CN107457327A - 冲床防连冲安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲床防连冲安全防护装置，有效的解决了冲床“连冲”时对工件和人员造成损伤的问题；解决的技术方案包括第一储液罐、第二储液罐和第三储液罐，第一储液罐内安装有第一活塞，第一活塞上表面固定连接有伸缩杆，第一储液罐和第二储液罐之间连通有第一导管，第一导管上安装有第一单向阀，第二储液罐和第三储液罐之间连通有第二导管，第三储液罐和第一储液罐之间连通有第三导管，第三导管上安装有第二单向阀；第二储液罐内安装有液位传感器，第二储液罐内安装有第二活塞，第二储液罐的上端口处设有顶盖，顶盖下表面开有滑槽，第二活塞上方设有立杆，立杆上端置于滑槽内，顶盖内安装有横杆，横杆左端连接制动装置；本发明结构巧妙，安全有效。

Description

冲床防连冲安全防护装置

技术领域

本发明涉及冲压防护领域，具体是冲床防连冲安全防护装置。

背景技术

冲压是通过对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的成形加工方法。最常用的冲压设备就是冲床，冲床分为机械式冲床和液压式冲床，其中，机械式冲床按驱动机构分，又可以分为曲轴式冲床、连杆式冲床、凸轮式冲床等，机械式冲床设置有离合器，通过操控按钮或开关控制离合器的断开和接合，从而控制冲床的冲压和停止。

很多情况下，冲床的冲压动作需要单次控制，即按钮或开关等操控部件动作一次，冲床冲头进行一次冲压动作，此次冲压动作完成后，操作者对冲压过的工件进行调整或更换新的工件进行再次冲压，在操作者操作的时间间隔中，冲头不能动作以防压坏工件或压伤操作者。然而，由于冲床离合器或其他部件的故障，或者操作者的不正确操作，经常会发生冲床在完成一次冲压动作后，冲头马上又进行下次冲压，即“连冲”，而此时操作者按照正常的操作过程在调整或更换工件，冲头的无间隔“连冲”便会对工件和操作者造成损伤，轻则工件或设备损坏，重则造成人员伤亡。

因此，设计一种安全有效的防护装置来防止“连冲”事故对设备和操作者造成损伤是一个亟需解决的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了冲床防连冲安全防护装置，有效的解决了冲床“连冲”时对工件和人员造成损伤的问题。

其解决的技术方案是，冲床防连冲安全防护装置，包括第一储液罐、第二储液罐和第三储液罐，三个储液罐均竖直放置，第三储液罐容积大于第一储液罐和第二储液罐容积之和，第二储液罐底部高于第三储液罐顶部；第一储液罐内安装有第一活塞，第一活塞上表面固定连接有竖直的伸缩杆，第一储液罐底部和第二储液罐底部之间连通有第一导管，第一导管上安装有可使液体从第一储液罐流向第二储液罐的第一单向阀，第二储液罐底部和第三储液罐顶部之间连通有第二导管，第三储液罐底部和第一储液罐底部之间连通有第三导管，第三导管上安装有可使液体从第三储液罐流入第一储液罐的第二单向阀；第二储液罐内安装有液位传感器，液位传感器和冲床开关电性相连；

第二储液罐内安装有第二活塞，第二活塞可在第二储液罐中上部滑动，第二储液罐的上端口处设有顶盖，顶盖下表面开有左右方向的滑槽，滑槽位于顶盖中心的右侧，第二活塞上方设有立杆，立杆下端铰接于第二活塞上表面中心，立杆上端置于滑槽内，顶盖内安装有水平放置的横杆，横杆右端和立杆上端铰接，横杆左端贯穿顶盖，横杆左端连接有制动装置；

制动装置包括外固定套，外固定套为中空圆柱状，外固定套下部的侧壁内安装有多块竖向的抱紧块，抱紧块为四棱柱状，多块抱紧块圆周均布，每个抱紧块下端外侧棱边铰接于外固定套上，下端内侧棱边铰接有一个竖向的挡板；挡板外侧面和抱紧块内侧面之间安装有第二压簧，多块抱紧块和多个挡板均可绕铰接边向内转动，挡板可转最大角度为90度；外固定套内同轴套装有内挡套，内挡套侧壁上开有多个竖向的通槽，多个通槽与多个抱紧块对应，通槽和抱紧块之间有圆周方向的错位；内挡套外套装有扭簧，扭簧一端固定于外固定套上，另一端固定在内挡套上，外固定套侧壁上安装有圆柱销，圆柱销可沿外固定套径向滑动，内挡套的侧壁上开有与圆柱销对应的销孔，销孔内安装有第一压簧，圆柱销21外端和横杆左端固定连接。

