CN109530597A - 重型模具运输双u型小车及快速更换系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了重型模具运输双U型小车及快速更换系统和方法，该双U型小车包括两个通过若干个饺销装置连接的U型小车，每个U型小车均安装有若干个车轮，其中至少有一对车轮为主动车轮，由变频电机‑齿轮传动装置驱动运行，由编码器进行行程控制；每个U型小车均设置有液压动力装置、模具顶升短行程液压缸和锥形销定位装置；该快速更换系统包括设置在双U型小车下方的纵向轨道装置，所述纵向轨道上设置有若干组与之正交的横向轨道，该横向轨道分别延伸到模具组装平台位、若干台预热炉位和液压机位，可使双U型小车载着100t以上的重型模具在各相应位置前纵向自动运输和自动装卸，定位准确，装卸可靠，更换快速，降低了人工操作劳动强度，提高了效率。

Description

重型模具运输双U型小车及快速更换系统和方法

技术领域

本发明涉及重型模具运输双U型小车及快速更换系统和方法，属于金属塑性成形液压机技术领域。

背景技术

大型模锻液压机或多向双动挤压液压机的模具是用来成形精密工件的工具，是成形金属材料的形状和改变其力学性能的一种加工，素有"工业之母"之称。工作时，需先将模具预热到一定温度，然后，将加热的金属材料放入其中，进行模锻或挤压成形。

最简单的模锻用模具为上或下整体式模具，复杂的则为组合式模具，或包含有冲头和顶杆。多向双动挤压模具则更为复杂，当垂直合模时，除了上或下垂直模具外，还包含水平挤压模具和水平穿孔模具；当水平合模时，除了左或右水平挤压模具外，还包含垂直挤压模具和垂直穿孔模具。因此，对模具的装配、预热和更换作业提出更高的要求。

目前，大型模锻液压机的模具的装/拆大多是借助于吊具的手工操作方式，模具预热一般是在机内安装后进行的，由人工利用火焰加热方式预热，或者将一块加热到红热的钢块放在上下模具之间预热；有的在机外的预热炉内预热，采用行车起吊方式将模具吊在移动工作台上，由人工安装；也有的利用电动平板车运送模具，但模具预热和起吊仍靠行车进行，功能单一，手动操作，效率很低。这些模具的装配、预热和更换方式都比较落后，预热温度很不均匀，模具更换装/拆劳动强度大、效率低，不能适应于规模化的大型模锻连续生产线的生产率要求，更不能适应重量达100t以上的重型模具的预热和快速更换要求。对于小批量、多品种的大型多向双动复合挤压液压机垂直和水平双动模具的同时更换，更无先例可循。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种重型模具运输双U型小车及快速更换系统和方法，其具体技术方案如下：

重型模具运输双U型小车，包括两个U型焊接框架结构的有轨重载小车，分别为1#车位小车和2#车位小车，最大承载能力各为120t。两个U型小车通过若干个饺销装置连接成一个呈m形状的整体。

每个U型小车下方均安装有若干个车轮，在相应的轨道上滚动运行。两个U型小车的所有车轮中至少有一对车轮为主动车轮，与电机-齿轮传动装置连接，其他则为从动车轮。

每个U型小车均设置有液压动力装置，驱动相应U型小车上的若干个模具顶升液压缸和车位定位液压缸。

每个U型小车均设置有四个模具顶升短行程液压缸，用于模具定心、顶升和保持。

每个U型小车均设置有锥形销定位装置，由短行程液压缸驱动锥形销定位装置垂直向下伸出，插入到固定于轨道基础架上与锥形销定位装置匹配的定位孔板内，用于相应的车位运行在液压机、预热炉和模具组装位前面的机械定位。

每个U型小车均安装有直径为450-630mm的两个双轮缘导向重载主动车轮和两个重载从动车轮，各通过一根同步轴连接到齿轮箱，U型小车采用变频控制的电机-齿轮传动装置直接轮驱动和自推进式运行。

