CN103240456B - 一种基于优化曲柄摇杆机构的剪板机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于优化曲柄摇杆机构的新型剪板机，它包括剪板机的主轴、上刀架、剪板机墙板，它还包括驱动装置、传动装置、刀口间隙调整机构；驱动装置为开关磁阻调速电机、传动轴，开关磁阻调速电机与传动轴相连，传动装置与驱动装置相连，刀口间隙调整机构与上刀架相连。本新型剪板机可以实现刀口间隙的精确调整，即剪切角的连续调节，从而保证加工的精度。同时，它还可以使剪板机的驱动装置实现分级调速，提高剪切效率。另外，它的传动方式平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。

Description

一种基于优化曲柄摇杆机构的剪板机

技术领域

本发明涉及一种新型的剪板机，属于金属板材加工装备领域。

背景技术

       现有剪板机的驱动装置多采用锥形转子电机或其他异步电动机，它们的最大不足是无法实现调速。同时，现有的剪板机的偏心轮与偏心连杆机构中，偏心轮与偏心连杆之间一般是滑动摩擦，这样不仅严重削弱了偏心轮与偏心连杆等部件的使用寿命，而且还消耗了大量的电能，并伴随有刺耳的摩擦噪声。另外，从专利CN2023567U、CN200998795Y可知，目前剪板机的刀具间隙调整机构大多是一个小齿轮与一个大的扇形齿轮啮合，通过调节小齿轮来带动大扇形齿轮转动，以实现刀口间隙调节，其不足之处是：齿轮转动不能实现刀口间隙的精确细微调节，即不能实现剪切角的连续调节。另外，现有剪板机的传动方式为链传动，此种传动方式效率较低，工作过程中振动冲击现象严重，同时会产生很大噪声，影响传动部件的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型剪板机，它可以实现刀口间隙的精确调整，即剪切角的连续调节，从而保证加工的精度。同时，它还可以使剪板机的驱动装置实现分级调速，提高剪切效率。另外，它的传动方式平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。

本发明一种基于优化曲柄摇杆机构的新型剪板机，它包括剪板机的主轴、上刀架、剪板机墙板，它还包括驱动装置、传动装置、刀口间隙调整机构；驱动装置为开关磁阻调速电机、传动轴，开关磁阻调速电机与传动轴相连，传动装置与驱动装置相连，刀口间隙调整机构与上刀架相连。

传动装置为齿轮传动，它包括小齿轮、大齿轮、偏心轮、偏心连杆，小齿轮套在传动轴上，大齿轮套在主轴上，大小齿轮、两者相啮合；偏心轮的内圈通过平键连接在剪板机的主轴上，其外圈通过滚针轴承安装在偏心连杆的大头里；偏心连杆的小头通过销轴与上刀架的一端相连接。

刀口间隙调整机构包括传动箱体、蜗轮、蜗轮传动轴、蜗杆、上端盖、刀架偏心盘，传动箱体紧固在剪板机墙板上，上端盖固定在传动箱体的上部，蜗轮、蜗轮传动轴和蜗杆均安装在传动箱体内、蜗轮套在蜗轮传动轴上，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗杆外端装有转动手轮；上刀架的后端通过空套在偏心盘上与蜗轮传动轴相连。

刀口间隙调整机构包括传动箱体、上端盖、蜗轮、蜗杆、上端盖、蜗轮传动轴，传动箱体紧固在剪板机侧板上，蜗轮、套在位于传动箱体内的蜗轮传动轴上，上端盖连接传动箱体的上部，蜗杆安装在上端盖内，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆外端装有转动手轮；上刀架的一端套在蜗轮传动轴上。

本发明新型剪板机的优点是：1、剪切机构采用了曲柄摇杆机构：曲柄摇杆机构由偏心轮、连杆、上刀架构成，其中偏心轮的偏心距即曲柄，上刀架旋转中心到上刀架销轴的直线距离即摇杆，使其具有良好的急回特性，效率很高；2、采用开关磁阻调速电机的驱动方案，可以有效利用该电机低速大扭矩的稳定调速驱动工作特性，实现针对不同厚度板材以不同的转速进行剪切，这样既提高了剪切板料的效率，又在某种程度上提高了刀具的使用寿命；3、采用齿轮啮合传动，与传统剪板机采用的带传动或链传动方案相比，齿轮传动瞬间传动比准确、传动效率高、寿命长、结构紧凑工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大；4、刀口间隙调整机构由传统的齿轮啮合调节变成蜗轮蜗杆调节，与传统的齿轮啮合式调节方式相比，提高了间隙调整的精度，并可实现刀具间隙的连续调节，保证了板材加工精度；5、偏心轮与偏心连杆之间使用滚针轴承，将滑动摩擦变为滚动摩擦，既节约了能源又提高了零件的使用寿命。

