CN103817373B - 一种液压闸式剪板机上刀片驱动、间隙调整系统 - Google Patents

Abstract

一种液压闸式剪板机上刀片驱动、间隙调整系统，属于机械制造技术领域，包括机架、液压缸、滑块、上万向节、U型叉轴、下万向节、上刀架、上刀片、下刀片、垂直导轨、垂直滑块、横向导轨、横向滑块、纵向电动推杆和电动推杆驱动控制系统。本发明结构合理，降低了大型液压闸式剪板机的重量，降低了机械结构和控制系统的复杂性，降低了制造成本，更有利于实现大型液压闸式剪板机的数字化和智能化控制。

Description

一种液压闸式剪板机上刀片驱动、间隙调整系统

技术领域

本发明具体涉及大型液压闸式剪板机，属于机械制造技术领域。

背景技术

目前，大型液压闸式剪板机大都为上动、下切式，充分利用了重力惯性。但现有大型液压闸式剪板机的上刀片驱动、刀片间隙调整采用分开单独实施结构，安装于机架的两液压缸油缸活塞直接与上刀架连接，有两高精度液压伺服同步油缸驱动上刀架带动上刀片做上下平移剪切运动，为了防止两油缸活塞不同步而导致上刀片倾斜，采用扭力悬臂杆机械约束；上刀架与刀片之间设置刀片间隙调整结构，刀片间隙调整采用电机或人工驱动蜗轮减速机带动左、右偏心轴运动，从而使刀片前后平移，达到刀片间隙调节的目的。上述技术中由于扭力悬臂杆及其与上刀架之间连接约束作用有限，对两伺服液压油缸的同步控制性能和重复控制精度要求高，约束结构重量大、液压控制系统成本高；由于刀片间隙调整机构安放于上刀架和刀片之间，使得上刀架和刀片之间多了一层连接关系，增加了制造成本和系统结构的复杂性，更影响刀片剪切过程中负载性能和刚度；此外，由于两液压油缸活塞与上刀架连接点跨距大，上刀架及刀片中部区域在其两端巨大驱动力作用下会产生较大的上凸挠度变形，严重影响剪切质量和效率，需在下刀架上设置专门的挠度补偿结构，增加了系统的复杂性和成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明目的在于设计一种基于并联机构的大型液压闸式剪板机上刀片驱动、间隙调整系统，以降低大型液压闸式剪板机的重量，降低机械结构和控制系统的复杂性，降低制造成本，便于大型液压闸式剪板机的数字化和智能化。

本发明包括机架（1）、上刀架（7）、固定连接于上刀架（7）上的上刀片（8）、固定连接在机架（1）的工作台面上的下刀片（9），在机架（1）上对称布置两组竖向液压缸（2），在每组竖向液压缸（2）下方分别各自固定连接一只滑块（3），其特征在于：所述上刀架（7）的两侧分别设置斜面，各滑块（3）的下表面分别设置斜面，所述上刀架（7）的两侧的斜面分别对应地与两只滑块（3）下表面的斜面平行，在上刀架（7）的两侧的斜面上分别固定下万向节（6），每只下万向节（6）分别通过U型叉轴（5）连接上万向节（4），每只上万向节（4）的上端对应连接在一只滑块（3）的下表面的斜面上，连接在同一U型叉轴（5）两端的上万向节（4）和下万向节（6）的转动轴线相互平行；在上刀架（7）上固定设置垂向导轨（10），在垂向导轨（10）上配合设置垂向滑块（11），在垂向滑块（11）上固定设置横向导轨（12），在横向导轨（12）上配合设置横向滑块（13），在机架（1）上固定纵向电动推杆（14），电动推杆（14）的自由端固定连接横向滑块（13）。

本发明由布置在上刀架两侧的液压缸、滑块、上万向节、U型叉轴、下万向节构成具有两组空间三平移自由度的刀片剪切运动驱动支链，由垂向导轨、垂向滑块、横向导轨、横向滑块、纵向电动推杆相互连接和电动推杆驱动控制系统构成一条刀片间隙调整支链；机架、两条刀片剪切运动驱动支链、一条刀片间隙调整支链和上刀架构成了具有运动解耦控制特性的空间三平移并联机构，其中刀片间隙调整支链单独控制上刀片相对于下刀片的间隙大小，以便不同厚度钢板剪切时刀片间隙的调整；两条刀片剪切运动驱动支链具有运动控制解耦性，当两支链驱动液压缸位移具有同步性时，上刀片在两条刀片剪切运动驱动支链驱动下仅存有垂向的剪切平移位移，当两支链驱动液压缸位移不同步时，上刀片在两条刀片剪切运动驱动支链驱动下会同时存有垂向、横向平移位移，但垂向剪切平移位移为主，耦合的横向平移位移微小，与液压缸同步误差大小有关，横向平移位移在钢板剪切接触面上形成拉锯效应。

