CN102513589A - 偏心式调整机构以及偏心式剪刃开口度调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够对相应部件的位置进行多级调节的偏心式调整机构。本发明的这种偏心式调整机构具体包括机架、传动机构、第一驱动装置和从动件，所述传动机构铰接在机架上，所述第一驱动装置作用于该传动机构并通过该传动机构带动从动件，所述传动机构是通过偏心轴与机架铰接的，该偏心轴分别与传动机构和机架转动配合，所述机架上安装有可使该偏心轴相对于机架转动或固定的运动控制装置。传动机构可驱动从动件在两种不同的位置间进行转换，从而实现对从动件位置的第一级调节。当从动件处于一定的工作状态后，如果还需要对从动件的位置进行再次调节的话，通过旋转偏心轴使从动件将与传动机构一起运动，从而实现对从动件位置的再次调节。

Description

偏心式调整机构以及偏心式剪刃开口度调整机构

技术领域

本发明涉及一种偏心式调整机构，还涉及一种与该偏心式调整机构具有相同发明构思的偏心式剪刃开口度调整机构。

背景技术

众多的机械设备都涉及到对其中某一部件位置的调整。例如，冶金行业的重型下切式剪切机的上刀架开口度的调整。目前采用剪刃开口度调整机构来进行上刀架开口度的调整。

如图1、2所示，一种已知的剪刃开口度调整机构包括机架1、传动机构2、液压缸401和上刀架301，所述传动机构2由左上曲柄2a、右上曲柄2b、左下连杆2c、右下连杆2d和横向连杆2e组成，其中，所述左上曲柄2a的上端铰接在机架1上，左上曲柄2a的下端通过第一销轴5a与左下连杆2c的上端铰接；所述右上曲柄2b的中部铰接在机架1上，右上曲柄2b的上端与液压缸401的活塞杆铰接，右上曲柄2b的下端则通过第二销轴5b与右下连杆2d上端铰接；所述横向连杆2e的一端通过第一销轴5a分别与左上曲柄2a和左下连杆2c铰接，另一端则通过第二销轴5b分别与右上曲柄2b和右下连杆2d铰接；所述左下连杆2c的下端和右下连杆2d的下端分别与上刀架301铰接。如图1，当液压缸401的活塞杆完全伸出时，上刀架301处于最大开口度，此时剪切机处于轧材通过状态；如图2，当液压缸401的活塞杆完全缩回时，上刀架301处于最小开口度，此时剪切机处于轧材剪切状态。在图2中，上刀架301处于最小开口度，此时，左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线，右上曲柄2b与右下连杆2d也位于同一直线上，整个传动机构2处于由上刀架301无法驱动其运动的自锁状态，防止轧材剪切过程中上刀架301的开口度发生变化。

上述剪刃开口度调整机构的主要局限在于，由于在剪切状态下要求整个传动机构2始终处于由上刀架301无法驱动其运动的自锁状态，而当传动机构2处于该自锁状态时其位置是唯一的(即左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线，同时，右上曲柄2b与右下连杆2d也位于同一直线上)，此时，若待剪切的钢板的厚度较小，就会造成钢板与上刀架301的距离较远，从而导致剪切周期相对更长，且剪切质量降低的问题。总之，上面这种剪刃开口度调整机构无法对上刀架301的开口度提供多级调节，从而降低了剪切机的适用性。

发明内容

本发明首先要提供一种能够对相应部件的位置进行多级调节的偏心式调整机构。

为此，本发明的这种偏心式调整机构具体包括机架、传动机构、第一驱动装置和从动件，所述传动机构铰接在机架上，所述第一驱动装置作用于该传动机构并通过该传动机构带动从动件，所述传动机构是通过偏心轴与机架铰接的，该偏心轴分别与传动机构和机架转动配合，所述机架上安装有可使该偏心轴相对于机架转动或固定的运动控制装置。