与电机-齿轮传动装置同轴安装有编码器，用于双U型小车的行程控制，可在液压机、预热炉和模具组装位前面自动定位。

所述液压动力装置包括紧凑型的高压泵、油箱、阀、分流装置、过滤器、管道、软管和螺纹接头以及空气滤清器，分流装置使每个U型小车上的四个模具顶升短行程液压缸同步运动。

当液压缸处于最低位置时，模具组装平台、炉底和移动台无论是载着模具还是空载都能自由进出1#车位和2#车位，当液压缸处于最高位置时，即可将模具顶起，以利于模具组装平台、炉底和移动台退出对应的1#车位或2#车位，当液压缸顶着模具从最高位置回程到最低位置过程中，即可将模具卸下到模具组装平台、炉底或移动台上，只有在模具组装平台、炉底和移动台均退出条件下，双U型小车才可以均能在轨道上自由运行。

至少一个所述U型小车设置有电源供给装置和电控装置，所述电源供给装置包括电源开关柜、电缆拖链装置；所述电控装置设置在U型小车的控制柜内，与锻造操作室的操作台和随车控制器无线或有线连接，通过操作室的操作台和随车控制器进行操作。

U型小车的左右两端还安装有限程保护装置和自旋转的轨道面清洁装置。

重型模具的快速更换系统，包括上述的双U型小车，还包括设置在双U型小车下方的2条纵向轨道装置；纵向轨道装置包括轨道基础架、轨道、轨道压板、垫圈和螺栓、轨道端部弹性缓冲器，以及固定于轨道基础架上与双U型小车上的№1和№2锥形销匹配的定位孔板。

纵向轨道上设置有若干组与之正交的横向轨道，该横向轨道分别延伸到模具组装平台位、若干台预热炉位和液压机位，分别用于模具在各相应位置的装卸和横向运输；纵向轨道的两端长度均应超过在相应端的横向轨道上至少一个U型小车的长度，确保双U型小车的两个车位均能够与横向轨道对接；所述纵向轨道的两端均设置有机械限位装置，机械限位装置与行程控制保护装置配合，可防止双U型小车从纵向轨道上滑脱。

多向双动挤压液压机的重型模具快速更换方法，该快速更换方法基于快速更换系统，具体包括以下步骤：

步骤1：组装模具：在模具组装位，由人工将模具组装到平台上，该平台由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在模具组装位前的双U型小车1#车位的中心，并自动定位；由1#车位顶升装置将平台上的模具顶起，然后，平台由电机齿轮装置驱动返回到模具组装位；

步骤2：运输模具：载着模具的双U型小车1#车位，在走行系统驱动下，运行到任一预热炉前自动定位；预热炉的炉底由电机齿轮装置驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，1#车位顶升装置将模具落下到炉底上，然后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内自动定位，炉门关闭开始预热模具；

步骤3：模具在预热炉内预热到设定温度后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在预热炉前的双U型小车1#车位中心，并自动定位，由1#车位顶升装置将模具顶起，然后，炉底由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内；

步骤4：双U型小车的1#车位载着预热后的模具，在走行系统驱动下，使2#车位运行到液压机前自动定位；

步骤5：液压机将要更换的垂直或水平模具处于设定位置，模具的自动装夹装置分别松开模具，移动台夹紧装置松开移动台, 移动台自动升起，由油马达驱动，运行到双U型小车2#车位中心，并自动定位，由2#车位顶升装置将更换下来的模具顶起，然后，移动台在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤6：双U型小车的2#车位载着更换下来的模具，在走行系统驱动下，使载着预热后的模具的1#车位运行到液压机前，并自动定位，移动台由油马达驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，由1#车位顶升装置将预热后的模具落下到移动台上，然后，移动台载着预热后的模具在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤7：载着更换下来的模具的双U型小车2#车位，在走行系统驱动下，运行到任一台预热炉前，有待预热炉炉底将模具运回炉内保温，待下一次使用，或者运行到模具组装位前，有待组装底座将模具运回组装位拆解；

步骤8：移动台载着预热后的模具在液压机中心，并由键定位后，由下横梁内的夹紧装置固定和夹紧在下垫板上，然后，各个相应机构的自动装夹装置按程序分别夹紧各自的模具，至此完成模具的安装和快速更换。

