CN102423919A - 连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了压力机领域内的一种连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，包括与主驱动机构传动连接的曲轴，曲轴由两端的主支承轴段和位于主支承轴段之间的主偏心轴段组成，主支承轴段可转动地支承在机架上，主偏心轴段与连杆上端配合安装，连杆下端经销轴与压力机滑块相连；销轴由两端的辅支承轴段和辅支承轴段之间的辅偏心轴段组成，辅支承轴段可转动地支承在滑块上，辅偏心轴段与连杆下端可转动地相连接；销轴一端设有可驱动销轴转动的辅驱动机构；销轴与滑块之间设有锁定机构。该装置可减小滑块运动的空的行程，工作时，曲轴可作全圆周运动，主偏心轴段的偏心距可以减小，可明显减小曲柄的转动惯量，达到降低能耗的效果。

Description

连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构
技术领域
本发明涉及一种压力机的传动机构，特别涉及一种压力机的主传动机构。
背景技术
现有技术中的数控转塔冲床，作为冲压动力的主传动部件，采用曲柄连杆机构，其结构包括曲轴，曲轴上设有偏心轴，该偏心轴即为所述曲柄连杆机构中的曲柄，动力源由装在曲轴两端或一端的伺服电机提供，也可以是传统的三相异步电动机；连杆的一端装在曲轴的偏心轴处，另一端通过销轴与滑块相连。滑块的行程也即上死点与下死点之间的距离，是由上下模之间的距离+入模量+打击头在上模模柄以上的安全运动空间决定。现有技术中数控转塔冲床的滑块的行程一般都在32mm以上。这也就决定了偏心轴的偏心需在16 mm以上（滑块行程s=2e）。而冲压板材并不需要如此大的行程，以加工6mm板材计，仅为10mm左右（s行=板材厚度+入模量+上模下平面与板材上平面间的距离）。为此，电伺服主传动部件设置预压点冲压，控制曲轴的转动角度，曲轴在一定角度范围内来回摆动，电机需要不停的加减速和正反向换向，要达到高的冲压频次，就需要更大的加速度，这样，所需瞬间电流较大，不利于节能降耗。另外，曲轴的偏心距大，导致曲柄连杆机构的转动惯量大，与之匹配的电机惯量增大，不仅使能耗加大，电机的动态响应性能也会降低。最终影响加工速度、能耗和精度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，使其不仅转动惯量减小，而且电机工作时可按所需速度整圈旋转，不需要频繁加减速和换向，工作频率更高，主传动系统性能更稳定可靠。
本发明的目的是这样实现的：一种连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，包括与主驱动机构传动连接的曲轴，所述曲轴由两端的主支承轴段和位于主支承轴段之间的主偏心轴段组成，所述主支承轴段可转动地支承在机架上，主偏心轴段与连杆上端配合安装，连杆下端经销轴与压力机滑块相连；所述销轴由两端的辅支承轴段和辅支承轴段之间的辅偏心轴段组成，所述辅支承轴段可转动地支承在滑块上，辅偏心轴段与连杆下端可转动地相连接；所述销轴一端设有可驱动销轴转动的辅驱动机构；所述销轴与滑块之间设有锁定机构。
本发明中，辅驱动机构可驱动销轴转动位置，使辅偏心轴段的偏心位置与连杆下端发生相对转动，从而带动滑块向上或向下移动一定距离，机床不工作或者换模时，销轴的辅偏心轴段位于下侧位置，机床在选用同一模具冲孔时，销轴可转动并改变连杆的有效长度，当销轴转动180°后，连杆有效长度增长了两倍辅偏心轴段的偏心距离。其有益效果在于：该技术方案可以减小滑块运动的空的行程，工作时，曲轴可以作全圆周运动，无需依靠主驱动机构的频繁加减速、换向来进行工件加工，同时，其增加了连杆有效长度的可调范围，使得主偏心轴段的偏心距可以减小，可明显减小曲柄的转动惯量，达到降低能耗的效果。
作为本发明的进一步改进，所述辅驱动机构包括辅伺服电机、同步带轮和同步带，所述滑块上与销轴一端对应设有支撑板，所述辅伺服电机安装支撑板上，同步带轮设置在销轴一端和辅伺服电机的输出端，同步带绕装在两同步带轮上。该方案通过同步运动，精确控制销轴的转动角度，可以实现自动控制，其调整方便。
作为本发明的进一步改进，所述锁定机构包括气缸和插销，销轴另一端设有至少一道径向凹槽，所述气缸经气缸安装座固定在滑块上，所述插销设置在气缸的活塞杆端部，插销与径向凹槽位置相对应并径向插入任一径向凹槽中。通过改变销轴插入不同的径向凹槽，可改变连杆的有效长度，使其具有更多的选择性。
    为保证辅支承轴段与滑块之间、辅偏心轴段与连杆之间运动顺畅、可靠，可在辅支承轴段与滑块之间、辅偏心轴段与连杆之间分别设有耐磨轴瓦。
