CN104015389B - 一种动力下置式拉杆压力机 - Google Patents

Abstract

<b>本发明公开了</b><b>一种动力下置式拉杆压力机，其中采用电机与丝杠螺母相结合作为动力系统并将其置于工作台的下方，同时在上模组件与螺母之间设置增力机构，使得上模组件能够输出较大的输出力，便于工件的成型加工，这样在要求压力机吨位数一定的条件下，可采用较小功率的电机，不仅节约能源，而且还降低了成本。同时动力系统的下置使得工作台下方的底座的受力状况得到了改善，使得压力机底座更易满足强度和刚度要求，利于减震降噪，同时还使得压力机的重心下降，进而改善了压力机的动态性能。该压力机的结构尺寸相比现有技术中的结构能够大幅减小，其冲击力大，工作效率高，能源利用率高，工作噪声小，具有优越的综合性能。</b>

Description

一种动力下置式拉杆压力机

技术领域

本发明涉及一种动力下置式拉杆压力机。

背景技术

在成型加工领域中，机械式压力机和液压式压力机是两种主要的加工设备，用来对产品的冲剪、弯曲、拉伸、挤压等加工。

目前国内广泛使用的机械式压力机，具有速度快、效率高等优点，但由于其通常都会安装飞轮，并且将动力系统置于工作台的上方，飞轮结构的不对称以及动力系统的上置都会导致压力机的重心偏高，导致压力机的力学性能较差，稳定性较差，且能源利用率低，结构尺寸偏大，外观也比较笨重。此外，压力机作用于工作台上的冲击力较大，使得底座承受较大的冲击力，振动和噪音都较大，同时还要求压力机的底座需要具有较高的强度和刚度，因而在一定程度上也造成压力机的整体尺寸偏大。

而目前广泛使用的液压式压力机，虽然其体积小、控制精度高，但其速度慢，工作行程较小，导致生产效率较低，并且系统维护困难，油液易泄漏，维护成本较高。此外，传统液压式压力机的油液通过外差动回路实现增速，但油液在外差动回路中的沿程压力损失较大，导致液压缸的增速效果不明显，且增加了管路和连接件成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种动力下置式拉杆压力机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种动力下置式拉杆压力机，包括固定设置在机架上的工作台、沿竖直方向升降地设于所述机架上并位于所述工作台上方的上模组件，所述压力机还包括固定地安装在所述工作台下方的电机、与所述电机的输出轴相传动连接的丝杠、螺纹配合地套设在所述丝杠上的螺母，所述丝杠的轴心线沿竖直方向分布，所述压力机还包括多组增力机构，每组所述增力机构均包括一端铰接在所述上模组件上的连杆、一端转动地连接在所述螺母上的肘杆、转动地设于所述工作台底部且呈L形的杠杆，所述杠杆的两端分别与所述连杆的另一端、所述肘杆的另一端相转动连接。

优选地，所述杠杆包括横杆、固定在所述横杆一端的竖杆，所述横杆与所述竖杆固定连接设置或一体设置，所述横杆与所述竖杆的相接处转动地连接在所述工作台上。

进一步优选地，所述肘杆倾斜于水平面设置。

优选地，所述上模组件的轴心线与所述丝杠的轴心线沿同一直线方向分布，多组所述增力机构关于所述丝杠的轴心线对称地分布。

进一步优选地，所述上模组件包括上下升降地设于所述机架上的滑座、固定地设置在所述滑座下方的上模，所述工作台上固定地设有与所述上模相配合的下模。

更进一步优选地，所述滑座、所述螺母均具有相对的两侧，每一侧上均设有至少两组所述增力机构。

更进一步优选地，多组所述增力机构沿同一圆周方向均匀间隔分布，所述圆周的轴心线与所述丝杠的轴心线沿同一直线方向延伸。

更进一步优选地，所述工作台上方设有多个用于提供所述滑座上下滑动导向的导柱。

优选地，所述工作台上开设有沿竖直方向延伸的通孔，所述连杆可摆动地穿过所述通孔。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的动力下置式拉杆压力机，其中采用电机与丝杠螺母相结合作为动力系统并将其置于工作台的下方，同时在上模组件与螺母之间设置增力机构，使得上模组件能够输出较大的输出力，便于工件的成型加工，这样可在要求压力机吨位数一定的条件下，采用较小功率的电机，不仅节约能源，而且还降低了成本。同时动力系统的下置使得工作台下方的底座的受力状况得到了改善，使得压力机底座更易满足强度和刚度要求，利于减震降噪，同时还使得压力机的重心下降，进而改善了压力机的动态性能。该压力机的结构尺寸相比现有技术中的结构能够大幅减小，其冲击力大，工作效率高，能源利用率高，工作噪声小，具有优越的综合性能。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