上述偏心式调整机构能够实现对其从动件的位置进行多级调节。首先，传动机构可驱动从动件在两种不同的位置间进行转换，从而实现对从动件位置的第一级调节。在第一级调节的过程中，运动控制装置将偏心轴锁定在与机架固定的状态，这时，传动机构实际上是在第一驱动装置的作用下绕着偏心轴旋转，从而带动从动件运动的。当从动件处于一定的工作状态后，如果还需要对从动件的位置进行再次调节的话，先利用运动控制装置将偏心轴保持在与机架相对转动的状态，这时，一旦旋转偏心轴，偏心轴将带动传动机构绕偏心轴与机架的配合中心转动，这时，从动件将与传动机构一起运动，从而实现对从动件位置的再次调节。根据偏心轴的旋转角度，可以对从动件的位置进行不同的调节，即实现多级调节。

优选的，所述运动控制装置包括设置在偏心轴一端的第二驱动装置和设置在偏心轴另一端的止转装置。

优选的，所述止转装置包括一个与该偏心轴键联接并可轴向脱出该偏心轴的止转键套。

优选的，所述止转装置包括安装在机架上并沿偏心轴轴向设置的导轨，所述止转键套与该导轨滑动配合。

优选的，所述止转键套与偏心轴之间采用花键联接形式。

进一步的，所述传动机构具有一个由第一驱动装置驱动而达到的由从动件无法使该传动机构运动的自锁状态；或者，该偏心式调整机构具有用于锁定该传动机构而使其不发生运动的锁止机构。

由此，可在从动件工作时的受力状态下防止传动机构移动而改变从动件的位置。

进一步的，当第一驱动装置驱动传动机构处于由从动件无法使其运动的自锁状态时，从所述偏心轴与机架的配合中心到该偏心轴与传动机构的配合中心的偏心距的方向刚好与从动件作用在传动机构上力的方向重合。

采用上述改进方案的目的在于，若假设从偏心轴与机架的配合中心到该偏心轴与传动机构的配合中心的偏心距为e，同时，假设当第一驱动装置驱动传动机构处于由从动件无法使其运动的自锁状态时该从动件相对于某一基准位置的距离为B，则旋转偏心轴180°后该从动件相对于同一基准位置的距离将变为B-2e，也就是说，在传动机构始终处于上述自锁状态时，通过对偏心轴的旋转可以在2e范围内调整从动件的位置，确保在传动机构始终处于上述自锁状态时对从动件位置调整范围的最大化。显然，如果上述偏心距的方向与从动件作用在传动机构上力的方向存在一定的夹角，则对从动件位置调整的范围将小于2e。

上述的偏心式调整机构可以运用至多种机械设备上，来实现对特定部件位置的多级调节。由此，本发明还提供了一种运用了上述偏心式调整机构的偏心式剪刃开口度调整机构。

本发明的偏心式剪刃开口度调整机构包括机架、传动机构、第一驱动装置和上刀架，所述传动机构由左上曲柄、右上曲柄、左下连杆、右下连杆和横向连杆组成，其中，所述左上曲柄的上端铰接在机架上，左上曲柄的下端通过第一销轴与左下连杆的上端铰接；所述右上曲柄的中部铰接在机架上，右上曲柄的上端与第一驱动装置铰接，右上曲柄的下端则通过第二销轴与右下连杆上端铰接；所述横向连杆的一端通过第一销轴分别与左上曲柄和左下连杆铰接，另一端则通过第二销轴分别与右上曲柄和右下连杆铰接；所述左下连杆的下端和右下连杆的下端分别与上刀架铰接；此外，所述左上曲柄的上端是通过左偏心轴与机架铰接的，该左偏心轴分别与左上曲柄和机架转动配合，所述机架上安装有可使该左偏心轴相对于机架转动或固定的运动控制装置；所述右上曲柄的中部是通过右偏心轴与机架铰接的，该右偏心轴分别与右上曲柄和机架转动配合，所述机架上安装有可使该右偏心轴相对于机架转动或固定的运动控制装置。

