CN1005092B - 油马达驱动的容器封头无胎旋压机 - Google Patents

Abstract

一种供加工容器封头的无胎旋压机，用油马达作为主轴和成型辊的驱动动力，主轴和成型辊的同步控制应用液压传动恒功率调速同步控制系统，成型辊的摆动采用结构简单、刚度好的液压缸进给的摇杆机构，从而大大提高了旋压机的加工性能和工作效率，经济效益十分显著。

Description

油马达驱动的容器封头无胎旋压机

本发明属于压制金属成型的旋压机，

本发明与容器封头无胎旋压机有关，长期以来人们需要一种能够加工容器封头的专门设备，这种专门设备即容器封头无胎旋压机在国外已成功的用于工业生产，例如西德莱菲尔德（LEFELD）公司的BOD卧式无胎旋压机。（见图4）该已有技术是采用直流电机经变速箱驱动主轴旋转，在主轴的对面有顶紧尾座，可将工件顶紧在主轴上，使工件绕主轴一尾座轴线旋转，成形辊也是采用直流电机经变速箱驱动其旋转，用丝杠、滑块、摆杆机构，使成形辊在旋压过程中摆动。旋压辊是按照液压仿形机构规定的轨迹运动的，在加工过程中，旋压辊和成形辊相互配合，将平面圆形板坯逐渐旋压出所需要的封头形状。该已有技术中，主轴和成形辊的旋转都是主动的，是工件旋转的驱动力，这样就要求主轴和成形辊在工件啮合点处产生的线速度必须相同。否则就在成形辊和工件之间产生相对滑移。为使二者同步，西德莱菲尔德（LEIFELD）公司的BOD卧式无胎旋压机上，主轴和成形辊采用直流电机驱动，用测速电机测量转速进行电反馈控制主轴和成形辊的转速使得二者同步。但是这种方法只能使二者近似同步，主要原因在于在成形辊的曲面上啮合点在旋压过程中是变化的，测速电机不能反应这种变化，所以在成形辊的变速机构中装有一个超越离合器，用来补偿这种不足。但如果调整不好，在成形辊和工件之间将产生相对滑移，轻者成形辊磨损和工件内表面擦伤，严重时主轴和成形辊的驱动电机因过载而损坏，另外这种同步控制系统结构复杂调整困难。同时在已有技术中，容器封头无胎旋压机成形辊的摆动是用滑块、丝杠、摇杆机构，因考虑到旋压小规格封头的需要和结构刚度等因素，滑块的导轨延伸到主轴附近，这样在旋压大规格封头时，封头的深度就受到了限制，因而不能加工大规格深封头。

本发明的目的在于：用液压油马达驱动旋压机的主轴和成形辊旋转，采用液压传动恒功率调速同步控制使主轴和成形辊的转速同步，从而避免了成形辊和工件之间产生的相对滑移、防止成形辊严重磨损和工件内表面擦伤及主轴和成形辊的驱动电机因过载而损坏。同时，用液压缸使成形辊摆动，增大了被加工封头的深度和尺寸。

所提供的这种油马达驱动的容器封头无胎旋压机可以克服上述不足之处。这种新式容器封头无胎旋压机包括立式封闭框架、顶紧缸部件，旋压辊和主轴变速箱部件等组成。其要点是：可用液压油马达作为主轴和成形辊的驱动力，主轴和成形辊的同步控制可采用液压恒功率同步系统，这种控制系统比现有技术简单可靠。确保主轴和成形辊在旋压过程中任何瞬时、任何啮合点上的转速同步，因而使旋压机在旋压过程中发挥出最大的工作效率。成形辊的摇杆是一个能够伸长或缩短的液压缸部件，液压缸缸体底部通过铰链可与相架相连，活塞杆端部通过铰链和成形辊变速箱部件相连。成形辊的摇杆也可以调整长短，摇杆的一端可与成形辊变速箱部件刚性连接。另一端通过铰链和主轴中心线上的定点相连。成型辊的变速箱部件夹在下梁的二侧板之间的滑动平面付内，因此，成型辊在液压缸的驱动下，随摇杆绕定点在下梁的二侧板之间的平面滑动付中作平面摆动;在旋制不同规格的封头时，需要调整定点A，摇杆及液压缸的进油量，就可以旋压各种规格的封头，而且封头的大圆弧部分也在旋压机上旋出，即用一道工序就将平面圆形板坯旋压成容器封头。

