CN103934407B - 一种锻造汽车轮毂用的装出料机 - Google Patents

Abstract

一种锻造汽车轮毂用的装出料机，包括支承方筒、夹紧油缸、拉杆、夹钳机构、升降油缸、伸缩方筒、空心轴及钳杆回转驱动装置；支承方筒、伸缩方筒、空心轴及拉杆自外向内依次相互套置，实现钳杆伸缩动作，同时空心轴连接钳杆回转驱动装置、拉杆与空心轴型面配合实现钳头回转动作，其采用液压机械混合式的传动形式，最大限度地减少使用繁杂的曲柄连杆结构，使钳杆、钳头完成伸缩、回转、夹紧、放松等动作，有着结构简单、可靠性好、动作平稳，能够适应频繁的动载荷，效率高、安全性能好、节能效果显著等诸多优点。

Description

一种锻造汽车轮毂用的装出料机

技术领域

本发明涉及一种在汽车轮毂锻造生产时，用于对物料填装、物料运转的装出料机，属于机械设计及自动化的技术领域。

背景技术

国内锻压行业目前承受着产能过剩和世界金融危机双重压力，企业要想在当前恶劣形势下求得生存和发展，提高产品质最，降低生产成本是当务之急。因此，提高生产的机械化，降低劳动强度和成本是非常必要的。装出炉夹钳是我国早期应用的装出炉工具，通过它可以完成几十到上百公斤重工件的装出料作业，它具有结构简单，造价低廉，以及与之配套的室式加热炉制作成本低，热效率高等优点。但由于这种装出炉方式的自动化程度低，承载能力小，生产效率低，人工操作劳动强度大，安全性差等缺点。为了解决轮毂坯料的装出料作业，后来使用起重吊钳的装出料方式，与之配套的是台车式加热炉。在锻造轮毂坯料锻件时，通过起重吊钳，把钢锭或坯料放到加热炉台车上，或从台车上取下已加热的钢锭或坯料，然后送到液压机或锻锤上锻造。但是和其他装出料方式相比，这种方式存在台车式加热炉制作成本高、加热过程和出料过程的热损失大以及生产效率低等缺点。目前，汽车轮毂坯料锻造用装出料机是用于将锻造钢锭或坯料装入加热炉中，并能将加热好的钢锭或坯料从加热炉中取出，送给锻造压机或锻造操作机的设备。它是锻造过程中一个重要的设备。与其他装出料方式相比，这种方式有着显著的优越性:生产效率高，与之配套的室式加热炉加热效率高，制作成本较低和装出炉时的热损失少，而且自身的制作成本也比较低等。正是由于这些优点，轨道式汽车轮毂坯料锻造用装出料机得以广泛。轨道式汽车轮毂坯料锻造装出料机是一种在固定的轨道上行走，完成装出炉的动作的锻造装出料设备。其优点是装机功率小、承载能力大、操作简易、成本低，是比较成熟的装出炉工艺、适用于一般的锻造装出料需求。其具备小车行走、大车行走、钳头夹持、钳杆仰俯升降等动作功能。但轨道式装出料机也有它的局限性，主要表现在：钳杆单元的主体为曲柄连杆结构，动作准确性较低，不能承受频繁的动载荷、抗疲劳性差，维修困难。钳杆动作单一，灵活性差、不能适应多角度作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便，并能够完成多角度全方位灵活作业的锻造汽车轮毂用的装出料机。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种锻造汽车轮毂用的装出料机，包括支承方筒、支承臂、小车、大车、夹紧油缸、拉杆、夹钳机构、升降油缸、伸缩方筒、空心轴及钳杆回转驱动装置；所述夹钳机构安装在所述拉杆的前端；大车包括大车轮、大车驱动电机和传动轴，且在大车上设置有轨槽，小车包括小车轮、链轮、传动轴及驱动电机，小车设置在大车的上端面，小车轮嵌装在大车的轨槽内；所述升降油缸设置在所述小车的上端面上且左右对称设置；各升降油缸的下端与小车之间均为铰接连接，各升降油缸液压杆的上端均设铰套，同时在所述支承方筒的上端也设铰套，一铰连直杆由左右方向穿过将两升降油缸的上端及支承方筒的上端连接为一体；所述支承臂固定安装在所述小车的上端面上，左右对称设置，并向上延伸；所述支承方筒固定安装支承臂的上端，并在前后方向上轴向延伸；所述支承方筒的内腔为方形腔，且在支承方筒的左壁或者右壁上设有长方形的通槽；在所述支承方筒上，对应长方形通槽的位置，固定设置有液压马达一，所述液压马达一的输出轴端设置齿轮一，且齿轮一对应安装于长方形通槽中；所述钳杆回转驱动装置包括外壳体、液压马达二及减速箱，液压马达二连接减速箱的输入端；所述夹紧油缸固定安装所述外壳体的后侧；所述伸缩方筒的外形尺寸与所述支承方筒的内腔一致，所述伸缩方筒由所述支承方筒的内腔穿过，且所述伸缩方筒的前后两端均位于所述支承方筒外；所述伸缩方筒的后端固定连接在所述钳杆回转驱动装置的外壳体上，且位于外壳体的前侧；对应所述支承方筒上的长方形通槽，在所述伸缩方筒的侧壁上固装齿条，所述齿条沿前后方向延伸，且与所述液压马达一输出轴端设置的齿轮一啮合；所述空心轴与所述伸缩方筒同轴设置，且由所述伸缩方筒的内腔穿过；所述空心轴的后端与所述钳杆回转驱动装置中减速箱的输出端配合；所述拉杆与所述空心轴同轴设置，且由所述空心轴的内腔穿过；所述拉杆的后端同轴连接所述夹紧油缸的液压杆；所述拉杆的前端穿出所述空心轴的前端连接夹钳机构的内部件，夹钳机构外壳体的后端固定在所述空心轴的前端；所述空心轴的型腔与所述拉杆的外形一致，空心轴型腔与拉杆外形之间采型面配合，且所述空心轴型腔的径向截面为四方形或六边形，相对应地，所述拉杆的径向截面为四方形或六边形。

