CN109201990A - 一种分传动直驱式四锤头精锻机 - Google Patents

Abstract

一种分传动直驱式四锤头精锻机，克服了现有机械传动精锻机结构复杂、制造难度大、成本高且不方便维修以及液压式精锻机结构复杂、稳定性差且频次低，不适合制造小型精锻机的问题，特征是在滑动支架的一侧安装空心伺服电机，空心伺服电机与主轴直接连接，在滑动支架的上端螺纹连接压下蜗轮，压下蜗轮与蜗杆连接，在滑动支架的上端还插入有位置传感器，当空心伺服电机转动时，带动偏心轮转动，使得锤杆滑块压下，完成一次锤头的冲击做功，锤头回程时，通过锤头复位弹簧使锤头与锤杆滑块联动上升，电机每转动一周，锤头往复工作一次，有益效果是主传动机构简单，避免了大量的传动连接件，安装和维护简便，且避免了大量的传动连接件的消耗和更换。

Description

一种分传动直驱式四锤头精锻机

技术领域

本发明属于锻造机械技术领域，特别涉及一种分传动直驱式四锤头精锻机。

背景技术

现有技术中有两种类型的四锤头精锻机，第一种类型是机械传动，由1台或2台电机，通过齿轮组传递到4个锤杆上，如奥地利GFM公司的精锻机，有4套锤杆机构，包括偏心套、偏心轴和双滑块机构，成对以对角线位置安装在一个方形整体锻造箱内,在锻造箱后方有一整体主传动齿轮箱，该齿轮箱对应于每个偏心轴处都有一个盘形大齿轮通过联轴器及飞轮带动偏心轴旋转，偏心轴的旋转运动通过双滑块正弦机构转换为主滑块的直线往复运动，带动锤头对棒料进行锻打，所述偏心轴装在偏心套内，蜗轮通过丝杠带动偏心套旋转，从而改变偏心轴的位置，因此可获得不同尺寸的锻件截面，4个偏心大齿轮用中间齿轮啮合起来，以保持4个偏心轴的同步旋转。该类型精锻机有比较强的稳定性，工作频次高，可以达到1000次/分钟；但是，该类型精锻机结构复杂，整机的铸造箱体体积庞大、笨重，加工要素多，精度要求高，制造难度大，加工周期长，成本高且不方便维修，其中，主驱动电机与锤杆机构的连接结构复杂，部件繁多。申请号为CN89210704.9的实用新型公开了一种“四锤头径向锻造机”，该实用新型包括4套对角线配置的单元锻造箱，相应的锤头驱动系统以及径向进给机构，该实用新型改进了GMF精锻机双滑块正弦机构的结构，但是采用的是组合式机架，4套打击机构分别装在4个独立的单元锻造箱内，各单元锻造箱由箱体、偏心轴、横滑块、主滑块和飞轮组成；2个相对独立的封闭框架垂直交叉构成四锤头径向锻造机的组合式机架，每个封闭框架内有2个对置的单元锻造箱，4个按对角线配置的单元锻造箱处在同一平面上；进一步分析该实用新型可知，2个相对独立的封闭框架垂直交叉构成四锤头径向锻造机的组合式机架需要由连接件和2个单元锻造箱共同构成，在连接件的封闭端和单元锻造箱之间，置入一驱动两个单元锻造箱同步趋近或远离锻造中心线的斜楔机构；由油缸给单元锻造箱一个力，使2个单元锻造箱有远离锻造中心线的趋势，所述连接件为数块拉板，其一端用销轴与单元锻造箱固定，另一端与斜横梁组成封闭端，在单元锻造箱与斜横梁组成封闭端，在单元锻造箱与斜横梁之间置入斜楔机构，每个单元锻造箱后装有一个齿轮包，单元锻造箱的箱体内，驱动锤头打击的双滑块正弦机构，其中的横滑块分为二块分别嵌在主滑块的幅板两侧，单元锻造箱内偏心轴一端装有飞轮，另一端装有平衡轮，且飞轮及平衡轮上均有配重块；特别是，该实用新型采用电机通过皮带轮驱动轴S₁，再通过锥齿轮组带动轴S₃旋转，还要以滑键及万向轴节相联接，以保证4个偏心轴的同步旋转因此，该实用新型结构相对还是比较复杂；