本发明的有益效果是：

本发明的多向双动挤压液压机的重型模具运输双U型小车及快速更换系统，可实现100t以上的重型模具的纵向运输，并可在液压机位、预热炉位和模具组装位前自动准确定位，自动可靠装卸模具，实现新旧两套模具在液压机的快速更换，在模具预热炉的快速装出炉，在模具组装位快速装卸，降低了人工操作劳动强度，提高了效率。

附图说明

图1是本发明的双U型小车结构示意图，

其中：图1（a）为双U型小车的正视图，

图1（b）为双U型小车的俯视图，

附图标记列表：311—1#U型车位，312—2# U型车位，313—饺销装置，314—齿轮箱，315—变频电机-齿轮传动装置，316—液压动力装置，317—模具顶升液压缸，318—锥形销定位装置，319—电源供给装置, 320—随车控制器，321—行程控制编码器装置；

图2是本发明的快速更换系统俯视图，

附图标记列表：1—模具自动装夹装置，2—模具移动台装置，3—模具运输双U型小车，

4—模具预热炉底装置，5—模具组装平台， 6—双U型小车的纵向轨道装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的双U型小车结构示意图，结合附图可见，本双U型小车为2个U型焊接框架结构的有轨重载小车，包括两个车位，分别为1#车位和2#车位，最大承载能力各为120t，通过饺销装置连接成一个呈m形状的整体。

每个U型小车装有直径为450-630mm的2个双轮缘导向重载主动车轮和2个重载从动车轮，各通过1根同步轴连接到齿轮箱，采用变频控制的电机-齿轮传动装置直接轮驱动和自推进式运行。与电机-齿轮传动装置同轴安装有编码器，用于双U型小车的行程控制，可在液压机、预热炉和模具组装位前面自动定位。

每个U型小车自带1套液压动力装置，包含紧凑型的高压泵、油箱、阀、分流装置、过滤器、管道、软管和螺纹接头，以及空气滤清器，用于模具的顶升和车位的机械定位。

每个U型小车内设置有4个模具顶升短行程液压缸，通过分流装置使其同步运动，用于模具定心、顶升和保持。当短行程液压缸处于最低位置时，模具组装平台、炉底、或移动台无论是载着模具还是空载都可以自由进出1#或2#车位；当短行程液压缸处于最高位置时，即可将模具顶起，以利于模具组装平台、炉底、或移动台退出1#或2#车位；当短行程液压缸顶着模具从最高位置回程到最低位置过程中，即可将模具卸下到模具组装平台、炉底、或移动台上；只有在模具组装平台、炉底和移动台均退出条件下，双U型小车才可以纵向自由运行。

每个U型小车均设置有1套锥形销定位装置，由短行程液压缸驱动锥形销垂直向下伸出，插入到固定于轨道基础架上与锥形销匹配的定位孔板内，用于相应的车位运行在液压机、预热炉和模具组装位前面的机械定位。

双U型小车带有1套电源供给装置和1套电控装置，包含1个电源开关柜和1个高架的电缆拖链装置；电控装置设置在小车的控制柜内，与锻造操作室的操作台和随车控制器无线或有线连接，可通过锻造操作室的操作台和和随车控制器进行操作。

双U型小车的两侧还装有限程保护装置和自旋转的轨道面清洁装置。

双U型小车下方设置有2条纵向轨道装置，包含轨道基础架、轨道、轨道压板、垫圈和螺栓、轨道端部弹性缓冲器，以及固定于轨道基础架上与双U型小车上的№1和№2锥形销匹配的定位孔板。

在纵向轨道上设置有若干组与之正交的横向轨道，该横向轨道分别延伸到模具组装平台位、若干台预热炉位和液压机位，分别用于模具在各相应位置的装卸和横向运输。

所述纵向轨道的两端长度均应超过在相应端的横向轨道上至少一个U型小车的长度，确保双U型小车的两个车位均能够与横向轨道对接。

所述纵向轨道的两端均设置有机械限位装置。机械限位装置与行程控制保护装置配合，可防止双U型小车从纵向轨道上滑脱。

多向双动挤压液压机的重型模具快速更换方法，该快速更换方法基于快速更换系统，具体包括以下步骤：

步骤1：组装模具：在模具组装位，由人工将模具组装到平台上，该平台由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在模具组装位前的双U型小车1#车位的中心，并自动定位；由1#车位顶升装置将平台上的模具顶起，然后，平台由电机齿轮装置驱动返回到模具组装位；