本发明通过活塞和冲头的联动实现三个储液罐内的液体循环，第二储液罐内液位建立了动态平衡，发生“连冲”事故后通过平衡的打破控制制动装置动作以实现制动，结构巧妙，安全有效。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明第一储液罐、第二储液罐和第三储液罐本分主视剖视图。

图3为本发明制动装置主视剖视图。

图4为本发明制动装置俯视剖视图。

图5为本发明制动装置制动冲头时的主视剖视图。

图6为本发明伸缩杆局部剖视图。

图7为本发明第二活塞位置的发大图。

图8为本发明第一锥阀和第二锥阀位置的放大图。

以上各图中，33为冲床的冲头，34为冲床的工作台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图8给出，本发明包括第一储液罐1、第二储液罐2和第三储液罐3，三个储液罐均竖直放置,第二储液罐2容积大于第一储液罐1容积，第三储液罐3容积大于第一储液罐1和第二储液罐2容积之和，第二储液罐2底部高于第三储液罐3顶部；第一储液罐1内安装有第一活塞4，第一活塞4上表面固定连接有竖直的伸缩杆5，第一储液罐1底部和第二储液罐2底部之间连通有第一导管6，第一导管6上安装有可使液体从第一储液罐1流向第二储液罐2的第一单向阀7，第二储液罐2底部和第三储液罐3顶部之间连通有第二导管8，第三储液罐3底部和第一储液罐1底部之间连通有第三导管9，第三导管9上安装有可使液体从第三储液罐3流入第一储液罐1的第二单向阀10；第二储液罐2内安装有液位传感器11，液位传感器11和冲床开关电性相连；

第二储液罐2内安装有第二活塞12，第二活塞12可在第二储液罐2中上部滑动，第二储液罐2的上端口处设有顶盖13，顶盖13下表面开有左右方向的滑槽14，滑槽14位于顶盖13中心的右侧，第二活塞12上方设有立杆31，立杆31下端铰接于第二活塞12上表面中心，立杆31上端置于滑槽14内，顶盖13内安装有水平放置的横杆15，横杆15右端和立杆31上端铰接，横杆15左端贯穿顶盖13，横杆15左端连接有制动装置；

制动装置包括外固定套16，外固定套16为中空圆柱状，外固定套16下部的侧壁内安装有多块竖向的抱紧块17，抱紧块17为四棱柱状，多块抱紧块17圆周均布，每个抱紧块17下端外侧棱边铰接于外固定套16上，下端内侧棱边铰接有一个竖向的挡板26；挡板26外侧面和抱紧块17内侧面之间安装有第二压簧27，多块抱紧块17和多个挡板26均可绕铰接边向内转动，挡板26可转最大角度为90度；外固定套16内同轴套装有内挡套18，内挡套18侧壁上开有多个竖向的通槽19，多个通槽19与多个抱紧块17对应，通槽19和抱紧块17之间有圆周方向的错位；内挡套18外套装有扭簧20，扭簧20一端固定于外固定套16上，另一端固定在内挡套18上，外固定套16侧壁上安装有圆柱销21，圆柱销21可沿外固定套16径向滑动，内挡套18的侧壁上开有与圆柱销21对应的销孔22，销孔22内安装有第一压簧32，圆柱销21外端和横杆15左端固定连接。

发生“连冲”事故时，为使第二储液罐2内的液体能给第二活塞12提供足够的推动力，同时也为了避免第二储液罐2进液时灌内压力变化影响出液流速，所述的第二储液罐2内安装有杠杆23，杠杆23的中部铰接于第二储液罐2底面上，杠杆23两端分别安装有第一锥阀24和第二锥阀25，第一锥阀24位于第一导管6管口上方，第二锥阀25位于第二导管8管口上方，第一锥阀24重量大于第二锥阀24重量。