其中：1、工作台；2、滑座；3、上模；4、下模；5、导柱；6、电机；7、联轴器；8、丝杠；9、螺母；100、增力机构；10、连杆；11、肘杆；12、杠杆；121、竖杆；122、横杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1所示的压力机，包括固定设置在机架上的工作台1、沿竖直方向升降地设于机架上并位于工作台1上方的上模组件2，该上模组件2包括上下升降地设于机架上的滑座2、固定地设置在滑座2下方的上模3，工作台1上固定地设有与上模3相配合的下模4，工作台1的上方设有多个沿竖直方向延伸的导柱5从而为滑座2提供沿上下方向滑动的导向。

该压力机还包括固定安装在工作台1下方的电机6、与电机6的输出轴相传动连接的丝杠8、螺纹配合地套设在丝杠8上的螺母9。在这里，电机6的输出轴通过联轴器7与丝杠8的上端部相固定连接，丝杠8的轴心线与电机6的输出轴的轴心线均沿竖直方向延伸，且两者的轴心线相重合。电机6可采用伺服电机，从而可按需要获取所需的转速，控制精度较高。

该压力机还包括多组设于滑座2与螺母9之间的增力机构100。参见图1所示，每组增力机构100均包括连杆10、肘杆11以及杠杆12，其中杠杆12呈L形，其包括横杆122和固定在横杆122一端的竖杆121，竖杆121的长度应大于横杆122的长度，该杠杆12的中部转动地连接在工作台1的底部上，其两端均可摆动。横杆122与竖杆121可分离设置后再固定连接，也可以按照本实施例的方式一体设置而成，且竖杆121与横杆122垂直设置。在这里，杠杆12与工作台1的转动连接处设于竖杆121与横杆122的相接处。连杆10的上端转动地连接在滑座2上，工作台1上开设有沿上下方向贯穿的通孔，连杆10可摆动地穿过上述通孔，连杆10穿过通孔的下端与横杆122的端部相转动连接；肘杆11的一端转动地连接在螺母9上，肘杆11的另一端则转动地连接在竖杆121的下端部上。此外，肘杆11应倾斜于水平面设置，肘杆11与水平面之间的夹角亦被称作肘杆11的压力角，在该压力机工作行程中，上述压力角应控制在0°～45°之间。

在本实施例中，多组增力机构100关于丝杠8与螺母9的轴心线对称地分布。这主要根据滑座2与螺母9的外部形状，以安装的便利性和受力的均衡性为依据予以安装，设置时将滑座2的轴心线与丝杠8的轴心线沿同一直线方向延伸为佳。常见的有两种设置形式：一种是，滑座2与螺母9均有相对的两侧，如两者横截面为矩形，每一侧上均设置至少两组增力机构100，例如本实施例中滑座2与螺母9的前侧与后侧上均设置有两组增力机构100，即连杆10在滑座2的底部上的连接点呈矩形分布；另一种是，螺母9均呈圆柱形，这样，将这多组增力机构100沿圆周方向均匀间隔地分布在螺母9的周向侧部上，且多组增力机构100中连杆10在滑座2的底部上的连接点沿同一圆周方向均匀间隔分布，通常可设置为3组，这样安装也很方便，同时还能够使得滑座2与螺母9的受力均衡。

这样，当电机6工作时，丝杠8旋转，带动螺母9沿丝杠8的轴向上下运动，螺母9带动肘杆11转动，肘杆11转动时驱动杠杆12转动，杠杆12的另一端则作用于连杆10，使得连杆10作用于滑座2，进而驱使滑座2与上模3一起上下滑动而与下模4配合实现压力加工。其中，电机6驱动丝杠8旋转，该驱动力矩经过滚珠丝杠螺母副转化成促使螺母9沿丝杠8移动的牵引力，该牵引力经过肘杆11进行一次放大、再经过L形的杠杆12进行二次力放大后，通过连杆10作用于滑座2，输出工作力，实现所要求的加工任务。

根据力学原理，本实施例中压力机的输出力计算如下：

$F_o=\frac{2M}{d_2\tan \mathrm{\&lambda;}}\frac{l_1}{l_2\tan \mathrm{\&alpha;}},$