步骤2：运输模具：载着模具的双U型小车1#车位，在走行系统驱动下，运行到任一预热炉前自动定位；预热炉的炉底由电机齿轮装置驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，1#车位顶升装置将模具落下到炉底上，然后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内自动定位，炉门关闭开始预热模具；

步骤3：模具在预热炉内预热到设定温度后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在预热炉前的双U型小车1#车位中心，并自动定位，由1#车位顶升装置将模具顶起，然后，炉底由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内；

步骤4：双U型小车的1#车位载着预热后的模具，在走行系统驱动下，使2#车位运行到液压机前自动定位；

步骤5：液压机将要更换的垂直或水平模具处于设定位置，模具的自动装夹装置分别松开模具，移动台夹紧装置松开移动台, 移动台自动升起，由油马达驱动，运行到双U型小车2#车位中心，并自动定位，由2#车位顶升装置将更换下来的模具顶起，然后，移动台在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤6：双U型小车的2#车位载着更换下来的模具，在走行系统驱动下，使载着预热后的模具的1#车位运行到液压机前，并自动定位，移动台由油马达驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，由1#车位顶升装置将预热后的模具落下到移动台上，然后，移动台载着预热后的模具在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤7：载着更换下来的模具的双U型小车2#车位，在走行系统驱动下，运行到任一台预热炉前，有待预热炉炉底将模具运回炉内保温，待下一次使用，或者运行到模具组装位前，有待组装底座将模具运回组装位拆解；

步骤8：移动台载着预热后的模具在液压机中心，并由键定位后，由下横梁内的夹紧装置固定和夹紧在下垫板上，然后，各个相应机构的自动装夹装置按程序分别夹紧各自的模具，至此完成模具的安装和快速更换。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.重型模具运输双U型小车，其特征在于包括两个U型焊接框架结构的有轨重载小车，分别为1#车位小车和2#车位小车，两个U型小车通过若干个饺销装置连接成一个呈m形状的整体；

每个U型小车下方均安装有若干个车轮，在相应的轨道上滚动运行，两个U型小车的所有车轮中至少有一对车轮为主动车轮，与电机-齿轮传动装置连接，其他则为从动车轮；

每个U型小车均设置有液压动力装置，驱动相应U型小车上的若干个模具顶升液压缸和车位定位液压缸；

每个U型小车均设置有四个模具顶升短行程液压缸，用于模具定心、顶升和保持；

每个U型小车均设置有锥形销定位装置，由短行程液压缸驱动锥形销定位装置垂直向下伸出，插入到固定于轨道基础架上与锥形销定位装置匹配的定位孔板内，用于相应的车位运行在液压机、预热炉和模具组装位前面的机械定位。

2.根据权利要求1所述的重型模具运输双U型小车，其特征在于每个U型小车均安装有两个双轮缘导向重载主动车轮和两个重载从动车轮，各通过一根同步轴连接到齿轮箱，U型小车采用变频控制的电机-齿轮传动装置直接轮驱动和自推进式运行；

与电机-齿轮传动装置同轴安装有编码器，用于双U型小车的行程控制，可在液压机、预热炉和模具组装位前面自动定位。

3.根据权利要求1所述的重型模具运输双U型小车，其特征在于所述液压动力装置包括紧凑型的高压泵、油箱、阀、分流装置、过滤器、管道、软管和螺纹接头以及空气滤清器，

所述分流装置使每个U型小车上的四个模具顶升短行程液压缸同步运动；

当液压缸处于最低位置时，模具组装平台、炉底和移动台无论是载着模具还是空载都能自由进出1#车位和2#车位，当液压缸处于最高位置时，即可将模具顶起，以利于模具组装平台、炉底和移动台退出对应的1#车位或2#车位，当液压缸顶着模具从最高位置回程到最低位置过程中，即可将模具卸下到模具组装平台、炉底或移动台上，只有在模具组装平台、炉底和移动台均退出条件下，双U型小车才可以在轨道上自由运行。

