CN104972039A - 实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机，包括内偏心套和外偏心套，所述内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂不相等，且e₁+e₂＝2e，e为内外偏心套偏心距相等情况下内外偏心套的偏心距，e₁和e₂满足以下关系式：当内偏心套角速度ω₁大于外偏心套角速度ω₂时，当内偏心套角速度ω₁小于外偏心套角速度ω₂时，本发明能显著减小螺旋线摆动辗压机工作时的振动。

Description

实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机

技术领域

本发明涉及一种摆动碾压机，尤其涉及一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机。

背景技术

摆辗是连续局部塑性成形新工艺，具有省力、冲击小、振动小、噪声小、节能节材和产品精度高等优点，广泛应用于机械、汽车、电器、仪表、五金工具等众多工业领域。

螺旋线摆动辗压机由于摆头能实现螺旋线运动轨迹，宜于摆辗成形中心截面形状较为复杂的零件，但是，目前国内外设计的实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机内外偏心套偏心距相等，而在内外偏心套偏心距相等的情况下，螺旋线摆动辗压机工作时机身会产生较大的振动，极大抑制了螺旋线摆动辗压机的应用及发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机，它能显著减小螺旋线摆动辗压机工作时的振动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机，包括内偏心套和外偏心套，所述内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂不相等，且e₁+e₂＝2e，e为内外偏心套偏心距相等情况下内外偏心套的偏心距，e₁和e₂满足以下关系式：

当内偏心套角速度ω₁大于外偏心套角速度ω₂时，

当内偏心套角速度ω₁小于外偏心套角速度ω₂时，

按上述技术方案，ω₁＝4πrad/s，ω₂＝14/3πrad/s，e₁+e₂＝20mm，由此得到内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂的关系为e₁/e₂＞1.72。

按上述技术方案，e₁＝14mm，e₂＝6mm。

本发明产生的有益效果是：本发明保证了内外偏心套偏心距的和一定，即e₁+e₂＝2e，以在不改变现有摆动碾压机整体结构的情况下，只改变内外偏心套的偏心距，就可以有效减小螺旋线摆动辗压机工作时的振动，具有简单、高效的优点，且生产成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中内外偏心套的位置关系图。

图2是本发明实施例中内外偏心套的偏心矢量图。

图3是本发明实施例实现螺旋线轨迹的示意图。

图4是现有摆动辗压机实现螺旋线轨迹的示意图。

图5是本发明实施例中内偏心套的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

图7是本发明实施例中外偏心套的结构示意图。

图8是图7的侧视图。

图9是本发明实施例中摆头装置的结构示意图。

图中：1-球头，2-调心滚子轴承，3-内偏心套，4-单列滚针轴承，5-外偏心套，O-外偏心套中心点，O₁-内偏心套中心点，O₂-摆头中心点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图9所示，一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机，包括球头1、内偏心套3和外偏心套5，球头1安装在内偏心套3的内腔，球头1和内偏心套3之间设置有调心滚子轴承2，内偏心套3安装在外偏心套5的内腔，内偏心套3与外偏心套5之间安装有单列滚针轴承4，内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂不相等，且e₁+e₂＝2e，e为内外偏心套偏心距相等情况下内外偏心套的偏心距，e₁和e₂满足以下关系式：

当内偏心套角速度ω₁大于外偏心套角速度ω₂时，

当内偏心套角速度ω₁小于外偏心套角速度ω₂时，

在本发明的优选实施例中，给参数赋值，ω₁＝4πrad/s，ω₂＝14/3πrad/s，e₁+e₂＝20mm，由此得到内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂的关系为e₁/e₂＞1.72，取e₁＝14mm，e₂＝6mm。

如图1～图9所示，本发明实施例中内外偏心套的设计方法具体包括以下步骤：

S1、根据摆头中心点的位置方程 $\left\{\begin{array}{c}x=e_1{\mathrm{cos\ω}}_{1}t+e_2{\mathrm{cos\ω}}_{2}t\\ y=e_1{\mathrm{sin\ω}}_{1}t+e_2{\mathrm{sin\ω}}_{2}t\end{array}\right.,$ 分别计算得出等偏心距和不等偏心距下摆头中心点加速度a和a'，