进一步，在所述小车的上端面设置一回转台，所述支承臂、升降油缸均固定在该回转台上；在所述小车上固定设置一阶梯轴，在阶梯轴上设置齿轮三，所述齿轮三为定齿轮；所述阶梯轴的上端通过轴承固定连接在所述回转台的中心位置，在所述回转台上设置液压马达三，液压马达三的输出轴上设置齿轮二，所述齿轮二与所述齿轮三啮合。这样，在液压马达三的驱动下，齿轮二作为齿轮三的行星轮绕其转动，进而带动了回转台的旋转。

进一步，所述钳杆回转驱动装置的减速箱的输出端与所述空心轴的后端之间采用蜗轮-蜗杆传动结构。

进一步，所述小车及大车的驱动电机均为三相异步驱动电机。因为三相异步驱动电机具有慢启动、慢停止的特性，能够起到缓和惯性冲击和保护结构的作用。

进一步，在所述夹紧油缸的夹紧油路及有杆腔油路上设有蓄能器。

本发明的有益效果是：本发明涉及的锻造汽车轮毂用的装出料机采用液压机械混合式的传动形式，最大限度地减少使用繁杂的曲柄连杆结构，使钳杆、钳头完成伸缩、回转、夹紧、放松等动作，有着结构简单、可靠性好、动作平稳，能够适应频繁的动载荷，效率高、安全性能好、节能效果显著等诸多优点。具体为，能够完成小车行走、大车行走、钳口夹紧和放松、钳杆伸缩、钳杆回转、钳杆升降和小车回转等七个动作，使钳杆、钳头的动作方位辐射到整个空间，提高动作灵活性，使用方便，提高了作业效率，是汽车轮毂锻造生产中不可缺少的设备。

附图说明

图1为左视向本发明的整机结构示意图；

图2为俯视向钳杆部分的整体结构示意图；

图3为左视向本发明中钳杆部分的剖视结构示意图；

图4为图3中A-A处的一种剖面结构示意图；

图5为图3中A-A处的另一种剖面结构示意图；

图6为本发明中驱动伸缩方筒动作部分的结构示意图；

图7为本发明中升降油缸与支承方筒之间的连接结构示意图；

图8为在小车上设置回转台时的局部结构示意图；

图9为主视向小车与大车连接关系及驱动部分的结构示意图；

图10为大车的驱动结构示意图；

图中：1支承方筒11支承臂12液压马达一121齿轮一13铰套一2伸缩方筒21齿条3空心轴31钳杆回转驱动装置311液压马达二312减速箱313外壳体4拉杆41夹紧油缸5夹钳机构6升降油缸61铰套二62铰连直杆7小车71液压马达三711齿轮二72小车轮73链轮74回转台8大车81固定轴811齿轮三82大车轮83大车驱动电机84传动轴。

具体实施方式

为便于理解本发明的技术方案，下面结合附图对其中所涉及的技术内容作进一步说明。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图10所示，

