螺栓固定在圆形托盘(31)内。

6.根据权利要求5所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的安装组件(11)包括若干设置在一体式活塞杆(7)下侧端面上周向设置的通孔(72)，且缸筒(51)下端面设有与通孔(72)一一对应的安装孔(52)。

7.根据权利要求5所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的铰接装置(2)包括连接件(21)，所述的连接件(21)设置在顶压筒(1)周向外侧且呈对向设置，连接件(21)的轴线垂直交叉，所述的连接件(21)端部设有连接孔(22)，且位于不同顶压筒(1)上的连接件(21)之间通过插在连接孔(22)中的销轴(23)两两相连。

8.根据权利要求5所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的缸筒(51)底部中心处设有输油通道(53)，所述的输油通道(53)一端于设置在顶压筒(1)一端的输油孔(54)相互贯通，输油通道(53)另一端与设置在缸筒(51)内壁的油道相互连通。

9.根据权利要求1所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的缸筒(51)底部内壁与一体式活塞杆(7)外壁之间设有防止缸筒(51)底部受力脱落的环形密封圈(55)。

10.根据权利要求5所述的可以实现高压扭转的六面体顶压机，其特征在于，所述的圆形底座(4)上端面周向设有用于固定整个顶压机的环形安装孔(41)。

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