CN104494181A - 薄膜式小行程压力机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用液体作为介质的薄膜式小行程压力机，包括底座、四个相互平行的立柱、上滑块、下滑块、升降装置、薄膜式压力发生器，底座与立柱固定连接，下滑块沿立柱上下滑动，薄膜式压力发生器在底座与下滑块之间，薄膜式压力发生器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板一和刚性平板二，薄膜设于刚性平板一和刚性平板二间；薄膜单独或与刚性平板一、刚性平板二共同形成有容纳液体的密闭空间；刚性平板一或刚性平板二设置有通道，密闭空间通过通道连通一个可输出方向周期性变化的液流的液压源；该种薄膜式小行程压力机，高度小，体积小，重量轻，成本低，压力大，不需密封，无污染，无磨损。

Description

薄膜式小行程压力机

技术领域

    本发明涉及一种薄膜式小行程压力机。

背景技术

压力机广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。压力机常使用液压缸作为动力。但在需要大压力，小行程的场合，使用液压缸的缺点是：1、有泄漏磨损和污染，2、高度大，体积大，3、成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜式小行程压力机解决现有技术中存在的         问题。

本发明的技术解决方案是：

一种薄膜式小行程压力机，包括底座、四个相互平行的立柱、上滑块、下滑块、升降装置、薄膜式压力发生器，底座与立柱固定连接，下滑块沿立柱上下滑动，薄膜式压力发生器在底座与下滑块之间，

薄膜式压力发生器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板—和刚性平板二，薄膜设于刚性平板—和刚性平板二间；

薄膜单独或与刚性平板—、刚性平板二共同形成容纳液体的密闭空间；液体可通过通道进出此密闭空间，密闭空间通过通道连通液流方向周期性变化的液压源；

刚性平板—、刚性平板二相向的两面均可分为三个区域：与薄膜或液体始终接触的区域Ⅰ；与薄膜或液体始终不接触的区域Ⅱ；其它区域Ⅲ；区域Ⅰ与区域Ⅱ不连通；薄膜与刚性平板—、刚性平板二可采用粘接或用法兰螺钉固定，或仅仅接触。

进一步地，密闭空间通过通道分别连通开关阀、直流泵，电机或其它动力驱动的开关阀、直流泵的另一端均与蓄液池连通，直流泵连续地将液体从蓄液池送往密闭空间，开关阀周期性地将液体从密闭空间排向蓄液池，使密闭空间内的液体的体积、压强周期性地变化。

进一步地，液流方向周期性变化的液压源采用无单向阀的柱塞泵或采用直流泵和方向控制回路实现的装置。

进一步地，升降装置包括上滑块、减速电机、小齿轮、电机座、立柱、复合轮、三个链轮螺母体、四个弹性挡圈、链条，链轮螺母体由上部的链轮与圆筒组成，圆筒内部的螺纹与立柱的螺纹啮合，圆筒外部与上滑块上的圆孔滑动配合，圆筒的下端有一截面为矩形的环槽，槽内安装有弹性挡圈，该挡圈的上平面到圆筒最上端的距离大于上滑块的厚度，复合轮是在链轮水平面固定了一个大齿轮，减速电机通过电机座固定在上滑块的水平面，安装在减速电机轴上的小齿轮与大齿轮啮合，链条与这四个链轮啮合传动，电机旋转时，通过上述机构使四个螺母同向旋转，带动除立柱外的上述构件向上或向下移动，上模安装在上滑块的下平面，下模安装在下滑块的上平面。

本发明的有益效果是：该种薄膜式小行程压力机，高度小，体积小，重量轻，成本低，压力大，不需密封，无污染，无磨损。它利用柔性薄膜在曲率半径很小时可承受较大压强的原理，用两个平行的刚性平板与不渗透不易拉伸的材料制成的柔性薄膜连接，薄膜与两个平板形成了一个密闭空间。经一通道向这一密闭空间注入液体，当密闭空间内的液体体积和压强变化时，就可以输出位移和力。为了满足放入和取出工件的需要，本发明设计了升降装置，在没有压力的状态下，可以用较小的动力完成上滑块的升降，在有压力的状态下，利用螺纹的自锁使上滑块能承受足够的压力。