一种锻造汽车轮毂用的装出料机，包括支承方筒1、支承臂11、伸缩方筒2、空心轴3、钳杆回转驱动装置31、拉杆4、夹紧油缸41、夹钳机构5、升降油缸6、小车7及大车8。所述夹钳机构5安装在所述拉杆4的前端，夹钳机构5的具体结构以及其与所述拉杆4前端部分之间的具体连接关系，可以参照现有技术，不再赘述。

如图9、图10所示，所述大车8包括大车轮82、大车驱动电机83和传动轴84，且在大车8上设置有轨槽，所述小车7包括小车轮72、链轮73、传动轴及驱动电机，所述小车7设置在大车8的上端面，小车轮72嵌装在大车8的轨槽内。所述小车7及大车8的驱动电机均为三相异步驱动电机。对于小车7如何设置在大车8上，以及通过怎样的具体结构，来实现其在大车8上的前后直线移动，为现有技术不在赘述。同样，大车8通过怎样的具体结构驱动，并沿轨道移动也为现有技术，不在赘述。

如图7所示，所述升降油缸6一般为两个，被安装于所述小车7上端面上设置的回转台74上，且左右对称设置。各升降油缸6的下端与回转台74之间均为铰接连接，各升降油缸6液压杆的上端均设铰套二61，同时在所述支承方筒1的上端设铰套一13，最终由一铰连直杆62由左右方向穿过，将两升降油缸6的上端及支承方筒1的上端连接为一体.这样通过升降油缸6驱动其液压杆的伸缩，来控制支承方筒1倾斜方向。

如图1、图3、图6、图7所示，所述支承臂11固定安装在所述小车7上面的回转台74上，左右对称设置，并向上延伸。所述支承方筒1固定安装在支承臂11的上端，并在前后方向上轴向延伸。如图中所示，所述支承方筒1与支承臂11的上端之间的连接，具体结构为通过设置一连杆使二者连接，连杆的上端固定在所述支承方筒1的外壁上，连杆的下端分别与对应的支承臂11铰接。

所述支承方筒1的内腔为方形腔，且在支承方筒1的左壁或者右壁上设有长方形的通槽。在所述支承方筒1上，对应其上长方形通槽的位置，固定设置有液压马达一12，所述液压马达一12的输出轴端设置齿轮一121，且齿轮一121对应安装于长方形通槽处。

如图3所示，所述钳杆回转驱动装置31包括外壳体313、液压马达二311及减速箱312，液压马达二311连接减速箱312的输入端。

如图1、图2、图3所示，所述夹紧油缸41固定安装所述外壳体313的后侧方。

如图3、图6、图7所示，所述伸缩方筒2的外形尺寸与所述支承方筒1的内腔一致，所述伸缩方筒2由所述支承方筒1的内腔穿过，且所述伸缩方筒2的前后两端均位于所述支承方筒1外。

所述伸缩方筒2的后端固定连接在所述钳杆回转驱动装置31的外壳体313上，且位于外壳体313的前侧。对应所述支承方筒1上的长方形通槽，在所述伸缩方筒2的侧壁上固装齿条21，所述齿条21沿前后方向延伸，且与所述液压马达一12输出轴端设置的齿轮一121啮合。

所述空心轴3与所述伸缩方筒2同轴设置，且由所述伸缩方筒2的内腔穿过。所述空心轴3的后端与所述钳杆回转驱动装置31中减速箱312的输出端配合。

所述拉杆4与所述空心轴3同轴设置，且由所述空心轴3的内腔穿过。所述拉杆4的后端同轴连接所述夹紧油缸41的液压杆，所述拉杆4的前端穿出所述空心轴3的前端。

所述拉杆4的前端穿出所述空心轴3的前端连接至夹钳机构5的内部件上（现有连接结构），夹钳机构5外壳体的后端固定在所述空心轴3的前端。

如图4、图5所示，所述空心轴3的型腔与所述拉杆4的外形尺寸一致，且均为四方形或六边形。这种结构的设置，使得拉杆4前后伸缩的动作，不会干涉其同步与空心轴3一起转动的动作。即拉杆4前后伸缩完成钳口夹紧和放松的动作，不会对拉杆4与空心轴3作为整体时转动的动作（用以实现钳杆回转的动作）形成干涉。

