一种大升程高稳定精密楔形调整机构

1.本实用新型属于同步辐射技术领域，具体涉及一种大升程高稳定精密楔形调整机构。


背景技术：

2.高能同步辐射光源项目中大量磁铁设备的机械中心需要准直到一条直线上。对于磁铁底部的调整机构，最常用的是采用普通螺纹结构，如图1，一根细牙粗螺杆贯穿垂动板14和底板1，中间两个螺母，即第一螺母11和第二螺母12分别拧死紧贴在两块板表面，底板1下方第三螺母13锁死，垂动板和底板上打有通孔。当沿垂向调节磁铁高程时，将第三螺母13松开后，用第二螺母12就可以调节垂动板的高低，调整好之后再将第三螺母13拧紧即可。此种调节机构结构简单，但锁紧时跑动量大，且单螺杆螺纹结构要支撑和调节重达1～2吨重量的磁铁来说，结构单薄稳定性差，人拧螺母的操作时耗时耗力，效率低下。
3.普通的楔形调整机构由上楔块和下楔块的斜面滑动对接组成。下楔块斜面的两条边所在侧固定设有导向板，斜面的一条斜边所在侧向另一条斜边所在侧穿有固定螺钉。通过顶杆调节上下楔块的相对位置，使上楔块顶面的高度升高或者降低，达到调节高程的目的，下楔块通过固定螺钉来固定位置。这种结构在高程调整到位后上下楔块都分别要锁紧固定，在锁紧时斜面间可能发生滑动导致垂向跑动量比较大，不能实现装置的平稳升降。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种大升程高稳定精密楔形调整机构。本实用新型的大升程高稳定精密楔形调整机构通过20
°
楔角和竖向导轨结构，保证了
±
10mm升降量，实现了上楔块在竖直方向的单向移动，保证装置的平稳升降，同时也减少了垂向锁紧跑动量。
5.本实用新型的技术方案为：
6.一种大升程高稳定精密楔形调整机构，其特征在于，包括底板1、竖向导轨2、下楔块3、上楔块4和长螺杆6；其中
7.所述底板1上设有一凹槽，所述竖向导轨2的底部固定连接于所述凹槽内；
8.所述竖向导轨2底端左右两侧面分别有一通孔，所述下楔块3穿过该通孔并可左右移动；所述上楔块4置于竖向导轨2中，通过左右移动所述下楔块3调整所述上楔块4在所述竖向导轨2内上下移动；所述上楔块4的下端面为与所述下楔块3的上楔面匹配的平行斜面；所述上楔块4的上端面用于与垂动板接触；
9.所述凹槽的左右两侧面分别有一螺纹孔，用于螺杆穿过所述螺纹孔调整所述下楔块3左右移动以及顶紧所述下楔块3；
10.所述长螺杆6用于当所述下楔块3移动到最终位置时，穿过垂动板、上楔块4、下楔块3和底板1后与大升程高稳定精密楔形调整机构所放置的平面连接固定。
11.进一步的，两所述通孔的底面均为水平结构，靠近所述下楔块3的上楔面最高点处
的所述通孔的顶面为水平结构，靠近所述下楔块3的上楔面最低点处的所述通孔的顶面为与所述上楔面匹配的楔形结构。
12.进一步的，所述上楔块4的上端面经过一球碗5与垂动板接触；其中，所述球碗5的底面为凹弧形结构，所述上楔块4的上端面为与球碗5匹配的凸弧形结构；所述球碗5的顶面为平面，用于与所述垂动板接触；所述长螺杆6用于当所述下楔块3移动到最终位置时，穿过垂动板、球碗5、上楔块4、下楔块3和底板1后与大升程高稳定精密楔形调整机构所放置的平面连接固定。
13.进一步的，所述上楔块4的轴线方向、所述球碗5的轴线方向分别设有用于所述长螺杆穿过的通孔，所述下楔块3中间设有用于所述长螺杆穿过的双u形通孔。
14.进一步的，所述凹槽的前后两侧面分别有若干个螺纹孔，螺杆穿过所述螺纹孔顶紧所述下楔块3。
15.进一步的，所述下楔块3的楔角为8
°
自锁角。
16.进一步的，所述凹槽为矩形凹槽，所述矩形凹槽的两个短侧边和所述底板1上分别设有多个通孔，用来与待固定设备进行固定。
17.进一步的，所述下楔块3的上楔面与底面的平面度为0.005、粗糙度为0.8。
18.进一步的，所述下楔块3的前后侧面粗糙度为0.8。
19.进一步的，所述上楔块4的下端面与顶面粗糙度为0.8，所述上楔块4的下端面平面度为0.005。
20.本实用新型的特点包括：
21.1、通过竖向导轨来导向上楔块在竖直方向移动方法的提出。
22.2、上楔块顶部加装球碗，可以根据设备支撑底面的平行度改变自身倾角。
23.3、配有贯穿该调整机构的长螺杆，保证了结构紧凑。
24.4、通过下楔块左右两侧的两个螺栓对顶调节下楔块的位移，进而使上楔块沿竖直方向移动，将下楔块的水平位移转化为上楔块的竖直位移，实现连续稳定的调节高程。
25.5、上下楔块楔角相同，均为20
°
，当下楔块沿水平方向移动
±
30mm时，上楔块升降量为
±
10mm。
26.本实用新型的优点如下：
27.1、本实用新型利用同20
°
楔角上下楔块的滑动，将水平位移转化为竖直位移，实现了
±
10mm的大升降量。
28.2、本实用新型不同于普通楔形调整机构，利用一根贯穿设备和调整机构各零件的长螺杆实现互相紧固，保证了机构的结构紧凑，稳定性提高。
