CN106102955B - 锻造机 - Google Patents

Abstract

一种具有一个或多个锻锤的锻造机，对于每个锻锤，该锻造机包括：偏心轴(1)，其适合于围绕第一轴线旋转；连接杆(2)，其适合于由作为曲柄操作的偏心轴致动；导引框架(10)；其中，锻锤适合于在所述导引框架内沿着垂直于第一轴线的第二轴线执行交替的工作运动；其中，锻锤包括液压缸(8)，液压缸(8)设置有中空本体(5)和活塞(3)，锻造构件(15)外部地固定到中空本体(5)，活塞(3)至少部分地插入所述中空本体内，并且活塞(3)可移除地联接到连接杆；其中，布置在活塞和中空本体之间的第一液压室(6)允许远离所述活塞或朝向所述活塞移动中空本体；其中，提供脱开装置，以用于将活塞从连接杆脱开。

Description

锻造机

发明领域

本发明涉及具有一个或多个锻锤(hammer)的用于径向锻造的机器，其中每个锻锤执行由偏心机构致动的向前-向后工作行程。

现有技术

在利用多个锻锤径向锻造的情况中，操作原理是借助于数个锻锤(例如，四个锻锤)同步加工到来的金属产品的操作原理，该数个锻锤相对于待锤打的金属产品的纵向引入轴线径向地操作。

在加工期间，锻锤执行短的向前-向后行程，并且锻锤被致动，具体地通过连接杆-曲柄-滑块-连杆型机构被致动，其中曲柄是偏心轴并且连杆是在套筒内被导引的缸体。

通常由齿轮构成的运动链将机器机构的偏心轴连接到彼此，从而使连接到对应的缸体的锻锤的行程同步。

偏心轴直接在轴向上连接到牵引系统或借助于前述的运动链连接到牵引系统。

偏心轴制造成以便获得高的飞轮惯性，该高的飞轮惯性允许单独地在正被加工的材料上产生比借助于由牵引系统自身供给的平均扭矩可以产生的循环力更高的循环力。

通常在该系统中，连接杆和缸体之间的约束是双向约束，即该约束抵抗牵引力和压缩力。在其中该约束是单向约束(即仅能够抵抗压缩力)的方案存在于现有技术中，例如在EP0667197B1中。即使当连接杆和缸体倾向于分离时，在连接杆和缸体之间也通过机械弹簧或液压弹簧保持接触，该机械弹簧或液压弹簧在限定曲柄的偏心轴的方向上在缸体上操作。

不利的是，这种类型的机器是专用的，即，仅可以作为型锻机工作，即，具有短的工作行程(由轴的偏心距给出)和高的频率(由偏心轴的旋转速度给出)。

此外，在EP0667197B1中，螺钉连接/螺母-螺钉连接设置在形成缸体的两个部分之间。这种类型的连接(其功能是调整缸体的长度并且因此调整锻锤的位置)可以仅在其未处于负载的条件下仅执行锻锤的缓慢运动并且不可以在加工期间吸收来自材料的任何过载。因此，该连接经受尺寸过大、磨损和失效。

存在不太常见的方案，其中致动由液压缸构成的锻锤的系统固定到锻造机的框架并且借助于锻造阀致动。在这样的方案中，较长的工作行程可以以较低的频率产生，因而使用该机器用于锻造具有较高的刺穿性的材料。因而，在这种情况下，机器作为传统的锻造压力机工作。然而，具有短的行程和高的频率(即，作为型锻机)的机器的运行具有较低的频率，并且其锻锤的同步性是不太可靠的；此外，能量效率是低得多。

因此，需要制造一种允许克服前述缺点的创新的锻造机。

发明概述

本发明的主要目的是提供一种径向锻造机，例如其具有两个、三个或四个锻锤，该锻造机既可以有效地作为型锻机(短的工作行程和高频率)使用又可以有效地作为传统的锻造压力机(较长的锻锤工作行程、低的频率和模块化锻造速度)使用。

