CN108656593A - 一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构 - Google Patents

一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构 Download PDF

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Abstract

一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构，包括对称双肘杆增力机构，曲柄、左连杆、左滑块、左下肘杆构成压力机的左侧肘杆机构，曲柄、右连杆、右滑块、右下肘杆构成压力机的右侧肘杆机构，两侧肘杆机构带动主滑块在机身上做往复运动；由下平衡齿轮、下偏振块、上平衡齿轮、上偏振块构成压力机的主平衡机构，由左副平衡齿轮、左副偏振块、右副平衡齿轮、右副偏振块构成压力机的副平衡机构，共同构成压力机的惯性力平衡机构；本发明可实现较大的增力系数，降低驱动电机的输入扭矩，减小压力机在高速运行状态下的振动和噪声，提高冲压速度和精度，改善执行机构力学性能。

Description

一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构
技术领域
本发明属于机械压力机的驱动机构技术领域，具体涉及一种对称双肘杆 增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构。
背景技术
机械压力机是利用曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转变为滑块的直 线往复运动，对坯料进行成形加工的压力加工设备，可进行各种冲压工艺直 接生成半成品或成品。在所有锻压设备中，机械压力机所占比例达到80％ 以上。机械压力机具有结构简单、生产率高等特点，因而被广泛用于电器机 械、汽车、电子设备、仪器制造、国防工业、口用品等生产行业。
一般来说，冲压次数(每分钟滑块行程次数spm)在400spm以下的压力 机为普通压力机，400--1000spm的压力机为高速压力机。高速压力机因为具 备白动、高效、精密的优点而被广泛应用于工业生产之中。
普通压力机常采用曲柄滑块机构，当曲柄的转速提高时，这一机构会产 生很大的惯性力。高速压力机的研究，主要需解决压力机在超高速情况下的 噪声、振动和精度等问题，而压力机工作中的惯性力对上述问题影响很大。 在高速情况下，压力机惯性力会变得很大。我国高速压力机设计及制造水平 较低，产品性能和国外仍有较大差距，特别在噪声及振动、精密化和高速化 方面，差距更人。因此，对高速压力机惯性力平衡问题的研究显得十分必要。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种对称双肘杆 增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构，可实现较大的增力系数，降低驱 动电机的输入扭矩，减小压力机在高速运行状态下的振动和噪声，提高冲压 速度和精度，改善执行机构力学性能。
为了达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：
一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构，包括曲柄 9，曲柄9的中心位置与机身连接构成转动副，曲柄9的一端与左连杆4的 一端连接构成转动副，左连杆4的另一端与左滑块5、左下肘杆7的一端连 接构成转动副，左滑块5置于机身的直线导轨上和机身构成滑动副，左下肘 杆7的另一端与主滑块8的一端连接构成转动副；
曲柄9的另一端与右连杆13的一端连接构成转动副，右连杆13的另一 端与右滑块12、右下肘杆10的一端连接构成转动副，右滑块12置于机身 的直线导轨上和机身构成滑动副，右下肘杆10的另一端与主滑块8的另一 端连接构成转动副，主滑块8置于机身的导轨上构成移动副，主滑块8能沿 机身导轨往复直线运动；
所述的曲柄9的旋转中心同轴连接有下平衡齿轮2、下偏振块11，曲柄 9的旋转中心同轴连接在动力输入轴上，曲柄9、下平衡齿轮2、下偏振块 11共同和机身连接构成转动副，下平衡齿轮2和上平衡齿轮16啮合，上平 衡齿轮16和上偏振块1同轴安装并共同和机身连接构成转动副。
所述的下平衡齿轮2和左副平衡齿轮3啮合，左副平衡齿轮3和左副偏 振块6同轴并共同和机身连接构成转动副；所述的上平衡齿轮16和右副平 衡齿轮15啮合，右副平衡齿轮15和右副偏振块14同轴并共同和机身连接 构成转动副。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用了对称双肘杆式驱动机构，利用曲柄连杆机构和肘杆机 构进行串联组合，形成了对称布局的二级增力机构，提高了压力机的增力系 数，可显著缩小压力机的输入转矩，减小系统的质量，同时，机构在水平方 向完全对称布置，使得水平方向惯性力平衡。
2、本发明利用两组偏振块平衡惯性力，在两组平衡齿轮轴上分别设置 两组偏振块，对压力机竖直方向上的惯性力进行平衡，减小了压力机在运行 时的噪声和振动，提高了压力机的精度的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参照图1，一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构， 包括曲柄9，曲柄9的中心位置与机身连接构成转动副，曲柄9的一端与左 连杆4的一端连接构成转动副，左连杆4的另一端与左滑块5、左下肘杆7 的一端连接构成转动副，左滑块5置于机身的直线导轨上和机身构成滑动 副，左下肘杆7的另一端与主滑块8的一端连接构成转动副；
曲柄9的另一端与右连杆13的一端连接构成转动副，右连杆13的另一 端与右滑块12、右下肘杆10的一端连接构成转动副，右滑块12置于机身 的直线导轨上和机身构成滑动副，右下肘杆10的另一端与主滑块8的另一 端连接构成转动副，主滑块8置于机身的导轨上构成移动副，滑块8能沿机 身导轨往复直线运动，上述部件组成压力机的驱动机构；
参照图1，所述的曲柄9的旋转中心同轴连接有下平衡齿轮2、下偏振 块11，曲柄9的旋转中心同轴连接在动力输入轴上，曲柄9、下平衡齿轮2、 下偏振块11共同和机身连接构成转动副，下平衡齿轮2和上平衡齿轮16啮 合，上平衡齿轮16和上偏振块1同轴安装并共同和机身连接构成转动副， 下平衡齿轮2通过齿轮啮合带动上平衡齿轮16，从而将能量传递至上平衡 齿轮16和上偏振块1，上述部件组成压力机的主平衡机构。
参照图1，所述的下平衡齿轮2和左副平衡齿轮3啮合，左副平衡齿轮 3和左副偏振块6同轴并共同和机身连接构成转动副，下平衡齿轮2通过齿 轮啮合带动左副平衡齿轮3，从而将能量传递至左副平衡齿轮3和左副偏振 块6；所述的上平衡齿轮16和右副平衡齿轮15啮合，右副平衡齿轮15和 右副偏振块14同轴并共同和机身连接构成转动副，上平衡齿轮16通过齿轮 啮合带动右副平衡齿轮15，从而将能量传递至右副平衡齿轮15和右副偏振 块14，上述部件组成压力机的副平衡机构。
本发明的工作原理为：输入扭矩作用在曲柄9上，曲柄9的两端分别带 动左连杆4和右连杆13旋转，通过肘杆机构增力后驱动主滑块8沿机身导 轨做往复直线运动；在主滑块8做往复直线运动的同时，在竖直方向会产生 较大的惯性力，通过对机构的运动学和动力学分析，得出竖直方向的惯性力 函数曲线，根据傅里叶变换，满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正 弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。可知对于任意曲线，都可 通过叠加正弦或余弦波来抵消一定的曲线波动。在上平衡齿轮16和下平衡 齿轮2轴上分别安装上偏振块1和下偏振块11，上偏振块1和下偏振块11 提供一组惯性力，与原惯性力叠加后得到类似于三角函数的惯性力曲线，通 过在左副平衡齿轮3、右副平衡齿轮15的轴上设置左副偏振块6、右副偏振 块14，左副偏振块6和右副偏振块14产生一组与上述叠加后的惯性力相反 的惯性力曲线，从而使得整个机构在竖直方向上的惯性力极大地减小。