上述偏心式剪刃开口度调整机构为重型下切式剪切机提供了一种新型上刀架开口度调整方式，不但能保证轧材通过，还可以在剪切状态为被剪材料提供多级开口度选择，从而缩短剪切周期，并提高剪切质量。

优选的，所述运动控制装置包括分别设置在左偏心轴和右偏心轴一端的第二驱动装置和分别设置在左偏心轴和右偏心轴另一端的止转装置。

基于上面已陈述的理由，即为确保在传动机构始终处于自锁状态时对上刀架位置调整范围的最大化，当第一驱动装置驱动左上曲柄与左下连杆位于同一直线时，从左偏心轴与机架的配合中心到该左偏心轴与左上曲柄的配合中心的偏心距的方向刚好与上刀架作用在左下连杆上力的方向重合；同时，右上曲柄与右下连杆也位于同一直线上，并且右偏心轴与机架的配合中心到该右偏心轴与右上曲柄的配合中心的偏心距的方向刚好与上刀架作用在右下连杆上力的方向重合。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1为现有剪刃开口度调整机构的结构简图(最大开口度状态)；

图2为现有剪刃开口度调整机构的结构简图(最小开口度状态)；

图3为本发明偏心式剪刃开口度调整机构的整体结构示意图。

图4为当上刀架处于最小开口度状时，图1中A-A向的剖视图。

图5为本发明偏心式剪刃开口度调整机构的立体示意图(最小开口度状态)；

图6为本发明偏心式剪刃开口度调整机构的立体示意图(最大开口度状态)；

图7为本发明偏心式剪刃开口度调整机构的偏心位置示意图。

图中标记为：机架1、传动机构2、左上曲柄2a、右上曲柄2b、左下连杆2c、右下连杆2d、横向连杆2e、从动件3、上刀架301、第一驱动装置4、液压缸401、第一销轴5a、第二销轴5b、偏心轴6、左偏心轴6a、右偏心轴6b、第二驱动装置7、电机701、止转装置8、止转键套8a、导轨8b、液压缸8c、配合中心9、配合中心10、偏心距e。

具体实施方式

首先说明，本发明中的术语“上、下、左、右”为基于附图的位置关系，而术语“第一”、“第二”也仅是为了便于描述，均不能解释为对本发明的限制。下面先以偏心式剪刃开口度调整机构为例，对本发明的偏心式调整机构的一种典型应用进行具体说明。

如图1至图4所示，相比于已知的剪刃开口度调整机构，本发明的偏心式剪刃开口度调整机构同样包括机架1、传动机构2、第一驱动装置4和上刀架301，并且，所述传动机构2仍由左上曲柄2a、右上曲柄2b、左下连杆2c、右下连杆2d和横向连杆2e组成，其中，所述左上曲柄2a的上端铰接在机架1上，左上曲柄2a的下端通过第一销轴5a与左下连杆2c的上端铰接；所述右上曲柄2b的中部铰接在机架1上，右上曲柄2b的上端与第一驱动装置4铰接，右上曲柄2b的下端则通过第二销轴5b与右下连杆2d上端铰接；所述横向连杆2e的一端通过第一销轴5a分别与左上曲柄2a和左下连杆2c铰接，另一端则通过第二销轴5b分别与右上曲柄2b和右下连杆2d铰接；所述左下连杆2c的下端和右下连杆2d的下端分别与上刀架301铰接。