本发明的另外的目标是提供一种径向锻造机，该径向锻造机可以可选地与连接杆/曲柄控制装置一起工作或仅与液压控制装置一起工作。

本发明的另一个目标是提供一种径向锻造机，该径向锻造机允许以简单快速的方式设定锻锤的位置，同时允许保护机器免受过载。

本发明因而目标在于，通过制造具有一个或多个锻锤的锻造机来达到上面所讨论的目标，对于每个锻锤而言，该锻造机包括：

-偏心轴，其适合于围绕第一轴线旋转，

-连接杆，其适合于由作为曲柄操作的所述偏心轴致动，

-以及导引框架，

其中，锻锤适合于在所述导引框架内沿垂直于第一轴线的第二轴线执行交替的工作运动，

其中，锻锤包括液压缸，液压缸设置有中空本体和活塞，锻造构件外部地固定到中空本体，活塞至少部分地插入所述中空本体内，并且活塞可移除地联接到连接杆，

其中，布置在活塞和中空本体之间的第一液压室允许远离所述活塞和/或朝向所述活塞移动中空本体，

其中，提供脱开装置，以用于将活塞从连接杆脱开，以便在脱开后，锻锤可以借助于第一液压室以交替的方式液压地致动，然而，当活塞联接到连接杆时，锻锤可以借助于偏心轴-连接杆组件以交替的方式机械地致动，并且第一液压室允许沿着第二轴线调节锻锤的平均工作位置。

本发明的第二方面涉及用于使上述锻造机从作为型锻机操作切换到作为传统锻造压力机操作的方法，所述方法包括下列步骤：

a)将活塞和连接杆设置成相互接触，以便借助于偏心轴-连接杆组件以交替的方式机械地致动锻锤，其中第一液压室允许仅调节锻锤沿着第二轴线的平均工作位置，该机器作为型锻机工作；

b)借助于脱开装置将活塞从连接杆脱开，使得锻锤可以以使液体交替地输入到第一液压室和从第一液压室输出的交替方式液压地致动，该机器作为锻造压力机工作。

本发明的另外的方面涉及用于使上述锻造机从作为锻造压力机操作切换到作为型锻机操作的方法。

在本发明的机器中，每个偏心轴借助于低摩擦圆柱形本体或简单的轴承连接到对应的连接杆。包括液压缸的锻锤在垂直于偏心轴的轴线的方向上自由轴向地移动，并且通过环形室中存在的液压借助于低摩擦构件(滑动件)与连接杆保持接触，该环形室起液压补偿弹簧的作用。

偏心轴借助于牵引系统旋转，并且在第一操作模式中，借助于连接杆将宽度等于轴的两倍偏心距且频率等于轴本身的旋转频率的交替运动施加在液压缸上。

锻造构件刚性地然而可移除地(以允许更换)被连接到液压缸的端部部分，并且从而经受相同的交替运动，以便作用在正被加工的产品上。

液压缸由活塞和衬里或中空本体组成，在活塞和衬里或中空本体之间形成另外的液压室。该另外的液压室允许调节缸体的长度：通过在所述另外的室内部引入所需量的油，远离或朝向活塞移动衬里以便获得锻造构件将在产品上进行操作的适当位置是可能的。

所述另外的液压室在过载情况下还作为机器的保护装置操作：实际上，在这些情况下，存在于该另外的室中的油可以借助于最大压力阀排放，从而保护构成机器的构件。

凭借锻锤同步运动学的简单的机械学和精确度，该第一操作模式，命名为型锻机模式，允许锻锤对于所有材料刺穿性都达到非常高的工作频率，具有短的锻锤工作行程。

如果需要以长的工作行程、低的频率和模块化锻造速度工作，那么可以另外地使用专有的液压控制装置，而不需要使用包括偏心轴和连接杆的机械传动装置，而是通过改变液压缸的长度并且从而改变锻造构件的径向位置而对前述液压室液压地操作。在这样的第二操作模式，命名为传统锻造压力机模式中，连接杆和偏心轴之间的轴承是不旋转的并且因而必须被保护免受过度的载荷，特别地如果轴承是液体动压类型的话。因此，在该第二操作模式中，由液压缸施加在被加工材料上的力被禁止释放到轴承上。

