CN102319785A - 单动式长度可变连杆及曲柄连杆传动机构 - Google Patents

Abstract

一种单动式长度可变连杆及曲柄连杆传动机构，它包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装导向气缸，导向气缸导向板通过螺钉固定在外连杆，导向气缸壁上设置的导向孔与导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆与垫块固定；外连杆上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板将导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆连接，使得对于连杆长度的调节更加方便快速，电气控制更加容易；实现可变连杆的长度在初始位置、中间位置和打击位置三个位置的调整，从而使得该种结构的可变连杆应用更加广泛。

Description

单动式长度可变连杆及曲柄连杆传动机构

技术领域

本发明涉及一种数控转塔冲床，尤其涉及一种单动式长度可变连杆及曲柄连杆传动机构。

背景技术

数控转塔冲床是金属板材冲压加工的关键设备，根据主传动方式的不同可以分为机械式，液压式，伺服主传动式。其中机械式和伺服主传动式可以采用曲柄连杆机构将电机带动曲轴的旋转运动转变为连杆的往复直线运动。

伺服主传动机构将传统的曲柄连杆传动机构中的连杆设置成嵌入式可以伸缩的内、外连杆，分别与下支座和上支座呈刚性连接，下支座和上支座之间由升降气缸相连；外连杆上安装了平移气缸，平移气缸的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块相连接。升降气缸将内、外连杆顶开，内、外连杆中的可以移动的垫块由平移气缸推入内、外连杆的间隙中，可以增加连杆的长度；反之，可以缩短连杆的长度。

一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，如图7所示包括曲轴1、连杆，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆4和外连杆9组成，内连杆4和外连杆9分别与下支座6和上支座8呈刚性连接，下支座6和上支座8之间由升降气缸7相连；外连杆9上安装了平移气缸2，平移气缸2的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块3相连接。内连杆4嵌入外连杆9中，呈滑动配合连接结构。下支座6和上支座8分别与内连杆4和外连杆9螺接紧固连接，下支座6和上支座8由分布在内连杆4和外连杆9两侧的对称的部件构成。升降气缸7由分布在外连杆9两侧的对称的气缸部件构成。每个气缸的活塞杆各连接一个垫块3。可以移动的垫块3安装在内连杆4和外连杆9连接端面的空腔之中，由两块相同结构的金属块组成。内连杆端部的销轴5与滑块14相连构成动力输出端。可以与工作机构相连。

图7表示了连杆长度可变装置的主要结构。内连杆4安装配合于外连杆9中，两者可随升降气缸7的动作上下相对运动，三者由上支座8与下支座6连接。平移气缸2的缸体固定在外连杆9两侧，其活塞杆端部连接垫块3。连杆长度即为曲轴1与销轴5的中心距离，图示为连杆缩短状态，改变连杆为伸长状态时，首先控制升降气缸7活塞杆伸出，内连杆4随之下降，其上顶面与外连杆9形成空位，然后平移气缸2将垫块3推入该空位，最后升降气缸7活塞杆缩回，消除垫块3上下表面的间隙。

虽然这种由升降气缸、平移气缸、内外连杆嵌套结构组成的主传动机构相对于传统机械式主传动机构能够起到节约能源，降低噪音等作用，但是在实现换模位置和打击位置的互换时，需要升降气缸、平移气缸依次动作，两者的时间要相互匹配。在实际的电气控制过程中，为了保证两组气缸到位，需要留出相对长的时间，这样累积下来会使总体控制时间延长；同时需要控制四个气缸的动作，电气控制复杂，不利于安装和维护。并且该种由升降气缸、平移气缸，内外连杆嵌套组成的机构只能实现最高位置和最低位置两个位置，无法提供稳定的介于最高位置和最低位置的中间位置。

发明内容

本发明针对已有技术存在的不足，提供一种性能稳定，调整与维修简易，而且其工作效率高，噪音小的连杆长度可以实现三种固定位置的曲柄连杆传动机构。

本发明所采用的技术措施是：一种单动式长度可变连杆，它包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装导向气缸，导向气缸导向板与外连杆通过螺钉固定，导向气缸壁上设置的导向孔与导向气缸导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆与垫块固定；外连杆上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板将导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆连接。

本方案的具体特点还有，在外连杆上设置套装有压缩弹簧的螺钉，内连杆上固定弹簧支撑块，压缩弹簧在弹簧支撑块与螺钉之间伸缩。弹簧力可以支撑新型内连杆、销轴、滑块以及打击头的重量。

