[发明专利]一种永不脱落的快换原理及装置

权利要求书

1.一种永不脱落的快换装置，包括主盘（1）和工具盘（2），其特征在于，所述主盘（1）靠近工具盘（2）的端面上设有凹槽，所述主盘（1）靠近工具盘（2）的端面固定连接有与凹槽匹配的筒体（3），所述筒体（3）的侧壁上均布有若干连通内部的圆形开口，所述圆形开口内匹配滑动设有钢珠（4），所述筒体（3）内设有对钢珠（4）进行限位的凸轮（6），所述凸轮（6）上设有防脱落面，所述主盘（1）内设有圆柱腔室，所述圆柱腔室内密封滑动设有活塞（7），所述活塞（7）上侧竖直设有弹簧（9），所述弹簧（9）下端与活塞（7）固定连接，所述弹簧（9）上端和圆柱腔室内顶壁固定连接，所述活塞（7）下端同轴固定连接有驱动杆（8），所述驱动杆（8）下端贯穿主盘（1）并与凸轮（6）固定连接，所述工具盘（2）靠近主盘（1）的端面上设有与筒体（3）匹配的快换凹槽，所述快换凹槽侧壁上设有与若干钢珠（4）对应的环形限位开槽，所述工具盘（2）下端面设有连通快换凹槽的连通开口。

2.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述凸轮（6）从上往下分为圆柱段和圆台段，所述凸轮（6）的圆柱段侧壁上设有环形锁紧开槽，所述环形锁紧开槽的截面呈梯形，所述环形锁紧开槽的下侧壁为防脱落面，所述环形锁紧开槽的上侧壁为锁紧工作面，所述凸轮（6）上环形锁紧开槽段的直径大于凸轮（6）圆台段下端直径。

3.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述筒体（3）下端外边缘经过倒角处理，所述快换凹槽内边缘匹配筒体（3）进行倒角处理。

4.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述凹槽底壁上设有连通圆环腔室的通孔，所述驱动杆（8）贯穿通孔设置，所述通孔内壁上设有环形容纳开槽，所述环形容纳开槽内过盈固定设置环形密封圈（10），所述环形密封圈（10）与驱动杆（8）过盈接触。

5.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述环形限位开槽截面呈梯形。

6.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述主盘（1）上端面设有连通圆柱腔室的操作开口，所述主盘（1）上侧水平设有与加固开口位置对应的加固盘（11），所述加固盘（11）面积大于操作开口面积，所述加固盘（11）通过若干螺栓与主盘（1）密封固定连接，所述加固盘（11）与主盘（1）之间固定设有密封垫。

7.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换装置，其特征在于，所述圆形开口的两个开口位置边缘均设有向内的环形凸起（5）。

8.根据权利要求1所述的一种永不脱落的快换原理，其特征在于，采用权利要求1至权利要求7中所述的快换装置，其原理如下：

s1、由于受工具盘2及其连接的工件重力G1的作用，会给钢珠（4）一个向内的力，钢珠（4）会推动凸轮（6）向上移动，此时，钢珠（4）与锁紧工作面脱离，到达防脱落工作面；当钢珠（4）与凸轮（6）的防脱落工作面接触时，会垂直于防脱落工作面给凸轮（6）一个向内且斜向下的力F，力F的分力F1会促使凸轮有向下运动的趋势，水平方向的分力被抵消。

9.s2、出现意外断气时，主盘（1）上圆柱腔室内部的弹簧（9），会给凸轮（6）提供一个很大的向下的力，促使凸轮（6）向下运动，避免凸轮（6）上移。

10.s3、因为钢珠（4）作用于防脱落工作面及弹簧（9）的弹力限位作用，使凸轮（6）向下运动，反过来会给钢珠（4）一个向外的力，保持钢珠（4）置于环形限位开槽内，保证工具盘（2）锁紧，最终会达到一个平衡，实现永久防脱落的目的。

11.根据权利要求8所述的一种永不脱落的快换原理，其特征在于，所述s1中防脱落面和环形锁紧开槽底壁的夹角为145°。

12.根据权利要求8所述的一种永不脱落的快换原理，其特征在于，所述s3中环形限位开槽截面的两内夹角均为120-135°。