为了激活该第二操作模式，前述脱开装置或脱离装置将液压缸与偏心控制装置分开。在优选的变型中，在机器的结构中被稳固地导引的楔形物在两个极限位置之间行进，该两个极限位置是：

-脱离的楔形物位置(型锻机操作模式)，其中，在楔形物的下部表面和活塞的上部表面之间总是保持间隙，而与活塞本身的工作位置无关；

-以及接合的楔形物位置(锻造压力机操作模式)，其中在连接杆和活塞之间总是保持间隙。

一旦活塞与连接杆/曲柄控制装置分开，机器可通过经由以交替的方式改变缸体的长度以及从而改变锻造构件的位置来对活塞和衬里之间的液压室液压地操作而被使用。机器还可以被使得以长行程并且从而以锻造操作模式工作，因为通过填充或排空前述液压室使衬里或中空本体以及从而使锻造构件根据需要远离活塞移动是可能的。在该模式中，相对于借助于连接杆-曲柄系统控制的型锻压力机模式而言通常需要较低的频率，该型锻压力机相反具有短的行程和高的频率。

因此，本发明的目标的锻造机特别地具有下列优势：

-通过停用连接杆-曲柄机构和利用专有的液压控制装置来操作，允许锻造不仅缓慢并且还具有长的工作行程；

-通过停用连接杆-曲柄机构和利用专有的液压控制装置来操作，允许通过调整锻造速度来锻造；

-在机器以型锻压力机模式使用期间，以液压方式设定锻锤的位置；

-在两种操作模式中，保护机器免受过载。

附图简述

参照附图，根据通过非限制性示例示出的锻造机的优选的、但非排他的实施方案的详细描述，本发明的另外的特征和优点将是更明显的，在附图中：

图1示出了根据本发明的在作为型锻压力机的第一操作模式中的机器的一部分的第一剖视图；

图2示出了根据本发明的在作为锻造机的第二操作模式中的所述机器的第二剖视图；

图3示出了根据本发明的处在作为型锻压力机的第一操作模式中的机器的所述部分的第三剖视图，其中液压缸处于伸出的操作位置。

在附图中，相同的附图标记表示相同的构件或部件。

发明的优选实施方案的详细描述

附图示出了具有一个或多个锻锤的径向锻造机的一部分的优选的实施方案，根据本发明，该径向锻造机可以作为型锻机或作为传统锻造机操作。

作为型锻机操作意味着机器的操作具有短的锻锤工作行程(例如，大约低于或等于80mm的值)和例如大约2Hz至8Hz的高频率。

作为传统锻造机操作意味着机器的操作具有较长的锻锤工作行程(例如，大约低于或等于500mm的值)和低频率(例如，大约低于3Hz的值)以及模块化锻造速度(多达低于或等于500mm/s的值)。

对于每个锻锤，本发明的机器对象包括：

-偏心轴1，其适合于围绕第一轴线X旋转，

-连接杆2，其适合于由作为曲柄操作的所述偏心轴1致动，

-导引框架10，其用于导引处于其交替的工作运动中的锻锤。

偏心轴1设置有相对于第一轴线X的偏心部分1’，连接杆2铰接到偏心部分1’。轴承12(优选但非必要地是液体动压(油膜)轴承)设置在连接杆2和偏心部分1'之间。

适合于在相应的导引框架10内沿垂直于第一轴线X的第二轴线Y执行交替的工作运动的每个锻锤包括液压缸8。

这样的液压缸8设置有中空本体5和活塞3，该中空本体5在相对于连接杆2的远侧，锻造构件15外部地固定到中空本体5，活塞3在连接杆2的近侧，且活塞3至少部分地插入中空本体5中。锻造构件15优选地总是布置在导引框架10的外侧。然而，不可排除锻造构件15在缩回位置中至少部分地在导引框架10的内部。有利地，活塞3以可移除的方式联接到连接杆2(图1和图2)。通常提供低摩擦构件13，其布置在活塞3和连接杆2之间、一体地固定到活塞3以及优选地容纳在活塞3自身的腔中。

液压缸8还包括布置在活塞3和中空本体5之间的液压室6，液压室6通过将液体(例如，液压油)引入内部来允许中空本体5以及从而锻造构件15远离活塞3移动。相反，中空本体5可以通过将液体从液压室6排出而朝向活塞3移动。液压油的入口通道和出口通道连接到液压缸中的共同的液压室6，该入口通道和出口通道在图中未示出。