Claims (2)

1.一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构，包括曲柄(9)，其特征在于：曲柄(9)的中心位置与机身连接构成转动副，曲柄(9)的一端与左连杆(4)的一端连接构成转动副，左连杆(4)的另一端与左滑块(5)、左下肘杆(7)的一端连接构成转动副，左滑块(5)置于机身的直线导轨上和机身构成滑动副，左下肘杆(7)的另一端与主滑块(8)的一端连接构成转动副；
曲柄(9)的另一端与右连杆(13)的一端连接构成转动副，右连杆(13)的另一端与右滑块(12)、右下肘杆(10)的一端连接构成转动副，右滑块(12)置于机身的直线导轨上和机身构成滑动副，右下肘杆(10)的另一端与主滑块(8)的另一端连接构成转动副，主滑块(8)置于机身的导轨上构成移动副，主滑块(8)能沿机身导轨往复直线运动；
所述的曲柄(9)的旋转中心同轴连接有下平衡齿轮(2)、下偏振块(11)，曲柄(9)的旋转中心同轴连接在动力输入轴上，曲柄(9)、下平衡齿轮(2)、下偏振块(11)共同和机身连接构成转动副，下平衡齿轮(2)和上平衡齿轮(16)啮合，上平衡齿轮(16)和上偏振块(1)同轴安装并共同和机身连接构成转动副。
2.根据权利要求1所述的一种对称双肘杆增力式压力机用两级偏振惯性力平衡机构，其特征在于：所述的下平衡齿轮(2)和左副平衡齿轮(3)啮合，左副平衡齿轮(3)和左副偏振块(6)同轴并共同和机身连接构成转动副；所述的上平衡齿轮(16)和右副平衡齿轮(15)啮合，右副平衡齿轮(15)和右副偏振块(14)同轴并共同和机身连接构成转动副。
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