29.3、本实用新型的竖向导轨保证了上楔块只有沿竖直方向的自由度，当下楔块移动相当的位移时上楔块也总是对应上下移动相应的距离，保证设备的平稳升降，提高了调整精度，减小了锁紧跑动量。
30.4、本实用新型中的球碗依据设备要支撑的底面平行度，可以围绕上楔块弧面倾斜，减小了对调整机构的压力。
31.5、本实用新型通过两个螺栓来互顶下楔块就可以达到调节高程的目的，可以大幅度降低操作工人的劳动强度，极大地提高设备的高程调节效率。
32.高能同步辐射光源项目储存环四级、六级和八级铁的机械中心高差较大，即使通
过在磁铁底部加底座或者垫片的方式将低处的磁铁抬高至与高处磁铁的机械中心大致等高，也仍需要加装一种高程精密调整机构精调磁铁来保证达到准直精度。该调整机构主要用于加速器需要大升降量的设备支撑，要求调节量大、稳定性高、结构简单、空间紧凑、造价低廉，需要准直系统做出标准结构设计。
附图说明
33.图1为普通螺纹调整机构。
34.图2为大升程高稳定精密楔形调整机构正视图。
35.图3为大升程高稳定精密楔形调整机构俯视图。
36.图4为大升程高稳定精密楔形调整机构示意图。
37.图5为下楔块；
38.(a)为纵截面图，(b)为横截面图。
39.图6为上楔块。
40.其中，1-底板，2-竖向导轨，3-下楔块，4-上楔块，5-球碗，6-长螺杆；11-第一螺母，12-第二螺母，13-第三螺母，14-垂动板。
具体实施方式
41.下面结合附图对本实用新型进行进一步详细描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
42.本实用新型的大升程高稳定精密楔形调整机构的底板中间挖有矩形凹槽，两个短侧边和底面上共有12个通孔，用来与待固定设备进行固定。竖向导轨通过4个螺栓固定于底板凹槽中间位置，竖向导轨靠近底板长边的两个侧面分别有2个螺纹孔，共4个螺杆用于沿横向顶紧下楔块，底板的两个短侧边分别有1个螺纹孔，共2个螺杆用于沿纵向顶紧下楔块。竖向导轨底端左右两侧面分别有一矩形通孔，下楔块可以穿过该矩形通孔左右移动，两个通孔的底面均为水平结构，靠近下楔块上楔面最高点处的矩形通孔的顶面为水平结构，靠近上楔面最低点处的矩形通孔的顶面为与该上楔面匹配的楔形结构，楔形结构的楔角与下楔块的楔角相同，是为了增强竖向导轨结构的刚性。上楔块置于竖向导轨中，上楔块的下端面为与下楔块上端斜面相配合的平行斜面，上端面为半径60mm的凸弧形结构，与球碗相配合。球碗底面为凹弧形结构，与上楔块上端面相配合，顶面为平面，球碗顶面与要支撑的垂动板直接接触，当垂动板没调到水平时，可以通过球碗的倾斜来缓解对该调整机构的压力。当下楔块移动到最终位置时，穿过垂动板的长螺杆同时穿过球碗、上楔块、下楔块和底板，最终拧紧在该调整机构放置的平面上，实现该机构各个零件间的紧贴固定，同时将该机构与要支撑的垂动板、用以放置该机构的平面都连接固定，保证该调整机构的下楔块移动时，只发生上楔块沿竖直方向的移动，没有其他自由度的干扰，机构的稳定性得以增强。其中上楔块和球碗轴线方向分别设有直径18mm的通孔，下楔块中间设有双u形长通孔，如图6，无论下楔块沿左右移动到任何位置，长螺杆都能穿过下楔块长通孔实现零件间紧固。底板的左右两侧上设有螺纹孔，调节细牙螺杆的外螺纹与螺纹孔相配合，调节螺杆的一端穿过螺纹孔紧顶于下楔块的左右端面，当下楔块位移量为30mm时，上楔块在竖向导轨内沿竖直方向的升降量为10mm。相同20
°
楔角的上下楔块进行组合，变化下楔块沿水平方向的位置使上楔
块沿竖向导轨上下移动，将水平位移转化为竖直位移，实现连续稳定的调节高程。
43.通过本实用新型的实施，可以实现对所支撑的磁铁或者其他零部件实际所需高度进行大升降量的平稳调节，直至调整到实际所需高度；同时通过该调整机构的应用，只需通过两个螺栓来互顶下楔块就可以达到调节高程的目的，可以大幅度降低操作工人的劳动强度，极大地提高设备的高程调节效率，可以应用在诸多需要大升降量的设备支撑上。
44.本实用新型中的上下楔块的楔角可以改为8
°
自锁角，此角度下接触斜面由于摩擦角产生自锁作用，使上下楔块连接紧固，同时升降量变为
±
5mm，即为8
°
楔角
±
5mm升降量自锁高稳精密调整机构。
45.下楔块斜面与底面的平面度0.005，粗糙度0.8；前后侧面粗糙度0.8。
46.上楔块斜面与顶面粗糙度0.8，斜面平面度0.005。
47.尽管为说明目的公开了本实用新型的具体实施例，其目的在于帮助理解本实用新型的内容并据以实施，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于最佳实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。