有利地，提供脱开装置，以用于使活塞3从连接杆2脱开。

在优选的变型中，这样的脱开装置包括致动楔形物7的致动器18，楔形物7布置在机器的设置于偏心轴1和活塞3之间的结构的腔20中并且楔形物7可以在所述腔内移动，使得当楔形物7在第一操作位置或第一端部位置(图2)时，在楔形物7和活塞3之间提供接触并且在活塞3和连接杆2之间提供间隙，然而当楔形物7在第二操作位置或第二端部位置(图1)时，在活塞3和连接杆2之间提供接触并且在楔形物7和活塞3之间提供间隙。

致动器18可以是自动或手动地致动的液压、气动或机械的千斤顶。致动器18固定到机器的框架或主壳体。楔形物7有利地具有由连接杆2的邻近活塞3的端部穿过的中心孔21。

在其它变型中，脱开装置可以包括，例如，与锻锤同轴的液压回转环及机电千斤顶、使连接杆在旋转位置产生相对于轴线Y偏离轴线的位移的连接杆脱离装置、连接杆本身，但该连接杆本身是可变长度类型的(机械的或液压的)。

在第一操作位置(图2)，即活塞3和连接杆2之间脱开后，锻锤可以借助于第一液压室6以交替的方式仅液压地致动。机器可以被使得以长的工作行程工作，并且因而通过经由填充或排空液压室6来根据需要交替地远离或朝向活塞3移动中空本体5以及从而移动锻造构件15，机器以锻压模式操作。在该操作模式中，另外应避免的是，在操作期间，因为活塞3上的推力借助于楔形物7自身释放到机器的主框架上，因此锻造载荷释放到连接杆2上，并且从而释放到未正在旋转的轴承12上。

在第二操作位置(图1)中，即当活塞3和连接杆2联接时，锻锤可以借助于偏心轴1-连接杆2组件以交替的方式机械地致动。在该情况下，机器可以作为型锻机工作，其具有短的锻锤工作行程和高的振荡频率。液压室6仅允许通过调节其中的液体量来调节锻锤沿着第二轴线Y的平均工作位置。凭借与液压室6相关联的最大压力阀(未示出)的压力，在作为型锻机的该操作模式下防止过载释放在连接杆2上以及从而也释放在轴承12上是可能的。

在本发明的变型中，液体可以借助于伺服阀进入液压室6和从液压室6排出，以便迅速地调节锻锤在一个锤击行程和另一个锤击行程之间的平均工作位置。

环形形状的第二液压室4还设置在导引框架10和缸体8的中空本体5之间。该第二液压室4用于确保当楔形物在所述第一操作位置时活塞3和楔形物7之间的恒定接触。特别地，该接触由存在于环形室4中的液压确保，环形室4起液压补偿弹簧的作用。

在本发明的变型中，参考图，当连接杆2和轴1的偏心部分1’处于高的位置处时，所述第一操作状态发生。

相反当楔形物7在第二操作位置中时，第二液压室4用于确保活塞3和连接杆2之间的恒定接触。液压缸8的缩短由环形液压室4中的液压确保，环形液压室4起液压补偿弹簧的作用。

本发明的锻造机可以是仅具有一个锻锤或具有两个或更多个锻锤(例如，四个锻锤)的类型。在多个锻锤的情况中，该多个锻锤相对于待加工产品的纵向行进轴线径向地移动。提供连接单个锻锤的偏心轴1的运动链以在型锻机模式下使同一机器的所有锻锤的工作行程同步。