第二种类型是液压式，如德国西玛克梅尔的全液压精锻机，该类型精锻机可以实现大吨位压力，但是，该类型精锻机只适合大型机，且液压控制系统复杂，存在液漏隐患，特别是，该类型精锻机达不到很高的频次，最高只能达到300次/分钟，不适合制造小型精锻机。

申请号为CN201310204729.6的发明公开了一种液压调尺四锤头机械精锻机。该发明在机架上固定连接着工件尺寸调整油缸，工件尺寸调整油缸内装有内活塞及外活塞，内活塞与连杆固定连接，外活塞与锤杆及锤头固定连接，每个偏心轴的驱动电动机都是伺服电动机，本发明的优点是不必设置偏心套和机械调整机构，所以结构简单，但是，该发明每一组打击机构都是由驱动电机、带外齿的小齿轮、带外齿的飞轮、偏心轴、连杆、锤杆、锤头、工件尺寸调整油缸、内活塞、外活塞等组成的，带外齿的小齿轮与动电机固定连接带外齿的小齿轮与带外齿的飞轮啮合，工件尺寸调整油缸与机架固定连接，内活塞、外活塞与工件尺寸调整油缸滑动连接，可见，该发明的机械传动系统中电机还需要通过齿轮箱将动力传递到主轴上，同时，该发明通过工件尺寸调整油缸来调整锤头位置，结构复杂，精度低且稳定性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术机械式传动结构的不足之处，提供一种取消从电机到偏心轮之间复杂的机械传动系统，用4台电机分别直驱4个偏心轮转动，使锤头获得往复运动及锻造所需要的锻打能量的一种分传动四锤头精锻机。

本发明采用的技术方案包括底座、机架、主轴、锤杆和锤头，在主轴上安装有偏心轮和飞轮，在所述机架上设有4个呈十字交叉的锤杆机构安装腔和1个位于中心的矩形工作腔，在每个锤杆机构安装腔中安装有锤杆机构；所述锤杆机构包括滑动支架，在滑动支架的中部横向设有中心孔，在滑动支架的一侧安装电机，所述电机与安装在滑动支架中部横向的中心孔中的主轴直接连接，在滑动支架的上端螺纹连接有压下蜗轮，压下蜗轮与蜗杆连接，在滑动支架的上端还插入有位置传感器，在滑动支架的下端偏心轮的下面安装有锤杆滑块，在锤杆滑块的下面安装锤杆，锤杆的下端安装锤头，在锤杆上还套装有锤头复位弹簧，当蜗杆转动时，带动压下蜗轮转动，通过压下蜗轮与滑动支架螺纹的相对作用，可使滑动支架上下移动，以调整锤头的工作位置，且锤头的工作位置的调整可以通过位置传感器进行检测和控制，当电机转动时，带动偏心轮转动，使得锤杆滑块压下，锤头回程时，通过锤头复位弹簧使锤头联动上升，电机每转动一周，锤头往复工作一次。

在所述机架上对应每个锤杆机构安装腔安装有封头箱，在机架的前面安装前盖，在机架的后面安装后盖，所述蜗杆和位置传感器分别安装在封头箱上。

在所述机架上还设有垂直向下的除尘孔、左右两侧的观察孔和垂直向上的排烟孔。

所述电机为空心伺服电机。

所述机架为整体机架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明采用空心伺服电机与主轴直连的结构，使得主传动机构非常简单，避免了大量的传动连接件，传动系统简单可靠，设备的安装和维护简单方便，且避免了大量的传动连接件的消耗和更换；

（2）本发明取消了锻造过程4个锤头同步调整的机械同步调整机构，锻造过程中4个锤头的同步运行是通过采用空心伺服电机控制的，空心伺服电机的转速和位置检测和控制精度远超过机械的同步精度，因此在取消机械同步调整机构后，结构更加简单可靠，避免了机械传动故障和备件的更换成本；