其中：M—伺服电机6的输出扭矩；

d₂—丝杠8的中径；

λ—丝杠8的升角,T为丝杠8的导程；

l₁—竖杆121的长度；

l₂—横杆122的长度；

α—肘杆11的理论压力角；

由此可见，压力机的输出力与输入力的比值，即增力系数i为：

$i=\frac{l_1}{l_2\tan \mathrm{\&alpha;}}$

因此，控制杠杆12的竖杆121与横杆122的长度比，并使得肘杆11的理论压力角在压力机的工作行程中处于0°～45°之间，便可获得较大的增力系数，进而获取较大的冲压力。

综上，本发明的动力下置式拉杆压力机，具有如下技术特点：

(1)输出力大。由上述的压力机输出力的计算公式可以得知，通过采用增力机构100，其增力效果显著，因此可以在输入力较小的情况下，获得大的输出力。这样，与传统的压力机相比，当要求压力机输出吨位数一定的条件下，可以采用较小功率的电机，这不仅节约能源，而且降低了成本。此外，由于增力机构100中串联了一级肘杆11，而肘杆11的非线性特性使得压力机在非工作行程速度快，节省了辅助工时，在加工行程输出力大、速度低，便于工件的成型。

(2)改善了压力机工作台1下底座的受力情况，使得压力机底座更易满足强度和刚度要求。由于将动力系统(电机6、减速器及滚珠丝杠螺母副)下置，使得螺母9对丝杠8的反作用力Fi反向作用于工作台1，这样可与部分工作载荷相平衡，压力机底座所受到的实际载荷F＝F0-Fi。因此与同类结构相比，该压力机的底座更易满足强度与刚度要求，更利于减震降噪，使得底座的使用寿命得到大幅提高。从另一方面看，在满足强度与刚度要求的条件下，压力机的结构尺寸可以做的更小，此外还能够降低冲压工作时的噪音。

(3)改善了压力机的动态性能。由于本压力机的动力系统下置，并且去掉了传统机械压力机所用的飞轮，从而使压力机的重心降低。重心越低，越容易保证压力机工作的稳定性，使其动态性能得到很好的改善。此外，动力系统下置，取消机械飞轮，也使压力机的整体结构尺寸减小，重量减轻，实现了轻量化。

(4)对称式结构抵消了附加的横向载荷，提高了压力机的性能。由于该压力机在结构上沿竖直方向相对于中心线呈对称布置，理论上，各运动部件都不会产生附加的横向载荷，在一定程度上减小了压力机主要传动零件的摩擦磨损，提高了传动系统的效率，延长了其相关零件的使用寿命。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动力下置式拉杆压力机，包括固定设置在机架上的工作台、沿竖直方向升降地设于所述机架上并位于所述工作台上方的上模组件，其特征在于：所述压力机还包括固定地安装在所述工作台下方的电机、与所述电机的输出轴相传动连接的丝杠、螺纹配合地套设在所述丝杠上的螺母，所述丝杠的轴心线沿竖直方向分布，所述压力机还包括多组增力机构，每组所述增力机构均包括一端铰接在所述上模组件上的连杆、一端转动地连接在所述螺母上的肘杆、转动地设于所述工作台底部且呈L形的杠杆，所述杠杆的两端分别与所述连杆的另一端、所述肘杆的另一端相转动连接，所述杠杆包括横杆、固定在所述横杆一端的竖杆，所述横杆与所述竖杆固定连接设置或一体设置，所述横杆与所述竖杆的相接处转动地连接在所述工作台上，所述肘杆倾斜于水平面设置。

2.根据权利要求1所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：所述上模组件的轴心线与所述丝杠的轴心线沿同一直线方向分布，多组所述增力机构关于所述丝杠的轴心线对称地分布。

3.根据权利要求2所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：所述上模组件包括上下升降地设于所述机架上的滑座、固定地设置在所述滑座下方的上模，所述工作台上固定地设有与所述上模相配合的下模。

4.根据权利要求3所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：所述滑座、所述螺母均具有相对的两侧，每一侧上均设有至少两组所述增力机构。

5.根据权利要求3所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：多组所述增力机构沿同一圆周方向均匀间隔分布，所述圆周的轴心线与所述丝杠的轴心线沿同一直线方向延伸。

6.根据权利要求3所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：所述工作台上方设有多个用于提供所述滑座上下滑动导向的导柱。

7.根据权利要求1所述的动力下置式拉杆压力机，其特征在于：所述工作台上开设有沿竖直方向延伸的通孔，所述连杆可摆动地穿过所述通孔。