利用本发明的机器，因而从作为型锻机的操作切换到作为锻造压力机的操作是可能的。操作方法变化由下列步骤组成：

a)将活塞3和连接杆2设置成相互接触，以便借助于偏心轴1-连接杆2组件以交替的方式机械地致动锻锤，其中第一液压室6允许仅调节锻锤沿着第二轴线Y的平均工作位置，该机器能够作为型锻机工作；

b)借助于脱开装置将活塞3从连接杆2脱开，使得锻锤可以以使液体交替地输入到第一液压室和从第一液压室6输出的交替方式液压地致动，该机器作为锻造压力机工作。

在步骤a)中，楔形物7在所述第二操作位置中，在楔形物7和活塞3之间有间隙。在步骤b)后，楔形物7在所述第一操作位置中，其中在楔形物7和活塞3之间提供接触。

相反地，从作为锻造压力机的操作到作为型锻机的操作的切换借助于下列步骤发生：

c)将楔形物7设置在第一操作位置中，其中活塞3和楔形物7彼此接触并且其中活塞3和连接杆2彼此脱开，使得锻锤可以以使液体交替地输入到第一液压室6和从第一液压室6输出的交替方式液压地致动，该机器能够作为锻造压力机工作；

d)通过将楔形物7从所述第一操作位置切换到第二操作位置将活塞3联接到连接杆2(其中在活塞3和楔形物7之间提供间隙)，以便借助于偏心轴1-连接杆2组件以交替的方式致动锻锤，其中第一液压室6允许仅调节锻锤沿着第二轴线Y的平均工作位置，该机器能够作为型锻机工作。

Claims (16)

1.一种锻造机，其具有一个或多个锻锤，对于每个锻锤，所述锻造机包括：

-偏心轴(1)，其适合于围绕第一轴线(X)旋转，

-连接杆(2)，其适合于由作为曲柄操作的所述偏心轴(1)致动，

-以及导引框架(10)，

其中，所述锻锤适合于在所述导引框架(10)内沿垂直于所述第一轴线(X)的第二轴线(Y)执行交替的工作运动，

其中，所述锻锤包括液压缸(8)，所述液压缸(8)设置有中空本体(5)和活塞(3)，锻造构件(15)外部地固定到所述中空本体(5)，所述活塞(3)至少部分地插入所述中空本体(5)内，并且所述活塞(3)可移除地联接到所述连接杆(2)，

其中，布置在所述活塞(3)和所述中空本体(5)之间的第一液压室(6)允许远离所述活塞(3)或朝向所述活塞(3)移动所述中空本体(5)，

其中，提供脱开装置，以用于将所述活塞(3)从所述连接杆(2)脱开，从而在脱开后，所述锻锤能够借助于所述第一液压室(6)以交替的方式液压地致动，然而当所述活塞(3)联接到所述连接杆(2)时，所述锻锤能够借助于所述偏心轴(1)-连接杆(2)组件以交替的方式机械地致动，并且所述第一液压室(6)允许调节所述锻锤沿所述第二轴线(Y)的平均工作位置。

2.根据权利要求1所述的锻造机，其中所述脱开装置包括楔形物(7)，所述楔形物(7)布置在腔(20)中，所述腔(20)设置于所述偏心轴(1)和所述活塞(3)之间，所述楔形物(7)由致动器(18)控制，从而当所述楔形物在第一操作位置中时，在楔形物(7)和活塞(3)之间提供接触并且在活塞(3)和连接杆(2)之间提供间隙，然而，当所述楔形物在第二操作位置中时，在所述活塞(3)和所述连接杆(2)之间提供接触并且在所述楔形物(7)和所述活塞(3)之间提供间隙。

3.根据权利要求2所述的锻造机，其中所述楔形物(7)和所述致动器(18)连接到所述锻造机的框架。

4.根据权利要求2所述的锻造机，其中提供第二液压室(4)，所述第二液压室(4)适合于当所述楔形物在所述第一操作位置时确保所述活塞(3)和所述楔形物(7)之间的恒定接触，并且适合于当所述楔形物在所述第二操作位置时确保所述活塞(3)和所述连接杆(2)之间的恒定接触。

5.根据权利要求4所述的锻造机，其中所述第二液压室(4)具有环形形状并且设置在所述导引框架(10)和所述中空本体(5)之间。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的锻造机，其中所述第一液压室(6)设置有最大压力阀，所述最大压力阀适合于在所述锻锤被机械地致动时过载的情况下被致动。