作为本发明的优选方案，所述主偏心轴段的偏心距与辅偏心轴的偏心距之比为0.5～2。该比例范围内，曲轴的偏心距较小，同时，销轴的安装、调整比较方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中I的局部放大图。
图3为图1的A向局部放大图。
图4为图1的B向局部放大图。
图5为双伺服电机驱动系统的结构示意图。
图6为单伺服电机驱动系统的结构示意图。
其中，1曲轴， 2连杆 ，3销轴，4滑块，5，主伺服电机， 6曲轴支承机构， 7支撑板， 8、10同步带轮， 9同步带，11导柱，12机架，13气缸，14气缸安装座，15插销 ，16辅伺服电机，17轴瓦，18径向凹槽。
具体实施方式
如图1－4所示，为一种连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，其结构包括与主驱动机构传动连接的曲轴1，主驱动机构可以如图5所示，采用双伺服电机驱动系统，即在曲轴1两端分别设置有主伺服电机5，也可以如图6所示，在曲轴1一端设置主伺服电机5；曲轴1由两端的主支承轴段和位于主支承轴段之间的主偏心轴段组成，主支承轴段经曲轴支承机构6可转动地支承在机架12上，主偏心轴段与连杆2上端配合安装，连杆2下端经销轴3与压力机滑块4相连；该销轴3由两端的辅支承轴段和辅支承轴段之间的辅偏心轴段组成，辅支承轴段可转动地支承在滑块4上，辅偏心轴段与连杆2下端可转动地相连接；销轴3一端设有可驱动销轴3转动的辅驱动机构；该辅驱动机构包括辅伺服电机16、同步带8、10和同步带9，滑块4上与销轴3一端对应设有支撑板7，辅伺服电机16安装支撑板7上，同步带8、10设置在销轴3一端和辅伺服电机16的输出端，同步带9绕装在两同步带8、10上；所述销轴3与滑块4之间设有锁定机构，该锁定机构包括气缸13和插销15，销轴3另一端设有一道径向凹槽18，气缸13经气缸安装座14固定在滑块4上，插销15设置在气缸13的活塞杆端部，插销15与径向凹槽18位置相对应并径向插入径向凹槽18中，径向凹槽18并不局限于一道，也可以在销轴3的端部分布多道；在辅支承轴段与滑块4之间、辅偏心轴段与连杆2之间还分别设有耐磨轴瓦17；本发明中主偏心轴段的偏心距与辅偏心轴的偏心距之比优选为0.5～2。
辅驱动机构可驱动销轴转动位置，使辅偏心轴段的偏心位置与连杆下端发生相对转动，从而带动滑块向上或向下移动一定距离，机床不工作或者换模时，销轴的辅偏心轴段位于下侧位置，机床在选用同一模具冲孔时，销轴可转动并改变连杆的有效长度，当销轴转动180°后，连杆有效长度增长了两倍辅偏心轴段的偏心距离。气缸动作可以驱动插销插入径向凹槽中，以便经销轴的锁定在相应位置。该技术方案可以减小滑块运动的空的行程，工作时，曲轴可以作全圆周运动，无需依靠主驱动机构的频繁加减速、换向来进行工件加工，同时，其增加了连杆有效长度的可调范围，使得主偏心轴段的偏心距可以减小，可明显减小曲柄的转动惯量，达到降低能耗的效果。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，包括与主驱动机构传动连接的曲轴，所述曲轴由两端的主支承轴段和位于主支承轴段之间的主偏心轴段组成，所述主支承轴段可转动地支承在机架上，主偏心轴段与连杆上端配合安装，连杆下端经销轴与压力机滑块相连；其特征在于：所述销轴由两端的辅支承轴段和辅支承轴段之间的辅偏心轴段组成，所述辅支承轴段可转动地支承在滑块上，辅偏心轴段与连杆下端可转动地相连接；所述销轴一端设有可驱动销轴转动的辅驱动机构；所述销轴与滑块之间设有锁定机构。
2.根据权利要求1所述的连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，其特征在于：所述辅驱动机构包括辅伺服电机、同步带轮和同步带，所述滑块上与销轴一端对应设有支撑板，所述辅伺服电机安装支撑板上，同步带轮设置在销轴一端和辅伺服电机的输出端，同步带绕装在两同步带轮上。
3.根据权利要求1或2所述的连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，其特征在于：所述锁定机构包括气缸和插销，销轴另一端设有至少一道径向凹槽，所述气缸经气缸安装座固定在滑块上，所述插销设置在气缸的活塞杆端部，插销与径向凹槽位置相对应并径向插入任一径向凹槽中。
4.根据权利要求1或2所述的连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，其特征在于：所述辅支承轴段与滑块之间、辅偏心轴段与连杆之间分别设有耐磨轴瓦。
5.根据权利要求1或2所述的连杆长度可变的小偏心曲柄连杆传动机构，其特征在于：所述主偏心轴段的偏心距与辅偏心轴的偏心距之比为0.5～2。
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