（3）本发明可以实现4个锤头的位置单独调整，通过位置传感器的电子检测验证锤头位置，精度高，可实现在线工作中实时检测和调整，提高了生产率和保障锻造质量；单独调整的另一优点是4个锤头的位置可以人为设定为不同的位置，由此可以锻造偏心的部件或异型件，扩大了四锤头精锻机的锻造范围；

（4）本发明的机架采用整体机架，结构简单，取消了繁杂的组合连接件，机架结构稳定可靠，精度高；且在整体机架上还设有垂直向下的除尘孔、左右两侧的观察孔和垂直向上的排烟孔，使用时，可在左右两侧的观察孔中安装摄像头以观察锻造过程，所述排烟孔与安装在机架上端的排烟管道连通，可将锻造过程中产生的烟气排出，以保证锻造的工作环境，所述除尘孔可将锻造工作腔中锻造过程中产生的氧化皮及时清除；

（5）本发明电机与主轴直连，当电机转动时，并在飞轮的储能作用下，带动偏心轮转动，使得锤杆滑块压下，完成一次锤头的冲击做功，锤头回程时，通过锤头复位弹簧使锤头联动上升，电机每转动一周，锤头往复工作一次，由此获得稳定的较高的锻造频次，可以达到1000次/分钟以上。

附图说明

图1是本发明隐藏前后盖板后的主视图，

图2是本发明隐藏前后盖板后的后视图，

图3是本发明的俯视图，

图4是图3的A-A剖视图，

图5 是本发明单个锤杆机构的结构示意图，

图6是图5的B-B剖视图。

图中：

1.底座，2.机架，

3.锤杆机构安装腔，4.矩形锻造工作腔，

5.除尘孔，6.观察孔，

7.排烟孔，8.排烟管道，

9.滑动支架，10.电机，

11.主轴，12.偏心轮，

13.飞轮，14.轴头端盖，

15.压下蜗轮，16.蜗杆，

17.位置传感器，18.锤杆滑块，

19.锤杆，20.锤头，

21.复位弹簧，22.封头箱，

23.前盖，24.后盖，25.涨套。

具体实施方式

如图1～图4所示，本发明采用的技术方案包括底座1，在底座1上安装有机架2，所述机架2为整体机架，在机架2上设有4个呈十字交叉的锤杆机构安装腔3和1个位于中心的矩形锻造工作腔4，在所述机架2上还设有垂直向下的除尘孔5、左右两侧的观察孔6和垂直向上的排烟孔7，使用时，可在左右两侧的观察孔6中安装摄像头以观察锻造过程，所述排烟孔7与安装在机架2上端的排烟管道8连通，可将锻造过程中产生的烟气排出，以保证锻造的工作环境，所述除尘孔5可将锻造工作腔中锻造过程中产生的氧化皮及时清除；在每个锤杆机构安装腔3 中安装有锤杆机构；

如图5和图6所示，所述锤杆机构包括滑动支架9，在滑动支架9的中部横向设有中心孔，在滑动支架9的一侧安装有电机10，所述电机10为空心伺服电机，所述电机10与安装在滑动支架9的中部横向的中心孔中的主轴11直接连接，具体如图所示，所述电机10通过涨套25与安装在滑动支架9中部横向的中心孔中的主轴11直接连接，在主轴11上安装有偏心轮12和飞轮13，飞轮13用轴头端盖14压紧固定，在滑动支架9的上端螺纹连接有压下蜗轮15，压下蜗轮15与蜗杆16连接，在滑动支架9的上端还插入有位置传感器17，在滑动支架9的下端偏心轮12的下面安装有锤杆滑块18，在锤杆滑块18的下面安装有锤杆19，锤杆19的下端安装有锤头20，在锤杆19上还套装有锤头复位弹簧21；

再如图1～图4所示，在机架2的4个锤杆机构安装腔3内安装完锤杆机构后，再在机架2上对应每个锤杆机构安装腔3安装有封头箱22，然后在机架2的前面安装前盖板23，在机架2的后面安装后盖板24，所述蜗杆16和位置传感器17分别安装在封头箱22上。