为使第一储液罐1进液更顺利，所述的第一储液罐1底部和第三储液罐3底部相平或低于第三储液罐3底部。

所述的伸缩杆5包括一个外套杆28和两个内套杆29，外套杆28为中空管状结构，两端为缩口状，两个内套杆29均套装在外套杆28内且分别从外套杆28的两端伸出，两个内套杆29位于外套杆内的一端均设有轴肩，外套杆28内安装有第三压簧30，第三压簧30两端分别和两个轴肩端面接触。

为了提高本发明对“连冲”事故反应的灵敏度，所述的第二储液罐2上端口径小于下端口径，第二活塞12安装于小口径段内。

为使抱紧块17抱紧更有效，所述抱紧块17上端内侧开有可与冲头侧面贴合的圆柱曲面。

本发明在具体使用时，外固定套16同轴固定安装在冲床冲头下方，抱紧块17在下，伸缩杆5上端和冲头侧壁固定连接，初始状态第一储液罐1内充满水，第二储液罐2为空罐状态，第三储液罐3内水为半满状态，第一活塞4位于第一储液罐1最顶部，第二活塞12位于第二储液罐2小径段最底部，第二储液罐2位于第二活塞12下方的容积等于第一储液罐1的容积。为介绍具体使用方法时便于说明，在此将冲床冲头的下压过程分为三个阶段，自上至下依次为第一阶段、第二阶段和第三阶段。

冲压时，操作者控制冲头下落对工作台上的工件进行冲压，上文中已将冲头的下压过程分为三个阶段，在第一阶段，冲头下压带动固定在其上的伸缩杆5向下运动，伸缩杆5下压第一活塞4，在第一活塞4的压力下，第一储液罐1内的水进入第一导管6，然后经第一单向阀7冲开第一锥阀24进入第二储液罐2，第一锥阀24在被冲起的同时，杠杆23绕其铰接点转动，第二锥阀25下降堵住第二导管8的管口，使第二储液罐2在进水的同时不能排水，随着冲头下降，第一活塞4持续将第一储液罐1内的水压入第二储液罐2内，当冲头下压至第一阶段的最低位置时，第一活塞4移动至第一储液罐1最底部，第一储液罐1内的水全部压入第二储液罐2中，此时第二储液罐2内的液位处于第二储液罐2的大径段和小径端的交界处，即水面刚接触第二活塞12底面，第一阶段结束后，第二储液罐2内不再进水，由于第一锥阀24重量大于第二锥阀25的重量，失去水的冲击力的第一锥阀24下落堵住第一导管6，第二锥阀25抬起，第二导管8管口打开，第二储液罐2内的水经第二导管8排入第三储液罐3内，设定第二储液罐2内的水刚好排完所需时间为完成一次正常冲压操作所需的最短时间，即在不发生“连冲”的正常冲压周期内，下次冲压动作开始时第二储液罐2内的水已排完。

第一阶段结束后，冲头继续下压，进入第二阶段，由于第一活塞4已经滑动至第一储液罐1最底部，所以冲头继续下落将压缩外套杆28内的第三压簧30，使两个内套杆29在外套杆28内滑动，实现伸缩杆5的压缩；第二阶段为冲头的制动阶段，当冲头出现“连冲”事故时，制动装置将在此阶段对冲头进行制动。在不发生“连冲”事故的情况下，制动装置不动作，冲头继续下压进入第三阶段，此阶段为冲头的冲压阶段，即冲头在此阶段对工件进行冲压。

冲压完成后，冲头上升依次经过第三阶段、第二阶段和第一阶段，在第三阶段和第二阶段内，在第三压簧30的作用下，内套杆29在外套杆28内滑动，伸缩杆5伸长，冲头上升至第二阶段最高处时，伸缩杆5达到最长极限状态，冲头继续上升进入第一阶段，在第一阶段内，冲头经伸缩杆5带动第一活塞4向上滑动，第一活塞4下方的容积变大，第三储液罐3内的水在大气压的作用下进入第一储液罐1，冲头上升至最顶端时，第一活塞4上升至第一储液罐1最顶端，第一储液罐1内充满水，此时操作者拿下冲压好的工件，更换新的工件，更换工件完成后，第二储液罐2内的水已排完，此时整个装置回到初始状态，下次冲压操作时重复上述过程。