附图说明

图1为剪板机总体结构的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为偏心轮与偏心连杆的安装示意图；

图4为刀口间隙调整机构的局部剖视图；

图5为刀口间隙调整机构的连接示意图。

图中：1开关磁阻调速电机、2传动轴、3减速装置、4小齿轮、5大齿轮、6平键、7主轴、8偏心轮、9蜗轮、10滚针轴承、11偏心连杆、12销轴、13上刀架、14刀架偏心盘、15转动手轮、16蜗杆、17传动箱体、18上端盖、19限位装置、20蜗轮传动轴、21下刀架、22下刀片、23上刀片、24限位装置、25平键、26剪板机墙板。

具体实施方式

从图1可知，本发明一种基于优化曲柄摇杆机构的新型剪板机，它包括剪板机的主轴7、上刀架13、剪板机墙板26，它还包括驱动装置、传动装置、刀口间隙调整机构；驱动装置包括开关磁阻调速电1、传动轴2，开关磁阻调速电机1与传动轴2相连，传动装置与驱动装置相连，刀口间隙调整机构与上刀架13相连。

作为本发明的一种优选方式，开关磁阻调速电机1与传动轴2之间设置有减速装置3，开关磁阻调速电机1与减速装置3为一体式连接，减速装置3由齿轮组成。在本发明中，利用开关磁阻调速电机1低速大扭矩的稳定调速驱动工作特性，实现根据剪切不同厚度板材负载的实际需求，以不同的转速来进行剪切。即当剪切不同材质或不同厚度的钢板时，可以根据负荷大小进行变速驱动，以提高剪切效率。

传动装置为齿轮传动，它包括小齿轮4、大齿轮5、偏心轮8、偏心连杆11，剪板机的主轴7，小齿轮4套在传动轴2上，大齿轮5套在主轴7上，大小齿轮5、4两者相啮合；偏心轮8的内圈通过平键6连接在剪板机的主轴7上，其外圈通过滚针轴承10安装在偏心连杆11的大头里；偏心连杆11的小头通过销轴12与上刀架13的一端相连接。

其中，小齿轮4与传动轴2采用平键连接，在传动轴2位于小齿轮4的左侧上设有限位装置19，防止小齿轮4在传动轴2上左右滑动。大齿轮5与主轴7之间采用平键连接，在主轴7位于大齿轮5的左侧上设置有限位装置24，防止大齿轮5在主轴7上左右滑动。

刀口间隙调整机构包括传动箱体17、蜗轮9、蜗轮传动轴20、蜗杆16、上端盖18、刀架偏心盘14，传动箱体17紧固在剪板机墙板26上，上端盖18固定在传动箱体17的上部，蜗轮9、蜗轮传动轴20和蜗杆16均安装在传动箱体17内、蜗轮9套在蜗轮传动轴20上，蜗杆16与蜗轮9相啮合，蜗杆16外端装有转动手轮15；上刀架13的后端通过空套在偏心盘14上与蜗轮传动轴20相连。其中，蜗轮9与蜗轮传动轴20之间通过平键25连接。

工作时，启动开关磁阻调速电机1，动力由传动轴2输出，传动轴2带动小齿轮4转动，小齿轮4带动相啮合的大齿轮5转动，大齿轮5带动主轴7转动，同时偏心轮8做旋转运动，使偏心连杆11做上下的往复运动；偏心连杆11上下往复运动的同时带动上刀架13做上下的往复运动，固定在上刀架13上的上刀片23相对于固定在下刀架21上的下刀片22做上下剪切运动。当偏心轮8旋转一周时，偏心连杆11完成一个上下运动，即完成一次剪切过程。