如图5至6所示，相比于已知的偏心式剪刃开口度调整机构，本发明的改进之处在于：上述左上曲柄2a的上端是通过左偏心轴6a与机架1铰接的，该左偏心轴6a分别与左上曲柄2a和机架1转动配合，所述机架1上安装有可使该左偏心轴6a相对于机架1转动或固定的运动控制装置；所述右上曲柄2b的中部是通过右偏心轴6b与机架1铰接的，该右偏心轴6b分别与右上曲柄2b和机架1转动配合，所述机架1上安装有可使该右偏心轴6b相对于机架1转动或固定的运动控制装置。其中，运动控制装置的作用是根据需要将左偏心轴6a和右偏心轴6b分别与机架1锁定，从而防止左偏心轴6a和右偏心轴6b相对机架1转动；而当需要左偏心轴6a和右偏心轴6b相对机架1转动时，运动控制装置又可解除对左偏心轴6a和右偏心轴6b的锁定，并且驱动左偏心轴6a和右偏心轴6b相对机架1转动。

如图4、图7所示，由于左偏心轴6a分别与左上曲柄2a和机架1转动配合，当运动控制装置将机架1与左偏心轴6a锁定后，左上曲柄2a只能绕左偏心轴6a与左上曲柄2a之间的配合中心10转动；而当运动控制装置解除机架1与左偏心轴6a的锁定并驱动左偏心轴6a相对机架1转动时，左偏心轴6a与左上曲柄2a可以一同以左偏心轴6a与机架1的配合中心9为轴做偏心旋转。同样的，右偏心轴6b分别与右上曲柄2b和机架1转动配合，当运动控制装置将机架1与由偏心轴6b锁定后，右上曲柄2b只能绕右偏心轴6b与右上曲柄2b之间的配合中心10转动；而当运动控制装置解除机架1与右偏心轴6b的锁定并驱动右偏心轴6b相对机架1转动时，右偏心轴6b与右上曲柄2b可以一同以右偏心轴6b与机架1的配合中心9为轴做偏心旋转。

在本发明的背景技术部分已指出，在剪切状态下要求整个传动机构2始终处于由上刀架301无法驱动其运动的自锁状态(即图2所示的状态)，从而防止轧材剪切过程中上刀架301的开口度发生变化。当然，这是对剪刃开口度调整机构的一种更高的要求，可以想象，即使在剪切状态下传动机构2未能处于上述的自锁状态，为防止剪切状态下上刀架301的开口度发生变化，也可能单独设计一套专用于在剪切状态下锁定传动机构2而使其不发生运动的锁止机构。

如图2、图4至图7所示，对于本发明的偏心式剪刃开口度调整机构，当第一驱动装置4驱动左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线时，从左偏心轴6a与机架1的配合中心9到该左偏心轴6a与左上曲柄2a的配合中心10的偏心距的方向刚好与上刀架301作用在左下连杆2c上力的方向重合；同时，右上曲柄2b与右下连杆2d也位于同一直线上，并且右偏心轴6b与机架1的配合中心9到该右偏心轴6b与右上曲柄2b的配合中心10的偏心距的方向刚好与上刀架301作用在右下连杆2d上力的方向重合。

从图7可以看出(以左偏心轴6a与左上曲柄2a的配合为例)，若假设从左偏心轴6a与机架1的配合中心9到该左偏心轴6a与左上曲柄2a的配合中心10的偏心距为e，同时，假设上刀架301处于最小开口度状态时(即左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线且右上曲柄2b与右下连杆2d也位于同一直线)上刀架301的开口度大小为B，则左偏心轴6a旋转180°(即从图7中的“偏心位0°旋转到“偏心位180°”)后该上刀架301的开口度将变为B-2e，也就是说，上刀架301的开口度变化为2e；而如果当第一驱动装置4驱动左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线时，从左偏心轴6a与机架1的配合中心9到该左偏心轴6a与左上曲柄2a的配合中心10的偏心距e的方向与上刀架301作用在左下连杆2c上力的方向存在一定的夹角，则左偏心轴6a旋转180°时上刀架301的开口度变化将小于2e。可见，上述改进方案能够最大限度的提高对上刀架301开口度调整的范围。