当由于冲床离合器或其他部件故障或操作者没能及时松开踏板时，冲头将连续进行冲压动作，此时由于两次冲压动作之间没有时间间隔或间隔极短，第二储液罐2内的水未能排完，冲头再次下压将第一储液罐2内的水压入第二储液罐2，在此过程中第二锥阀25堵住第二导管8的管口，第二储液罐2排水被中断，冲头下压至第一阶段最低处时，第二储液罐2内的水位必高于正常水位，即高于第二储液罐2大径段的顶部进入小径段，液位传感器11检测到第二储液罐2内的液位高于正常极限液位，发出信号控制冲床开关断开，切断冲床动力源，同时，第二储液罐2内的水位高于正常水位，水位上升将推动第二活塞12向上移动，由于第二储液罐2上端口径小，第二活塞12安装于第二储液罐2的小径段，所以液位上升更为明显，对事故的反应更为灵敏；第二活塞12上升带动立杆31下端向上移动，则立杆31上端将沿滑槽14向右滑动，从而带动与立杆31铰接的横杆15向右移动，横杆15拉动圆柱销21向右移动退出销孔22，内挡套18在扭簧20的作用下转动一个角位移，使抱紧块17和通槽19相对，抱紧块17下端铰接的挡板26在第二压簧27的作用下绕铰接边向内旋转，经通槽19伸入内挡套18内，挡板26转90度后，挡板26端部和抱紧块17内侧面接触对挡板26进行限位，使其不能继续旋转，挡板26弹出后，冲头向下运动时会压在挡板26上，冲头通过下压多个挡板26使多个抱紧块17绕其铰接边向内转动，多个抱紧块17上部将抱住冲头侧壁，冲头越下压，抱紧块17对冲头的抱紧力越大，即通过冲头向下运动的压力使抱紧块17抱紧冲头，使其下压力越大，抱紧力越大，实现冲头的自锁，对冲头进行制动，从而防止“连冲”事故对工件和操作者造成损伤。

发生事故后，检修人员对事故原因进行检修，排除故障后，将制动装置复位，本发明即可再次使用。

冲压不同的工件时，两次冲压之间操作者对工件进行调整或更换所需的时间可能不同，本发明可通过调整第二导管8的管径来调节第二储液罐2的排水速度，从而调整排水所需时间，以适应不同的操作周期。

本发明具有以下显著的优点：

1、本发明设计了三个储液罐和两个活塞及其他辅助部件，又通过伸缩杆将活塞的往复运动和冲头的冲压过程巧妙的结合起来，实现了三个储液罐内液体的循环，在循环的过程中，又实现了第二储液罐2内的液位动态平衡，发生事故时，循环和第二储液罐2内的液位平衡被打破，液位高出正常极限位置，从而控制冲床切断动力源并控制制动装置制动，结构巧妙有效，能在冲床发生“连冲”事故时及时有效的进行制动，防止发生人员伤亡或设备损坏等安全事故。

2、本发明制动平稳可靠；本发明设计了巧妙的制动装置，包括抱紧块17和挡板26对冲头实现自锁，可实现冲头的有效制动，冲头的下冲压力越大，下冲距离越大，抱紧块17对其的抱紧力越大，使冲头不能压下，防止其下冲造成事故；此制动装置的制动过程并非直接抱死，而是随着冲头的下落夹紧力逐渐增大，逐渐抱死冲头，既能有效的制动锤头，又避免了直接强制制动产生的强大冲击。

3、本发明制动不需提供额外的制动力；常用的制动方式多需要其他驱动机构提供所需的制动力，而本发明设计的由抱紧块17和挡板16组成的制动装置，不需提供额外的制动力，将冲头的下冲力作为动力源，实现自锁，结构巧妙，制动可靠。

本发明结构新颖巧妙，建立了三个储液罐内的液体循环和第二储液罐2内液位的动态平衡，抓住 “连冲”时两次冲压时间间隔明显小于正常操作时的时间间隔的本质，将此时间间隔和第二储液罐2内的液位平衡进行巧妙的联动，通过平衡的破坏来控制制动，提供了一种安全有效的安全防护设备和方法。

Claims (6)