附图说明及实例：

图1、表示油马达驱动封头无胎旋压机纵向截面图。

图2、表示液压恒功率调速同步控制系统原理图。

图3、成形辊摆动一摇杆机构。

图4、BOD卧式无胎旋压机。

油马达驱动封头无胎旋压机（见图1）由闭式框型机架（1）顶紧缸（2），旋压辊部件（3），成形辊变速箱部件（4）和主轴箱变速箱部件（5）组成。

闭式框型机架（1）由钢板焊接结构的上梁（6），下梁（7）。侧拉板（8），立柱（9）、机座（10）等部分组成。

顶紧缸部件（2）在上梁（6）上、固定在上梁（6）上的顶紧油缸（18）和主轴（12）在同一轴线上。工作时，顶紧油缸（18）把平面圆形板坯（11）顶紧在主轴（12）上。

旋压辊（13）靠液压仿形缸（14）对平面圆形板坯加压，靠横向行走液压缸（15）拉动装有液压仿形缸的滑块（16）进行横向运动，其运动轨迹由液压仿形机构（图上未画出）来决定，旋压辊的旋转是从动的。

本实施例油马达驱动封头无胎的旋压机主轴（12）和成形辊（17）均由液压油马达驱动其旋转，为使主轴和成形辊的转速同步，采用液压恒功率调整同步控制二者的转速，液压恒功率调速同步控制系统（见图2）它由二个独立的液压＊功率调速系统组成;一个是由电机-恒功率变量泵（22），通过控制单元（23）（控制油马达（24）旋转或止动），压力调节单元（25）、油马达（24）和主轴变速箱部件（5）组成主轴旋转液压恒功率调速系统。另一个是由电机一恒功率变量泵（26），通过控制单元（27）（控制油马达（28）旋转或止动），压力调节单元（29）、油马达928）和成形辊变速箱部件（4）组成成形辊旋转液压恒功率调速系统。主轴和成形辊的旋转各由自己的液压系统来驱动，都是主动的，在封头旋压成形过程中，板坯的速转是依靠主轴和成形辊的旋转共同驱动的。因此要求主轴和成形辊的转速使板坯旋转在啮合点B上产生的线速度必须同步，否则在成形辊和板坯间将有相对滑移，使成形辊磨损加快或板坯内表面划伤。现在主轴和成形辊的旋转都采用液压恒功率调速系统，就能够在封头旋压成形过程中使其二者在啮合点B上产生的线速度始终保持同步。在正常工作情况下，啮合点B点的线速度同步，这时板坯成形的变形功率等于主轴输出的功率加成形辊输出的功率。如果某一瞬时主轴和成形辊使板坯旋转在啮合点B上产生的线速度不同步，假如主轴产生的线速度快，成形辊产生的线速度慢，则主轴在B点承载变形力增加，即主轴力矩增加，其要求油马达（24）输出力矩增加，油马达（24）就要求主轴液压系统中液体压力增加，液体压力增加就通过图中虚线回路反馈给油泵（22），因油泵是恒功率变量泵，液体压力增加，输出流量减少，流量减少使油马达（22）转速下降，即主轴转速下降，使B点的线速度由快减慢，而成形辊产生的线速度慢，则成形辊在B点承载变形力减小，即其驱动力矩减小，油马达（28）输出力矩减小，成形辊液压系统中液体压力下降，液体压力下降通过图中虚线回路反馈给油泵（26），因油泵是恒功率变量泵，液体压力下降，输出流量增加，流量增加使油马达（28）转速增加，即成形辊转速增加，使成形辊上B点的线速度由慢变快，这样快者减慢，缓者加快，直到二者线速度达到同步，这种应用力反馈控制原理的液压恒功率同步调速系统比现有技术使用的电反馈系统简单，可靠，并保证在＊压过程中任何瞬时、任意啮合点上确保主轴和成形辊转速同步。