$\left\{\begin{array}{c}a=e\sqrt{\{{({{\mathrm{\ω}}_1}^2+{{\mathrm{\ω}}_2}^2)}^2+2{{\mathrm{\ω}}_1}^2{{\mathrm{\ω}}_2}^2\[cos({\mathrm{\ω}}_{1}t-{\mathrm{\ω}}_{2}t)-1\]\}},e_1=e_2\\ a^{\′}=\sqrt{{(e_1{{\mathrm{\ω}}_1}^2+e_2{{\mathrm{\ω}}_2}^2)}^2+2e_1{e}_2{{\mathrm{\ω}}_1}^2{{\mathrm{\ω}}_2}^2\[cos({\mathrm{\ω}}_{1}t-{\mathrm{\ω}}_{2}t)-1\]},e_1\≠e_2\end{array}\right.---\left(1\right),$

其中，e₁为内偏心套偏心距，e₂为外偏心套偏心距，且e₁+e₂＝2e，ω₁为内偏心套角速度，ω₂为外偏心套角速度；

S2、由公式(1)推出等偏心距和不等偏心距下摆头中心点加速度变化范围|a|和|a'|、振幅A和A'，

$\left\{\begin{array}{c}\left|a\right|\∈\[e\left|{{\mathrm{\ω}}_1}^2-{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right|,e\left({{\mathrm{\ω}}_1}^2+{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right)\],A=2e{\left|{{\mathrm{\ω}}_1}^2,{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right|}_{\min },e_1=e_2\\ \left|a^{\′}\right|\∈\[\left|e_1{{\mathrm{\ω}}_1}^2-e_2{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right|,\left(e_1{{\mathrm{\ω}}_1}^2+e_2{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right)\],A^{\′}=2{\left|e_1{{\mathrm{\ω}}_1}^2,e_2{{\mathrm{\ω}}_2}^2\right|}_{\min },e_1\≠e_2\end{array}\right.---\left(2\right);$

S3、由公式(2)可知，为了减小摆动辗压机工作时的振动，需要减小摆辗过程中的加速度及振幅，即满足以下关系式

$\left\{\begin{array}{c}{\left|a^{\&prime;}\right|}_{max}<{\left|a\right|}_{max}\\ A^{\&prime;}<A\end{array}\right.---\left(3\right);$

S4、当满足条件|a'|_max＜|a|_max时，由可推出以下关系式，

(e₁-e₂)(ω₁ ²-ω₂ ²)＜0   (4)；

S5、在条件A'＜A下，当内偏心套角速度大于外偏心套角速度，即ω₁＞ω₂时，由关系式(4)可得e₁＜e₂，此时A＝2eω₂ ²，如果A'＝2e₂ω₂ ²，由于e₂＞e，则A'必然大于A，所以A'＝2e₁ω₁ ²，由A'＜A可推出内外偏心套偏心距需要满足关系式

$\frac{2e_1}{e_1+e_2}<\frac{{{\mathrm{\&omega;}}_2}^2}{{{\mathrm{\&omega;}}_1}^2}---\left(5\right),$

当内偏心套角速度小于外偏心套角速度，即ω₁＜ω₂时，由关系式(4)可得e₁＞e₂，此时A＝2eω₁ ²，如果A'＝2e₁ω₁ ²，由于e₁＞e，则A'必然大于A，所以A'＝2e₂ω₂ ²，由A'＜A可推出内外偏心套偏心距需要满足关系式

$\frac{2e_2}{e_1+e_2}<\frac{{{\mathrm{\&omega;}}_1}^2}{{{\mathrm{\&omega;}}_2}^2}---\left(6\right).$

综上所述，只要我们设计内外偏心套偏心距满足关系式(5)或(6)，就可以达到减小实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机工作时振动的目的。

将关系式(5)或(6)中的参数赋值：ω₁＝4πrad/s，ω₂＝14/3πrad/s，e₁+e₂＝20mm，由此可得到内外偏心套偏心距要满足的关系式为e₁/e₂＞1.72，取e₁＝14mm，e₂＝6mm，由此得到的螺旋线轨迹如图3所示。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种实现螺旋线运动轨迹的摆动辗压机，包括内偏心套和外偏心套，其特征在于，所述内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂不相等，且e₁+e₂＝2e，e为内外偏心套偏心距相等情况下内外偏心套的偏心距，e₁和e₂满足以下关系式：

当内偏心套角速度ω₁大于外偏心套角速度ω₂时，

当内偏心套角速度ω₁小于外偏心套角速度ω₂时，

2.根据权利要求1所述的摆动辗压机，其特征在于，ω₁＝4πrad/s，ω₂＝14/3πrad/s，e₁+e₂＝20mm，由此得到内偏心套偏心距e₁和外偏心套偏心距e₂的关系为e₁/e₂＞1.72。

3.根据权利要求2所述的摆动辗压机，其特征在于，e₁＝14mm，e₂＝6mm。