当剪切不同材质的钢板时，此时需要停机换挡，以提高剪切效率，此外，考虑到刀片的使用寿命及对板材剪切精度的要求，刀口间隙也得重新调节。刀口间隙的调节方法是：慢慢转动转动手轮15，蜗杆16带动相啮合的蜗轮9转动，通过蜗轮传动轴20带动刀架偏心盘14旋转，刀架偏心盘14的转动使上刀架13旋转中心位置微动，从而使安装在上刀架上13的上刀片23角度位置发生变化，继而实现对刀口间隙的调节，当刀口间隙及电机转速都调节好了之后，就可重新启动电机来实现对板材的剪切。

本发明新型剪板机的优点是：1、剪切机构采用了曲柄摇杆机构：曲柄连杆机构由偏心轮、连杆、上刀架构成，其中偏心轮的偏心距即曲柄，上刀架旋转中心到上刀架销轴的直线距离即摇杆，使其具有良好的急回特性，效率很高；2、采用开关磁阻调速电机的驱动方案，可以有效利用该电机低速大扭矩的稳定调速驱动工作特性，实现针对不同厚度板材以不同的转速进行剪切，这样既提高了剪切板料的效率，又在某种程度上提高了刀具的使用寿命；3、采用齿轮啮合传动，与传统剪板机采用的带传动或链传动方案相比，齿轮传动瞬间传动比准确、传动效率高、寿命长、结构紧凑工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大；4、刀口间隙调整机构由传统的齿轮啮合调节变成蜗轮蜗杆调节，与传统的齿轮啮合式调节方式相比，提高了间隙调整的精度，并可实现刀具间隙的连续调节，保证了板材加工精度；5、偏心轮与偏心连杆之间使用滚针轴承，将滑动摩擦变为滚动摩擦，既节约了能源又提高了零件的使用寿命。

Claims (5)

1. 一种基于优化曲柄摇杆机构的剪板机，它包括剪板机的主轴（7）、上刀架（13）、剪板机墙板（26），其特征在于：它还包括驱动装置、传动装置、刀口间隙调整机构；驱动装置为开关磁阻调速电机（1）、传动轴（2），开关磁阻调速电机（1）与传动轴（2）相连，传动装置与驱动装置相连，刀口间隙调整机构与上刀架（13）相连；刀口间隙调整机构包括传动箱体（17）、蜗轮（9）、蜗轮传动轴（20）、蜗杆（16）、上端盖（18）、刀架偏心盘（14），传动箱体（17）紧固在剪板机墙板（26）上，上端盖（18）固定在传动箱体（17）的上部，蜗轮（9）、蜗轮传动轴（20）和蜗杆（16）均安装在传动箱体（17）内，蜗轮（9）套在蜗轮传动轴（20）上，蜗杆（16）与蜗轮（9）相啮合，蜗杆（16）外端装有转动手轮（15）；上刀架（13）的后端通过套在刀架偏心盘（14）上与蜗轮传动轴（20）相连。

2. 根据权利要求1所述的剪板机，其特征在于：开关磁阻调速电机（1）与传动轴（2）之间设置有减速装置（3），开关磁阻调速电机（1）与减速装置（3）为一体式连接，减速装置（3）由齿轮组成。

3.根据权利要求1所述的剪板机，其特征在于：传动装置为齿轮传动，它包括小齿轮（4）、大齿轮（5）、偏心轮（8）、偏心连杆（11），小齿轮（4）套在传动轴（2）上，大齿轮（5）套在主轴（7）上，大小齿轮（5）、（4）两者相啮合；偏心轮（8）的内圈通过平键（6）连接在剪板机的主轴（7）上，其外圈通过滚针轴承（10）安装在偏心连杆（11）的大头里；偏心连杆（11）的小头通过销轴（12）与上刀架（13）的一端相连接。

4.根据权利要求3所述的剪板机，其特征在于：小齿轮（4）与传动轴（2）采用平键连接，在传动轴（2）位于小齿轮（4）的左侧上设有限位装置（19），防止小齿轮（4）在传动轴（2）上左右滑动；大齿轮（5）与主轴（7）之间采用平键连接，在主轴（7）位于大齿轮（5）的左侧上设置有限位装置（24），防止大齿轮（5）在主轴（7）上左右滑动。

5.根据权利要求1所述的剪板机，其特征在于：蜗轮（9）与蜗轮传动轴（20）之间通过平键（25）连接。