附图说明

    图1是本发明实施例的结构示意图；

    图2是实施例薄膜与刚性平板二粘接的结构示意图；

图3是实施例薄膜与刚性平板二法兰固定的结构示意图；

其中：1-小齿轮，2-电动机，3-复合轮，4-上滑块，5-弹性挡圈，6-立柱，7-下滑块，8-薄膜，9-底座，10-链轮，11-电机座，12-链条，13-安全阀，14-管道，15-泵，16-截止阀，17-蓄液池，18-刚性平板一，19-刚性平板二。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

为满足大压力小行程的需要，实施例利用薄膜8在曲率半径很小时可承受较大压强的原理，通过泵15向薄膜8内注入液体使薄膜8的厚度增大而产生小位移并产生压力。它没有活塞，从而克服了液压缸泄漏，磨损，耗能高等缺点，它的主要部分由平行放置的两个刚性平板，与两平板密封连接的用不泄漏，不易伸长的柔性材料制成的薄膜8组成，三者形成了一个可变容积的密闭的空间，液体可以经一通道进出这一密闭空间，在内部压强作用下，薄膜8的自由边缘处形成了曲率半径很小的曲面，此处应力最大，其它部分因为与刚性平板接触而应力较小。薄膜8的面积比起液压缸很大，因此很小的压强就可以产生很大的压力。为了工件的进出，实施例设计了在无压力状态下增大空间的机构。

实施例的一种薄膜式小行程压力机，包括底座9、四个相互平行的立柱6、上滑块4、下滑块7、升降装置、薄膜式压力发生器，底座9与立柱6固定连接，下滑块7沿立柱6上下滑动，薄膜式压力发生器在底座9与下滑块7之间，如图1。

薄膜式压力发生器由两个相互平行的刚性平板一18、刚性平板二19、用不渗漏不易伸长的柔性材料制成的薄膜8组成，如图1、图2，刚性平板一18、刚性平板二19相向的两面分别为A`面、B`面，A`面、B`面的距离很小，不超过30mm，两刚性平板可作垂直于A`面的相对运动。

A`面、B`面可分为三个区域：

与薄膜8或液体始终接触的区域Ⅰ；

与薄膜8或液体始终不接触的区域Ⅱ；

其它区域Ⅲ。

区域Ⅰ和区域Ⅱ不连通，薄膜8仅在区域Ⅰ与刚性平板密封连接，连接的方法是粘接、法兰压紧连接或仅仅接触而不固定，即与设有通道的刚性平板，在非通道区域，薄膜8与刚性平板粘接，如图2，或通过螺钉、法兰压紧，如图3，使薄膜8单独或与刚性平板共同形成密闭空间，而薄膜8与另一刚性平板可以部分粘接或仅仅接触而不固定，使刚性平板能够垂直于A`面运动。

两刚性平板和薄膜8形成了一个密闭的空间，液体经一通道进出这一密闭空间，使密闭空间的液体体积和压强变化，产生刚性平板的位移和振动力。所用的液体通常是水。

底座9与四个立柱6固定连接，下滑块7上有四个孔与立柱6外圆滑动配合，薄膜8发生器除泵15、管道14、截止阀16、安全阀13、蓄液池17外安装在底座9上平面与下滑块7的下平面之间，上滑块4、减速电动机2、电机座11、一个复合轮3、三个链轮10、螺母体链条12、弹性挡圈5、立柱6共同组成了升降装置。链轮10螺母体由上部的链轮10和一个圆筒组成。圆筒的内螺纹与立柱6的外螺纹啮合，它的外圆与上滑块4的孔滑动配合。圆筒的下部有一截面为矩形的环形沟槽，沟槽内安装有一个弹性挡圈5，弹性挡圈5的上平面到圆筒的最上端的距离略大于上滑块4的厚度。复合轮3除在链轮10的上平面固定一个大齿轮外，与链轮10螺母体相同。安装有小齿轮1的减速电动机2通过电机座11固定在上滑块4的上平面。小齿轮1与大齿轮啮合，链条12与四个链轮10啮合。电动机2旋转时，通过上述机构时四个螺母同向旋转，带动除立柱6外的上述构件向上或向下运动，满足放入或取出工件的需要。