当蜗杆16转动时，带动压下蜗轮15转动，通过压下蜗轮15与滑动支架9螺纹的相对作用，可使滑动支架9上下移动，以调整锤头20 的工作位置，且锤头20 的工作位置的调整可以通过位置传感器17进行检测和控制；当电机10 转动时，并在飞轮13的储能作用下，带动偏心轮12转动，使得锤杆滑块18压下，完成一次锤头20 的冲击做功，锤头20回程时，通过锤头复位弹簧21使锤头20联动上升，电机10 每转动一周，锤头20 往复工作一次，由此获得稳定的较高的锻造频次，可以达到1000次/分钟以上。

本发明取消了锻造过程四锤头同步调整的机械同步调整机构，锻造过程中四锤头的同步运行是通过采用空心伺服电机控制的，空心伺服电机的转速和位置检测和控制精度远超过机械的同步精度，因此在取消机械同步调整机构后，结构更加简单可靠，避免了机械传动故障和备件的更换成本。

本发明可以实现4个锤头的位置单独调整，通过位置传感器17的电子检测验证锤头位置，精度高，可实现在线工作中实时检测和调整，提高了生产率和保障锻造质量；单独调整的另一优点是4个锤头的位置可以人为设定为不同的位置，由此可以锻造偏心的部件或异型件，扩大了精锻机的锻造范围。

Claims (5)

1.一种分传动直驱式四锤头精锻机，包括底座（1）、机架（2）、主轴（11）、锤杆（19）和锤头（20），在主轴（11）上安装有偏心轮（12）和飞轮（13），其特征在于，在所述机架（2）上设有4个呈十字交叉的锤杆机构安装腔（3）和1个位于中心的矩形工作腔（4），在每个锤杆机构安装腔（3）中安装有锤杆机构 ；所述锤杆机构包括滑动支架（9），在滑动支架（9）的中部横向设有中心孔，在滑动支架（9）的一侧安装电机（10），所述电机（10）与安装在滑动支架（9）中部横向的中心孔中的主轴（11）直接连接，在滑动支架（9）的上端螺纹连接有压下蜗轮（15），压下蜗轮（15）与蜗杆（16）连接，在滑动支架（9）的上端还插入有位置传感器（17），在滑动支架（9）的下端偏心轮（12）的下面安装有锤杆滑块（18），在锤杆滑块（18）的下面安装锤杆（19），锤杆（19）的下端安装锤头（20），在锤杆（19）上还套装有锤头复位弹簧（21），当蜗杆（16）转动时，带动压下蜗轮（15）转动，通过压下蜗轮（15）与滑动支架（9）螺纹的相对作用，可使滑动支架（9）上下移动，以调整锤头（20） 的工作位置，且锤头（20） 的工作位置的调整可以通过位置传感器（17）进行检测和控制，当电机（10） 转动时，带动偏心轮（12）转动，使得锤杆滑块（18）压下，锤头（20）回程时，通过锤头复位弹簧（21）使锤头（20）与锤杆滑块（18）联动上升，电机（10 ）每转动一周，锤头（20）往复工作一次。

2.根据权利要求1所述的一种分传动直驱式四锤头精锻机，其特征在于，在所述机架（2）上对应每个锤杆机构安装腔（3）安装有封头箱（22），在所述机架（2）的前面安装前盖板（23），在所述机架（2）的后面安装后盖板（24），所述蜗杆（16）和位置传感器（17）分别安装在封头箱（22）上。

3.根据权利要求1所述的一种分传动直驱式四锤头精锻机，其特征在于，在所述机架（2）上还设有垂直向下的除尘孔（5）、左右两侧的观察孔（6）和垂直向上的排烟孔（7）。

4.根据权利要求1所述的一种分传动直驱式四锤头精锻机，其特征在于，所述电机（10）为空心伺服电机。

5.根据权利要求1所述的一种分传动直驱式四锤头精锻机，其特征在于，所述机架（2）为整体机架。