成形辊的摆动采用＊压缸进给的摇杆机构，（见图3）这个机构主要由铰链A、C、（19）、摇杆（20）、成形辊变速箱部件（4）、油缸（21）组成，B点为旋压封头大圆弧部分时成形辊和板坯的啮合点。铰链A位于主轴中心线的下部，可沿中心线上下调整，摇杆（20）也可以调整长短，二者配合可改变铰链A到主轴顶点和啮合点B点的距离来旋压不同大圆弧尺寸的封头。摇杆（20）和成形辊变速箱部件（4）刚性联接，所以在原理上可简以成ABC刚性三角块，成形辊变速箱部件（4）夹在下梁的两侧板之间的滑动平面付内，（图上未画出）油缸（21）的活塞杆端部通过铰链C和成形辊变速箱部件（4）联接，油缸缸体底部通过铰链（19）和机架相联，当油缸下腔进油时，活塞杆推动C使三角块ABC绕铰链A点摆动，使B点绕A点作一圆弧运动，回到主轴中心线附近。如果油缸上腔进油，活塞杆缩回，就拉动C点使三角块ABC绕A点向外摆动，B点也就以A点为圆心向外作圆弧运动，当旋压辊和成形辊同时由主轴中心线附近向外作圆弧运动，则可旋压出封头的大圆弧部分。这种液压缸送给的摇杆机构，取消了滑块、导轨和丝杠，所以旋压大规＊封头时，同样可以旋制深封头，而且这种机构比已有技术结构简单，刚性好。

油马达封头无胎旋压机加工的封头是平面圆形板坯一次旋压成形的，首先将板坯放在主轴上，定心之后，顶紧油缸（18）使顶杆向下运动顶紧板坯，此时成形辊和旋压辊在靠近主轴的虚线位置，启动主轴和成形辊的液压油马达，使主轴一成形辊、板坯一起旋转，旋压辊对旋转的板坯加压开始旋压，而板坯内部有成形辊支承，故旋转的平面圆形板坯产生以局部弯曲为主的塑性变形，旋压辊和成形辊向外运动（旋压辊由仿形缸和横向＊缸靠仿形机构控制运动轨迹，成形辊由液压缸推动摇杆向外摆动），就使板坯旋压出封头大圆弧部分，小圆弧部分靠成形辊的轮廓曲线内部支撑需旋压辊往复摆动几次，才能最终成形。不同规格的封头可用成形辊行走机构的调节和更换工具（成形辊和旋压辊）来实现。

由此可见，发明的油马达驱动的封头无胎旋压机，改变了用电机作驱动力的传统方式，而用油马达作为主轴和成型辊的驱动动力，用液压传动恒功率调整同步控制系统控制主轴和成型辊转速同步，成型辊的摆动采用结构简单，刚度好的液压缸进给的摇杆机构，因而这种用油马达驱动的封头无胎旋压机大大提高了旋压机的加工性能和工作效率，用这种设备生产的容器封头与在液压机上热压成型工艺相比，设备投资可节省3/4，工具费节省3/4，产品成本费可降低1/4～1/3。经济效益十分显著。

Claims (4)

1、油马达驱动的封头无胎旋压机，包括闭式框型机架，顶紧缸部件，旋压辊，成形辊和主轴变速箱部件等所组成，成形辊随摇杆绕一可调铰链在下梁两侧之间的滑动付中作平面摆动，其特征在于：成形辊的平面摆动是在液压缸的作用下完成的，主轴和成形辊的旋转均由液压油马达驱动，应用力反馈控制原理的液压传动恒功率调速同步控制系统使主轴和成形辊的转速同步。

2、按权利要求1所述的油马达驱动的封头无胎旋压机，其特征在于：液压传动恒功率调速同步控制系统由二个独立的液压恒功率系统组成：一个是由电机-恒功率变量泵（22），通过控制单元（23）（控制油马达（24）旋转或止动），压力调节单元（25）、油马达（24）和主轴变速箱部件（5）组成主轴旋转液压恒功率调速系统。另一个由电机一恒功率变量泵（26），通过控制单元（27）（控制油马达（28）旋转或止动），压力调节单元（29）、油马达（28）和成形辊变速箱部件（4）组成成形辊旋转液压恒功率调整系统。

3、按权利要求1或2所述的油马达驱动的封头无胎旋压机，其特征在于成形辊的摆杆是一个可以伸长或缩短的液压缸部件，其两端是铰链结构，油缸缸体底部通过铰链和机架相联，活塞杆端部通过铰链和成形辊变速箱体相联。

4、按权利要求1或2所述的油马达驱动的容器封头无胎旋压机，其特征在于成形辊的插杆是一个可以调整长短的杆件，其一端通过铰链和主轴箱中心线上滑块的一个定点相联，这个滑块的定点可在主轴中心线上上下调整。

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