另外，从图7还可以看出，左偏心轴6a从“偏心位0°旋转到“偏心位90°”时，左上曲柄2a向下运动的距离等于左偏心轴6a的偏心距e。由此，可以得到表1所示的左偏心轴6a旋转角度对应于剪切状态上刀架301的开口度变化。

表1

如图3至6所示，本发明的偏心式剪刃开口度调整机构中的第一驱动装置4为液压缸401，该液压缸401的活塞杆与右上曲柄2b的上端铰接，液压缸401的缸座固定在机架1上。

此外，如图3至6所示，本发明的偏心式剪刃开口度调整机构中的运动控制装置包括分别设置在左偏心轴6a和右偏心轴6b一端的第二驱动装置7和分别设置在左偏心轴6a和右偏心轴6b另一端的止转装置8。其中，各第二驱动装置7由电机701以及减速器(图中未示出)构成；各止转装置8包括止转键套8a、导轨8b和液压缸8c，所述导轨8b安装在机架1上并沿左偏心轴6a(或右偏心轴6b)轴向设置，所述止转键套8a装配在导轨8b上并与该导轨8b滑动配合，液压缸8c的缸座固定于机架1上，且该液压缸8c的活塞杆与止转键套8a相连，止转键套8a与左偏心轴6a(或右偏心轴6b)键联接并通过液压缸8c驱动而轴向进入或退出左偏心轴6a(或右偏心轴6b)。所述止转键套8a与偏心轴6之间最好采用花键联接形式。

下面对上述的偏心式剪刃开口度调整机构的整个工作过程进行说明。如图1和图6所示，当液压缸401的活塞杆完全伸出时，上刀架301处于最大开口度，且左偏心轴6a和右偏心轴6b均处偏心位0°，此时剪切机处于轧材通过状态，且止转键套8a分别与左偏心轴6a和右偏心轴6b一端的花键轴配合，左偏心轴6a和右偏心轴6b与机架1锁定。如图2和图5所示，需剪切钢板时，液压缸401的活塞杆向内缩回，左上曲柄2a和右上曲柄2b分别绕上述配合中心10旋转，当液压缸401的活塞杆完全缩回时，左上曲柄2a与左下连杆2c位于同一直线上，同时，右上曲柄2b与右下连杆2d也位于同一直线上，即传动机构2处于自锁状态，上刀架301的开口度为B；这时，止转键套8a仍分别与左偏心轴6a和右偏心轴6b一端的花键轴配合，左偏心轴6a和右偏心轴6b与机架1锁定。如图4、图5和图7所示，若剪切的钢板厚度较小，为了减小剪切周期并提高剪切质量，止转键套8a分别在各液压缸8c的驱动下退出左偏心轴6a和右偏心轴6b，此时，对左偏心轴6a和右偏心轴6b的锁定解除，然后电机701带动左偏心轴6a和右偏心轴6b分别以上述配合中心9同步旋转，这时，传动机构2在始终保持自锁状态下带动上刀架301向下运动，从而进一步缩小上刀架301的开口度。

Claims (10)

1.偏心式调整机构，包括机架(1)、传动机构(2)、第一驱动装置(4)和从动件(3)，所述传动机构(2)铰接在机架(1)上，所述第一驱动装置(4)作用于该传动机构(2)并通过该传动机构(2)带动从动件(3)，其特征在于：所述传动机构(2)是通过偏心轴(6)与机架(1)铰接的，该偏心轴(6)分别与传动机构(2)和机架(1)转动配合，所述机架(1)上安装有可使该偏心轴(6)相对于机架(1)转动或固定的运动控制装置。

2.如权利要求1所述的偏心式调整机构，其特征在于：所述运动控制装置包括设置在偏心轴(6)一端的第二驱动装置(7)和设置在偏心轴(6)另一端的止转装置(8)。

3.如权利要求2所述的偏心式调整机构，其特征在于：所述止转装置(8)包括一个与该偏心轴(6)键联接并可轴向脱出该偏心轴(6)的止转键套(8a)。

4.如权利要求3所述的偏心式调整机构，其特征在于：所述止转装置(8)包括安装在机架(1)上并沿偏心轴(6)轴向设置的导轨(8b)，所述止转键套(8a)与该导轨(8b)滑动配合。