1.冲床防连冲安全防护装置,包括第一储液罐（1）、第二储液罐（2）和第三储液罐（3），三个储液罐均竖直放置,第二储液罐（2）容积大于第一储液罐（1）容积，第三储液罐（3）容积大于第一储液罐（1）和第二储液罐（2）容积之和，第二储液罐（2）底部高于第三储液罐（3）顶部；第一储液罐（1）内安装有第一活塞（4），第一活塞（4）上表面固定连接有竖直的伸缩杆（5），第一储液罐（1）底部和第二储液罐（2）底部之间连通有第一导管（6），第一导管（6）上安装有可使液体从第一储液罐（1）流向第二储液罐（2）的第一单向阀（7），第二储液罐（2）底部和第三储液罐（3）顶部之间连通有第二导管（8），第三储液罐（3）底部和第一储液罐（1）底部之间连通有第三导管（9），第三导管（9）上安装有可使液体从第三储液罐（3）流入第一储液罐（1）的第二单向阀（10）；第二储液罐（2）内安装有液位传感器（11），液位传感器（11）和冲床开关电性相连；

第二储液罐2内安装有第二活塞（12），第二活塞（12）可在第二储液罐（2）中上部滑动，第二储液罐（2）的上端口处设有顶盖（13），顶盖（13）下表面开有左右方向的滑槽（14），滑槽（14）位于顶盖（13）中心的右侧，第二活塞（12）上方设有立杆（31），立杆（31）下端铰接于第二活塞（12）上表面中心，立杆（31）上端置于滑槽（14）内，顶盖（13）内安装有水平放置的横杆（15），横杆（15）右端和立杆（31）上端铰接，横杆（15）左端贯穿顶盖（13），横杆（15）左端连接有制动装置；

制动装置包括外固定套（16），外固定套（16）为中空圆柱状，外固定套（16）下部的侧壁内安装有多块竖向的抱紧块（17），抱紧块（17）为四棱柱状，多块抱紧块（17）圆周均布，每个抱紧块（17）下端外侧棱边铰接于外固定套（16）上，下端内侧棱边铰接有一个竖向的挡板（26）；挡板（26）外侧面和抱紧块（17）内侧面之间安装有第二压簧（27），多块抱紧块（17）和多个挡板（26）均可绕铰接边向内转动，挡板（26）可转最大角度为90度；外固定套（16）内同轴套装有内挡套（18），内挡套（18）侧壁上开有多个竖向的通槽（19），多个通槽（19）与多个抱紧块（17）对应，通槽（19）和抱紧块（17）之间有圆周方向的错位；内挡套（18）外套装有扭簧（20），扭簧（20）一端固定于外固定套（16）上，另一端固定在内挡套（18）上，外固定套（16）侧壁上安装有圆柱销（21），圆柱销（21）可沿外固定套（16）径向滑动，内挡套（18）的侧壁上开有与圆柱销（21）对应的销孔（22），销孔（22）内安装有第一压簧（32），圆柱销（21）外端和横杆（15）左端固定连接。

2.根据权利要求1所述的冲床防连冲安全防护装置，其特征在于，所述的第二储液罐（2）内安装有杠杆（23），杠杆（23）的中部铰接于第二储液罐（2）底面上，杠杆（23）两端分别安装有第一锥阀（24）和第二锥阀（25），第一锥阀（24）位于第一导管（6）管口上方，第二锥阀（25）位于第二导管（9）管口上方，第一锥阀（24）重量大于第二锥阀（24）重量。

3.根据权利要求1所述的冲床防连冲安全防护装置，其特征在于，所述的第一储液罐（1）底部和第三储液罐（3）底部相平或低于第三储液罐（3）底部。

4.根据权利要求1所述的冲床防连冲安全防护装置，其特征在于，所述的伸缩杆（5）包括一个外套杆（28）和两个内套杆（29），外套杆（28）为中空管状结构，两端为缩口状，两个内套杆（29）均套装在外套杆（28）内且分别从外套杆（28）的两端伸出，两个内套杆（29）位于外套杆内的一端均设有轴肩，外套杆（28）内安装有第三压簧（30），第三压簧（30）两端分别和两个轴肩端面接触。

5.根据权利要求1所述的冲床防连冲安全防护装置，其特征在于，所述的第二储液罐（2）上端口径小于下端口径，第二活塞（12）安装于小口径段内。

6.根据权利要求1所述的冲床防连冲安全防护装置，其特征在于，所述的抱紧块（17）上端内侧开有可与冲头侧面贴合的圆柱曲面。