4.根据权利要求1所述的重型模具运输双U型小车，其特征在于至少一个所述U型小车设置有电源供给装置和电控装置，所述电源供给装置包括电源开关柜、电缆拖链装置，所述电控装置设置在U型小车的控制柜内，与锻造操作室的操作台和随车控制器无线或有线连接，通过操作室的操作台和随车控制器进行操作；

U型小车的左右两端还安装有限程保护装置和自旋转的轨道面清洁装置。

5.重型模具的快速更换系统，其特征在于包括上述任一权利要求所述的双U型小车，还包括设置在双U型小车下方的2条纵向轨道装置；

所述纵向轨道装置包括轨道基础架、轨道、轨道压板、垫圈和螺栓、轨道端部弹性缓冲器，以及固定于轨道基础架上与双U型小车上的№1和№2锥形销匹配的定位孔板；

所述纵向轨道上设置有若干组与之正交的横向轨道，该横向轨道分别延伸到模具组装平台位、若干台预热炉位和液压机位，分别用于模具在各相应位置的装卸和横向运输；

所述纵向轨道的两端长度均应超过在相应端的横向轨道上至少一个U型小车的长度，确保双U型小车的两个车位均能够与横向轨道对接；

所述纵向轨道的两端均设置有机械限位装置，机械限位装置与行程控制保护装置配合，可防止双U型小车从纵向轨道上滑脱。

6.重型模具快速更换方法，其特征在于该快速更换方法基于权5所述的快速更换系统，具体包括以下步骤：

步骤1：组装模具：在模具组装位，由人工将模具组装到平台上，该平台由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在模具组装位前的双U型小车1#车位的中心，并自动定位，由1#车位顶升装置将平台上的模具顶起，然后，平台由电机齿轮装置驱动返回到模具组装位；

步骤2：运输模具：载着模具的双U型小车1#车位，在走行系统驱动下，运行到任一预热炉前自动定位；预热炉的炉底由电机齿轮装置驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，1#车位顶升装置将模具落下到炉底上，然后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内自动定位，炉门关闭开始预热模具；

步骤3：模具在预热炉内预热到设定温度后，炉底载着模具由电机齿轮装置驱动，运行到已经定位在预热炉前的双U型小车1#车位中心，并自动定位，由1#车位顶升装置将模具顶起，然后，炉底由电机齿轮装置驱动返回到预热炉内；

步骤4：双U型小车的1#车位载着预热后的模具，在走行系统驱动下，使2#车位运行到液压机前自动定位；

步骤5：液压机将要更换的垂直或水平模具处于设定位置，模具的自动装夹装置分别松开模具，移动台夹紧装置松开移动台, 移动台自动升起，由油马达驱动，运行到双U型小车2#车位中心，并自动定位，由2#车位顶升装置将更换下来的模具顶起，然后，移动台在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤6：双U型小车的2#车位载着更换下来的模具，在走行系统驱动下，使载着预热后的模具的1#车位运行到液压机前，并自动定位，移动台由油马达驱动，运行到双U型小车1#车位中心模具的下方，并自动定位，由1#车位顶升装置将预热后的模具落下到移动台上，然后，移动台载着预热后的模具在油马达驱动下返回到液压机中心；

步骤7：载着更换下来的模具的双U型小车2#车位，在走行系统驱动下，运行到任一台预热炉前，有待预热炉炉底将模具运回炉内保温，待下一次使用，或者运行到模具组装位前，有待组装底座将模具运回组装位拆解；

步骤8：移动台载着预热后的模具在液压机中心，并由键定位后，由下横梁内的夹紧装置固定和夹紧在下垫板上，然后，各个相应机构的自动装夹装置按程序分别夹紧各自的模具，至此完成模具的安装和快速更换。