5.如权利要求3所述的偏心式调整机构，其特征在于：所述止转键套(8a)与偏心轴(6)之间采用花键联接形式。

6.如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的偏心式调整机构，其特征在于：所述传动机构(2)具有一个由第一驱动装置(4)驱动而达到的由从动件(3)无法使该传动机构(2)运动的自锁状态；或者，该偏心式调整机构具有用于锁定该传动机构(2)而使其不发生运动的锁止机构。

7.如权利要求6中任意一项权利要求所述的偏心式调整机构，其特征在于：当第一驱动装置(4)驱动所述传动机构(2)处于由从动件(3)无法使其运动的自锁状态时，从所述偏心轴(6)与机架(1)的配合中心(9)到该偏心轴(6)与传动机构(2)的配合中心(10)的偏心距的方向刚好与从动件(3)作用在传动机构(2)上力的方向重合。

8.偏心式剪刃开口度调整机构，包括机架(1)、传动机构(2)、第一驱动装置(4)和上刀架(301)，所述传动机构(2)由左上曲柄(2a)、右上曲柄(2b)、左下连杆(2c)、右下连杆(2d)和横向连杆(2e)组成，其中，

所述左上曲柄(2a)的上端铰接在机架(1)上，左上曲柄(2a)的下端通过第一销轴(5a)与左下连杆(2c)的上端铰接；

所述右上曲柄(2b)的中部铰接在机架(1)上，右上曲柄(2b)的上端与第一驱动装置(4)铰接，右上曲柄(2b)的下端则通过第二销轴(5b)与右下连杆(2d)上端铰接；

所述横向连杆(2e)的一端通过第一销轴(5a)分别与左上曲柄(2a)和左下连杆(2c)铰接，另一端则通过第二销轴(5b)分别与右上曲柄(2b)和右下连杆(2d)铰接；

所述左下连杆(2c)的下端和右下连杆(2d)的下端分别与上刀架(301)铰接；

其特征在于：

所述左上曲柄(2a)的上端是通过左偏心轴(6a)与机架(1)铰接的，该左偏心轴(6a)分别与左上曲柄(2a)和机架(1)转动配合，所述机架(1)上安装有可使该左偏心轴(6a)相对于机架(1)转动或固定的运动控制装置；

所述右上曲柄(2b)的中部是通过右偏心轴(6b)与机架(1)铰接的，该右偏心轴(6b)分别与右上曲柄(2b)和机架(1)转动配合，所述机架(1)上安装有可使该右偏心轴(6b)相对于机架(1)转动或固定的运动控制装置。

9.如权利要求8所述的偏心式剪刃开口度调整机构，其特征在于：所述运动控制装置包括分别设置在左偏心轴(6a)和右偏心轴(6b)一端的第二驱动装置(7)和分别设置在左偏心轴(6a)和右偏心轴(6b)另一端的止转装置(8)。

10.如权利要求8或9所述的偏心式剪刃开口度调整机构，其特征在于：当第一驱动装置(4)驱动左上曲柄(2a)与左下连杆(2c)位于同一直线时，从左偏心轴(6a)与机架(1)的配合中心(9)到该左偏心轴(6a)与左上曲柄(2a)的配合中心(10)的偏心距的方向刚好与上刀架(301)作用在左下连杆(2c)上力的方向重合；同时，右上曲柄(2b)与右下连杆(2d)也位于同一直线上，并且右偏心轴(6b)与机架(1)的配合中心(9)到该右偏心轴(6b)与右上曲柄(2b)的配合中心(10)的偏心距的方向刚好与上刀架(301)作用在右下连杆(2d)上力的方向重合。

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