7.根据权利要求1-5中的任一项所述的锻造机，其中所述第一液压室(6)设置有伺服阀。

8.根据权利要求1-5中的任一项所述的锻造机，其中低摩擦构件(13)设置在所述活塞(3)和所述连接杆(2)之间。

9.根据权利要求1-5中的任一项所述的锻造机，其中轴承(12)设置在所述偏心轴(1)和所述连接杆(2)之间。

10.根据权利要求1所述的锻造机，其中所述脱开装置包括与所述锻锤同轴的液压回转环或机电千斤顶、或适合于将所述连接杆移动到相对于所述第二轴线(Y)偏离轴线的位置的连接杆脱离构件、或所述连接杆本身，所述连接杆本身是可变长度类型的。

11.根据权利要求1-5和10中的任一项所述的锻造机，其中提供了相对于待加工的产品的纵向行进轴线径向可移动的多个锻锤，并且其中提供运动链，所述运动链连接每个锻锤的所述偏心轴(1)、适合于使所述多个锻锤的工作行程同步。

12.根据权利要求1-5中的任一项所述的锻造机，其中低摩擦构件(13)被容纳在所述活塞(3)的腔中。

13.一种用于根据权利要求1所述的锻造机的切换方法，用于使所述锻造机从作为型锻机操作切换到作为锻造压力机操作，所述切换方法包括下列步骤：

a)将所述活塞(3)和所述连接杆(2)设置成相互接触，使得借助于所述偏心轴(1)-连接杆(2)组件以交替的方式机械地致动所述锻锤，其中所述第一液压室(6)允许仅调节所述锻锤沿着所述第二轴线(Y)的平均工作位置，所述锻造机作为型锻机工作；

b)借助于所述脱开装置将所述活塞(3)从所述连接杆(2)脱开，使得所述锻锤能够以使液体交替地输入到所述第一液压室(6)和从所述第一液压室(6)输出的交替方式被液压地致动，所述锻造机作为锻造压力机工作。

14.根据权利要求13所述的方法，

其中所述脱开装置包括楔形物(7)，所述楔形物(7)布置在腔(20)中，所述腔(20)设置于所述偏心轴(1)和所述活塞(3)之间，所述楔形物(7)由致动器(18)控制，从而当所述楔形物在第一操作位置中时，在楔形物(7)和活塞(3)之间提供接触并且在活塞(3)和连接杆(2)之间提供间隙，然而，当所述楔形物在第二操作位置中时，在所述活塞(3)和所述连接杆(2)之间提供接触并且在所述楔形物(7)和所述活塞(3)之间提供间隙，并且

其中，在步骤a)中，所述楔形物(7)在所述第二操作位置中；并且其中，在步骤b)后，所述楔形物(7)在所述第一操作位置中。

15.一种用于根据权利要求1所述的锻造机的切换方法，用于使所述锻造机从作为锻造压力机操作切换到作为型锻机操作，所述切换方法包括下列步骤：

a)借助于所述脱开装置将所述活塞(3)设置成从所述连接杆(2)脱开，使得所述锻锤能够以使液体交替地输入到所述第一液压室(6)和从所述第一液压室(6)输出的交替方式被液压地致动，所述锻造机作为锻造压力机工作；

b)将所述活塞(3)联接到所述连接杆(2)，使得借助于所述偏心轴(1)-连接杆(2)组件以交替的方式机械地致动锻锤，其中所述第一液压室(6)允许仅调节锻锤沿所述第二轴线(Y)的平均工作位置，所述锻造机作为型锻机工作。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中所述脱开装置包括楔形物(7)，所述楔形物(7)布置在腔(20)中，所述腔(20)设置于所述偏心轴(1)和所述活塞(3)之间，所述楔形物(7)由致动器(18)控制，从而当所述楔形物在第一操作位置中时，在楔形物(7)和活塞(3)之间提供接触并且在活塞(3)和连接杆(2)之间提供间隙，然而，当所述楔形物在第二操作位置中时，在所述活塞(3)和所述连接杆(2)之间提供接触并且在所述楔形物(7)和所述活塞(3)之间提供间隙，并且

其中，在步骤a)中，所述楔形物(7)在所述第一操作位置中；并且其中，在步骤b)后，所述楔形物(7)在所述第二操作位置中。