本发明结构合理，去除了现有技术中液压缸机械同步的扭力悬臂杆，降低了重量和加工成本；对液压缸的同步控制性能和重复控制精度要求低，液压缸不同步耦合的横向平移位移在钢板剪切接触面上形成拉锯效应，不影响剪切效果，反而利于提高剪切质量，故采用常规液压多缸同步回路控制即可，降低了液压缸及其控制系统的成本；上刀片直接与上刀架固定连接，降低了制造成本和系统结构的复杂性，提高了刀片剪切过程中负载性能和刚度；缩短了上刀架驱动力作用点之间的跨距，提高了上刀架的刚度，采用优化设计可将上刀架的挠度变形控制在允许的范围内，从而不需要下刀架上设置专门的挠度补偿结构，降低了系统的复杂性和成本，更有利于实现大型液压闸式剪板机的数字化和智能化控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意主视图。

图2为图1的俯向视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明包括机架1、两组液压缸2、两只滑块3、四只上万向节4、四根U型叉轴5、四只下万向节6、一组上刀架7、上刀片8、下刀片9、两组垂向导轨10、一只垂向滑块11、两组横向导轨12、一只横向滑块13、一组纵向电动推杆14和一个电动推杆驱动控制系统15。

上刀架7的两侧分别设置斜面，每只滑块3的下表面分别设置斜面，上刀架7左侧的斜面对应地与左侧的滑块3下表面的斜面平行，上刀架7右侧的斜面对应地与右侧的滑块3下表面的斜面平行。

机架1顶部对称固定两组竖向液压缸2，侧面分别设有垂直导槽，两只滑块3在机架1上各组垂直导槽内滑动。每只滑块3的上水平端面与相应的液压缸2的活塞杆固定连接，每只滑块3的下侧斜面（倾斜角度可根据上刀架挠度变形允许范围进行优化设计）上分别固定两只上万向节4。U型叉轴5两端分别固定连接一只上万向节4和一只下万向节6，每只下万向节6对应连接在上刀架7的斜面上，构成垂直于滑块3和上刀架7斜面的复合运动副（具有水平横向和纵向平移运动自由度）支链，上万向节4和下万向节6对应转动轴线相互平行。连接在同一U型叉轴5两端的上万向节4和下万向节6的转动轴线相互平行。

机架1和上刀架7两侧之间对称设置的液压缸2、滑块3、上万向节4、U型叉轴5、下万向节6构成的具有空间三平移自由度的刀片剪切运动驱动支链。

上刀片8固定连接于上刀架7，下刀片9固定连接在机架1的工作台面上。

刀片间隙调整支链由垂向导轨10、垂向滑块11、横向导轨12、横向滑块13、纵向电动推杆14和电动推杆驱动控制系统15组成。在上刀架7上固定设置垂向导轨10，在垂向导轨10上配合设置垂向滑块11，在垂向滑块11上固定设置横向导轨12，在横向导轨12上配合设置横向滑块13，在机架1上固定纵向电动推杆14，电动推杆14的自由端固定连接横向滑块13。

垂向导轨10和垂向滑块11形成垂向移动副，横向导轨12和横向滑块13形成横向移动副。在电动推杆驱动控制系统15的控制下可实现精确位移大小的纵向平移，刀片间隙调整支链为空间三平移运动完全解耦支链，可单独控制上刀架7的纵向平移位置，也就是上刀片8相对于下刀片9的间隙大小，完全不受两条刀片剪切运动驱动支链的运动位移大小影响。

本发明结构合理，降低了大型液压闸式剪板机重量、结构复杂性和加工成本，降低了液压缸及其控制系统的成本，提高了刀片剪切过程中负载性能和刚度，提高了上刀架的刚度，采用优化设计可将上刀架的挠度变形控制在允许的范围内，从而不需要下刀架上设置专门的挠度补偿结构，更有利于实现大型液压闸式剪板机的数字化和智能化控制。

Claims (1)

1.一种液压闸式剪板机上刀片驱动、间隙调整系统，包括机架、上刀架、固定连接于上刀架上的上刀片、固定连接在机架的工作台面上的下刀片，在机架上对称布置两组竖向液压缸，在每组竖向液压缸下方分别各自固定连接一只滑块，其特征在于：所述上刀架的两侧分别设置斜面，各滑块的下表面分别设置斜面，所述上刀架的两侧的斜面分别对应地与两只滑块下表面的斜面平行，在上刀架的两侧的斜面上分别固定下万向节，每只下万向节分别通过U型叉轴连接上万向节，每只上万向节的上端对应连接在一只滑块的下表面的斜面上，连接在同一U型叉轴两端的上万向节和下万向节的转动轴线相互平行；在上刀架上固定设置垂向导轨，在垂向导轨上配合设置垂向滑块，在垂向滑块上固定设置横向导轨，在横向导轨上配合设置横向滑块，在机架上固定纵向电动推杆，电动推杆的自由端固定连接横向滑块。