如图8所示，在所述小车7的上端面设置一回转台74，所述支承臂11、升降油缸6均固定在该回转台74上。在所述小车7上固定设置一固定轴81，在固定轴81上设置齿轮三811，所述齿轮三811为定齿轮。所述固定轴81的上端通过轴承固定连接在所述回转台74的中心位置，在所述回转台74上设置液压马达三71，液压马达三71的输出轴上设置齿轮二711，所述齿轮二711与所述齿轮三811啮合。这样，在液压马达三71的驱动下，齿轮二711作为齿轮三811的行星轮绕齿轮二711转动，进而带动了回转台74的旋转。由上述可知，所述的伸缩方筒2、空心轴3、拉杆4、夹钳机构5、升降油缸6等均直接或者间接通过支承方筒1与小车7上的回转台74连接为了一个整体，所以回转台74转动时，所述的伸缩方筒2、空心轴3、拉杆4、夹钳机构5、升降油缸6等均与其同步转动。

为了适应各种汽车轮毂锻造工艺的要求，本发明采用夹持式钳口结构，具备动作有：夹钳机构5中钳口夹紧和放松、夹头回转、钳杆（为对伸缩方筒2、空心轴3及拉杆4等的配合结构的统称，如图2所示的整体）伸缩、钳杆升降、小车行走、小车回转和大车行走。

本发明采用液压机械混合式的传动形式，其中小车行走、大车行走为机械传动；钳口夹紧和放松、钳杆伸缩、钳杆回转、钳杆升降和小车回转为液压传动，共用一个液压站。

钳口夹紧和放松：动作的执行元件为夹紧油缸41，当夹紧油缸41有杆腔进油时，由活塞杆拉动与夹钳机构5连接的拉杆4带动左右钳臂向内转动，使工件夹紧；当夹紧油缸41无杆腔进油时，由活塞杆推动与夹钳机构5连接的拉杆4带动左右钳臂向外转动，使工件放松。为了防止在夹紧工作过程中油路稍有泄露，造成夹紧力下降，工件脱落，在夹紧油路(及夹紧油缸有杆腔油路)上设有蓄能器，不断向夹紧油缸41补充液压油，保持夹紧力。需要说明的是，该夹紧油缸41不同于普通油缸的一个非常重要的特点是：当油缸有杆腔进油，活塞杆缩回夹紧工件时，活塞杆可以相对油缸壳体旋转。反之，当油缸无杆腔进油时，不允许活塞杆旋转。

钳杆伸缩：由低速大扭矩(带内控制动器)的液压马达提供动力，通过轴齿轮（即齿轮一121）驱动伸缩方筒2上的齿条21，实现钳杆的伸缩（即伸缩方筒2相对支承方筒1的前后移动）。图3所示，伸缩方筒2、空心轴3、拉杆4、夹紧油缸41四者通过钳杆回转驱动装置31的外壳体313连接为一体，所以伸缩方筒2相对支承方筒1作前后移动时，空心轴3、拉杆4、夹紧油缸41及整个钳杆回转驱动装置31均同步前后移动。

所述钳杆回转驱动装置31的减速箱312的输出端与所述空心轴3的后端之间最好采用蜗轮-蜗杆传动结构。

钳杆回转：液压马达二311通过蜗轮-蜗杆减速机构驱动蜗轮转动，蜗轮带动伸缩方筒2内的空心轴3回转，从而实现空心轴3、空心轴3内的拉杆4、夹紧油缸41的油缸活塞杆、以及固定在空心轴3前端的整个夹钳机构5的回转。需要特别注意的是：在夹紧油缸41后拉使钳头夹紧工件的时候，钳杆可以回转；当钳头没有夹持工件时，钳杆尽量不要回转(若一定要回转，可以先操作夹紧手柄，使夹紧油缸41后拉一下，再使钳杆回转)；当夹紧油缸41伸出活塞杆，钳头张开到最大状态或钳头张开外撑环形工件的内腔时，绝对不要使钳杆回转。这样会严重损坏夹紧油缸41、空心轴3和钳杆回转驱动装置31的减速箱312。

钳杆升降：动作的执行元件为两个升降油缸6（即液压缸）。当升降油缸6有杆腔进油时，活塞杆收回拉动支承方筒1（也可称导向筒）绕支撑点顺时针转动，使夹头升高；当升降油缸6无杆腔进油时，活塞杆伸出推动支承方筒1绕支撑点逆时针转动，使夹头下降。钳杆的升降操作(尤其是下降操作)在启动和停止时一定要缓慢推拉操作手柄，否则会引起剧烈的冲击。这部分结构的具体设计，借鉴了现有的液压缸驱动导向筒的结构，所以可以认为是现有技术。

小车回转：回转台74以上的整个部分，都支承于带有外齿圈四接触点式的滚珠轴承上，回转台74台面上固定有低速大扭矩(带内控制动器)的液压马达三71，通过轴齿轮（即齿轮二711）转动使其围绕大齿圈（齿轮三811）作行星运动，同时带动回转台74以上的整个部分转动。可360度内任意回转。