在上升阶段，薄膜8内没有压力，阻碍螺母运动的是重力，比起工作压力，重力是很小的，所以，只需很小的动力就可以驱动螺母。在有压力时，螺母处于自锁状态，所以可以承受任意大的力而不动。上模固定在上滑块4的下平面，下模固定在下滑块7的上平面。工作时，首先时上滑块4向上运动，放入工件后，令上滑块4向下移动到位后停止，然后，液体注入薄膜8，使下滑块7向上移动。完成压制后，上滑块4向上移动到位后停止，然后取出工件。

该种薄膜式小行程压力机，利用柔性薄膜8在曲率半径很小时可承受较大压强的原理，用两个平行的刚性平板与不渗透不易拉伸的材料制成的柔性薄膜8连接，薄膜8与两个平板形成了一个密闭空间。经一通道向这一密闭空间注入液体，在内部压强作用下，区域Ⅱ的截面是半圆。半径R约等于振幅A。薄膜8单位长度的应力σ=P/R。由此可见，只要R的最大值足够小，就可以满足强度要求。区域Ⅱ的应力不大于区域Ⅰ的应力。当密闭空间内的液体体积和压强变化时，就可以输出位移和力。为了满足放入和取出工件的需要，本发明设计了升降装置，在没有压力的状态下，可以用较小的动力完成上滑块4的升降，在有压力的状态下，利用螺纹的自锁使上滑块4能承受足够的压力。

Claims (4)

1.一种薄膜式小行程压力机，其特征在于：包括底座、四个相互平行的立柱、上滑块、下滑块、升降装置、薄膜式压力发生器，底座与立柱固定连接，下滑块沿立柱上下滑动，薄膜式压力发生器在底座与下滑块之间，

薄膜式压力发生器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板—和刚性平板二，薄膜设于刚性平板—和刚性平板二间；

薄膜单独或与刚性平板—、刚性平板二共同形成容纳液体的密闭空间；液体可通过通道进出此密闭空间，密闭空间通过通道连通液流方向周期性变化的液压源；

刚性平板—、刚性平板二相向的两面均可分为三个区域：与薄膜或液体始终接触的区域Ⅰ；与薄膜或液体始终不接触的区域Ⅱ；其它区域Ⅲ；区域Ⅰ与区域Ⅱ不连通；薄膜与刚性平板—、刚性平板二可采用粘接或用法兰螺钉固定，或仅仅接触。

2.如权利要求1所述的薄膜式小行程压力机，其特征在于：密闭空间通过通道分别连通开关阀、直流泵，电机或其它动力驱动的开关阀、直流泵的另一端均与蓄液池连通，直流泵连续地将液体从蓄液池送往密闭空间，开关阀周期性地将液体从密闭空间排向蓄液池，使密闭空间内的液体的体积、压强周期性地变化。

3.如权利要求1所述的薄膜式小行程压力机，其特征在于：液流方向周期性变化的液压源采用无单向阀的柱塞泵或采用直流泵和方向控制回路实现的装置。

4.如权利要求1-3任一项所述的薄膜式小行程压力机，其特征在于，升降装置包括上滑块、减速电机、小齿轮、电机座、立柱、复合轮、三个链轮螺母体、四个弹性挡圈、链条，链轮螺母体由上部的链轮与圆筒组成，圆筒内部的螺纹与立柱的螺纹啮合，圆筒外部与上滑块上的圆孔滑动配合，圆筒的下端有一截面为矩形的环槽，槽内安装有弹性挡圈，该挡圈的上平面到圆筒最上端的距离大于上滑块的厚度，复合轮是在链轮水平面固定了一个大齿轮，减速电机通过电机座固定在上滑块的水平面，安装在减速电机轴上的小齿轮与大齿轮啮合，链条与这四个链轮啮合传动，电机旋转时，通过上述机构使四个螺母同向旋转，带动除立柱外的上述构件向上或向下移动，上模安装在上滑块的下平面，下模安装在下滑块的上平面。