在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板是指在内连杆、垫块上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承，销钉的一端插入无油轴承内并自由转动，另一端通过过盈配合与连接板固定连接。

在外连杆上固定导向板。为防止连接板与内外连杆脱离，在外连杆上增加并固定导向板对连接板进行导向和限位；

一种曲柄连杆传动机构，它包括曲轴以及与之连接的单动式长度可变连杆，其特征是所述单动式长度可变连杆包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装导向气缸，导向气缸导向板与外连杆通过螺钉固定，导向气缸壁上设置的导向孔与导向气缸导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆与垫块固定；外连杆上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板将导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆连接。

本方案的具体特点还有，在外连杆上设置套装有压缩弹簧的螺钉，内连杆上固定弹簧支撑块，压缩弹簧在弹簧支撑块与螺钉之间伸缩。弹簧力可以支撑新型内连杆、销轴、滑块以及打击头的重量。

在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板是指在内连杆、垫块上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承，销钉的一端插入无油轴承内并自由转动，另一端通过过盈配合与连接板固定连接。

为防止连接板与内外连杆脱离，在外连杆上增加并固定导向板对连接板进行导向和限位；

本发明的有益效果是，单动式长度可变连杆通过采用“曲柄滑块”式机械结构，可以实现打击头在初始位置、中间位置以及打击位置三种不同工况下的连杆长度。三种位置可以通过“曲柄滑块机构”、导向气缸和短行程气缸实现，导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆通过连接板刚性连接，短行程气缸和导向气缸导向板与外连杆固定。如图2所示：短行程气缸处于收缩状态导向气缸处于伸出状态时，内连杆上表面与外连杆的下表面保持接触，两者距离最短，可变连杆的长度是处于初始位置时的长度；如图3所示：短行程气缸活塞杆移动固定距离，导向气缸仍处于伸出状态，短行程气缸活塞杆带动导向气缸及垫块整体平移，内连杆下移，可变连杆的长度是处于中间位置时的长度；如图4所示：短行程气缸活塞杆收缩并且位置锁紧，导向气缸活塞杆收缩使得垫块上、下表面分别与外连杆下表面内连杆上表面刚性接触，可变连杆的长度是处于打击位置时的长度。使得对于连杆长度的调节更加方便快速，只用一个气缸就可以实现初始位置和打击位置两种长度的调节，从而省去了图7结构中两组气缸的匹配时间，电气控制更加容易；通过一个短行程气缸与一个导向气缸配合动作可以实现可变连杆的长度在初始位置、中间位置和打击位置三个位置的调整，从而使得该种结构的可变连杆应用更加广泛。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细地描述。

图1为新型连杆长度可变伺服驱动系统的左视图。图2为图1中局部视图A所示新型连杆长度可变结构处于初始位置长度时的剖面示意图。图3为图1中局部视图A所示新型连杆长度可变结构处于中间位置长度时的剖面示意图。图4为图1中局部视图A所示新型连杆长度可变结构处于打击位置长度时的剖面示意图。图5为图1中局部视图A所示新型连杆长度可变结构处于打击位置长度时的示意图。图6为新型连杆长度可变伺服驱动系统的主视图。图7为升降气缸、平移气缸驱动下连杆长度可变装置的剖面图。

图中：1—曲轴，2—平移气缸，3—垫块，4—内连杆，5—销轴，6—下支座，7—升降气缸，8—上支座，9—外连杆，10—中间轴承，11—导向气缸导向板，12—导向气缸活塞杆，13—导向气缸缸体，14—连接板，15—短行程气缸活塞杆，16—短行程气缸缸体，17—伺服电机，18—垫片，19—压缩弹簧，20—螺钉，21—弹簧支撑块，22—减速机，23—滑块套，24—无油轴承，25—连接板，26—导向板，27—销钉， 28—滑块，29—导套，30—打击头，31—箱体。

具体实施方式

实施例1：单动式长度可变连杆机构。

一种单动式长度可变连杆，它包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆4和外连杆9，在外连杆9上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块3；在内连杆4和垫块3的两侧分别设置有将内连杆4和垫块3铰接在一起的连接板25；外连杆9上安装导向气缸，导向气缸导向板11与外连杆9通过螺钉固定，导向气缸壁上设置的导向孔与导向气缸导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆12与垫块3固定；外连杆9上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板14将导向气缸缸体13与短行程气缸活塞杆15连接。