小车行走：采用具有低启动电流、大启动转矩、软启动特性和高制动可靠性的专用电机，通过链轮传动系统，带动小车的驱动轴转动，从而实现小车的前后行走。

大车行走：由一对从动车轮组与一对主动车轮组构成行走机构。采用具有低启动电流、大启动转矩、软启动特性和高制动可靠性的专用电机和具有双输出轴的减速箱带动左右主动轮，使大车作直线前后移动。

本发明当然包括有与液压泵站以及电气设备相配套的控制箱及操作单元，因为这些控制箱及操作单元的设置，在赋予本发明上述具体改进结构后，本领域技术人员来说是很容易想到，所以不再详细说明。此外，还包括操作室及操作面板等，亦不再详细说明。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1.一种锻造汽车轮毂用的装出料机，包括小车、大车、拉杆、夹紧油缸、夹钳机构及升降油缸；所述夹钳机构安装在所述拉杆的前端；大车包括大车轮、大车驱动电机和传动轴，且在大车上设置有轨槽，小车包括小车轮、链轮、传动轴及驱动电机，小车设置在大车的上端面，小车轮嵌装在大车的轨槽内，所述升降油缸设置在所述小车的上端面上且左右对称设置；各升降油缸的下端与小车之间均为铰接连接，各升降油缸液压杆的上端均设铰套，其特征是：还包括支承方筒、支承臂、伸缩方筒、空心轴及钳杆回转驱动装置；在所述支承方筒的上端也设铰套，一铰连直杆由左右方向穿过将两升降油缸的上端及支承方筒的上端连接为一体；所述支承臂固定安装在所述小车的上端面上，左右对称设置，并向上延伸；所述支承方筒固定安装支承臂的上端，并在前后方向上轴向延伸；所述支承方筒的内腔为方形腔，且在支承方筒的左壁或者右壁上设有长方形的通槽；在所述支承方筒上，对应长方形通槽的位置，固定设置有液压马达一，所述液压马达一的输出轴端设置齿轮一，且齿轮一对应安装于长方形通槽中；所述钳杆回转驱动装置包括外壳体、液压马达二及减速箱，液压马达二连接减速箱的输入端；所述夹紧油缸固定安装所述外壳体的后侧；所述伸缩方筒的外形尺寸与所述支承方筒的内腔一致，所述伸缩方筒由所述支承方筒的内腔穿过，且所述伸缩方筒的前后两端均位于所述支承方筒外；所述伸缩方筒的后端固定连接在所述钳杆回转驱动装置的外壳体上，且位于外壳体的前侧；对应所述支承方筒上的长方形通槽，在所述伸缩方筒的侧壁上固装齿条，所述齿条沿前后方向延伸，且与所述液压马达一输出轴端设置的齿轮一啮合；所述空心轴与所述伸缩方筒同轴设置，且由所述伸缩方筒的内腔穿过；所述空心轴的后端与所述钳杆回转驱动装置中减速箱的输出端配合；所述拉杆与所述空心轴同轴设置，且由所述空心轴的内腔穿过；所述拉杆的后端同轴连接所述夹紧油缸的液压杆；所述拉杆的前端穿出所述空心轴的前端连接夹钳机构的内部件，夹钳机构外壳体的后端固定在所述空心轴的前端；所述空心轴的型腔与所述拉杆的外形尺寸一致，且所述空心轴的型腔及所述拉杆的径向截面均为四方形或六边形。

2.根据权利要求1所述的一种锻造汽车轮毂用的装出料机，其特征是：在所述小车的上端面设置一回转台，所述支承臂、升降油缸均固定在该回转台上；在所述小车上固定设置一阶梯轴，在阶梯轴上设置齿轮三，所述齿轮三为定齿轮；所述阶梯轴的上端通过轴承固定连接在所述回转台的中心位置，在所述回转台上设置液压马达三，液压马达三的输出轴上设置齿轮二，所述齿轮二与所述齿轮三啮合。

3.根据权利要求1或2所述的一种锻造汽车轮毂用的装出料机，其特征是：所述钳杆回转驱动装置的减速箱的输出端与所述空心轴的后端之间采用蜗轮-蜗杆传动结构。

4.根据权利要求1所述的一种锻造汽车轮毂用的装出料机，其特征是：所述小车及大车的驱动电机均为三相异步驱动电机。

5.根据权利要求1所述的一种锻造汽车轮毂用的装出料机，其特征是：在所述夹紧油缸的夹紧油路及有杆腔油路上设有蓄能器。