本方案的具体特点还有，在外连杆9上设置套装有压缩弹簧19的螺钉20，内连杆4上固定弹簧支撑块21，压缩弹簧19在弹簧支撑块21与螺钉20之间伸缩。弹簧力可以支撑新型内连杆4、销轴5、滑块28以及打击头30的重量。

在内连杆4和垫块3的两侧分别设置有将内连杆4和垫块3铰接在一起的连接板25是指在内连杆4、垫块3上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承24，销钉27的一端插入无油轴承24内并自由转动，另一端通过过盈配合与连接板25固定连接。为防止连接板25与内外连杆脱离，在外连杆9上增加并固定导向板26对连接板25进行导向和限位；

该种单动式长度可变连杆可以实现初始位置、中间位置以及打击位置三种不同工况下的连杆长度。三种位置可以通过“曲柄滑块机构”、导向气缸和短行程气缸实现，导向气缸缸体13与短行程气缸活塞杆15通过连接板14刚性连接，短行程气缸缸体16和导向气缸导向板11与外连杆9固定。 如图2所示：短行程气缸处于收缩状态导向气缸处于伸出状态时，内连杆4上表面与外连杆9的下表面保持接触，两者距离最短，可变连杆的长度是处于初始位置时的长度；如图3所示：短行程气缸活塞杆15移动固定距离，导向气缸保持伸出状态，短行程气缸带动导向气缸及垫块3整体平移，内连杆4下移，可变连杆的长度是处于中间位置时的长度；如图4所示：短行程气缸活塞杆15收缩并且位置锁紧，导向气缸活塞杆12收缩使得垫块3上下表面分别与外连杆9下表面内连杆4上表面刚性接触，可变连杆的长度是处于打击位置时的长度。

实施例2：单动式连杆长度可变的曲柄连杆传动机构。

本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于，它是一种曲柄连杆传动机构，它包括曲轴以及与之连接的单动式长度可变连杆。

如图1、6所示，曲轴1、单动式长度可变连杆、销轴5、滑块28以及打击头30位于箱体31内。伺服电机17通过减速机22带动曲轴1转动，并通过该曲柄连杆机构可将曲轴1的转动转变为滑块28在导套29中的往复运动。通过单动式可变连杆的机构，可以方便的实现打击头三种不同的高度，分别为：初始位置、中间位置和打击位置。在连杆长度调整到初始位置的长度时，可以方便的对模具进行更换；在连杆长度调整到中间位置的长度时，打击头位于中间高度；在连杆长度调整到打击位置的长度时，打击头将模具压紧进行打击动作。

Claims (8)

1.一种单动式长度可变连杆，它包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装导向气缸，导向气缸导向板通过螺钉固定在外连杆，导向气缸壁上设置的导向孔与导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆与垫块固定；外连杆上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板将导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆连接。

2.根据权利要求1所述的单动式长度可变连杆，其特征是在外连杆上设置套装有压缩弹簧的螺钉，内连杆上固定弹簧支撑块，压缩弹簧在弹簧支撑块与螺钉之间伸缩。

3.根据权利要求1所述的单动式长度可变连杆，其特征是在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板是指在内连杆、垫块上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承，销钉的一端插入无油轴承内并自由转动，另一端通过过盈配合与连接板固定连接。

4.根据权利要求1所述单动式长度可变连杆，其特征是在外连杆上固定导向板。

5.一种曲柄连杆传动机构，它包括曲轴以及与之连接的单动式长度可变连杆，其特征是所述单动式长度可变连杆包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装导向气缸，导向气缸导向板与外连杆通过螺钉固定，导向气缸壁上设置的导向孔与导向气缸导向板上的导向短轴滑配，导向气缸活塞杆与垫块固定；外连杆上位于导向气缸下方安装有短行程气缸，连接板将导向气缸缸体与短行程气缸活塞杆连接。

6.根据权利要求5所述曲柄连杆传动机构，其特征是在外连杆上设置套装有压缩弹簧的螺钉，内连杆上固定弹簧支撑块，压缩弹簧在弹簧支撑块与螺钉之间伸缩。

7.根据权利要求5所述曲柄连杆传动机构，其特征是在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板是指在内连杆、垫块上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承，销钉的一端插入无油轴承内并自由转动，另一端通过过盈配合与连接板固定连接。

8.根据权利要求5所述曲柄连杆传动机构，其特征是在外连杆上固定导向板。

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