CN110641058A - 一种机械液压混合驱动压力机系统 - Google Patents

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朱灯林
李向国
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Nantong Forging Equipment Rugao Co Ltd
Changzhou Campus of Hohai University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure

Abstract

本发明公开了一种机械液压混合驱动压力机系统，包括液压驱动系统和机械增力机构。液压系统通过液压缸驱动活塞杆上下运动，活塞杆末端装有齿条，齿条带动两个齿轮转动，驱动两套多连杆机构左右摆动，多连杆下端与滑块连接，实现滑块沿导轨上下移动，完成冲压动作。本发明提供的压力机系统具有装机功率小、输出吨位大，高速冲压，节省成本等特点，满足冲压成形技术的特殊要求。

Description

一种机械液压混合驱动压力机系统
技术领域
本发明涉及工业自动化领域，特别涉及一种机械液压混合驱动压力机系统。
背景技术
压力机作为一种成形迅速、工艺简单且易于设计的工艺设备，在现代工业生产中应用非常广泛。传统的机械压力机采用普通电机+飞轮的驱动模式，并配合曲柄连杆等机构进行工作。在其工作过程中，由于电机的速度和位置无法形成反馈，同时无法进行实时柔性调速，且飞轮具有巨大的惯性难以控制，因此传统机械压力机的运动曲线无法自由调整，运动精度也有限。
传统油压机是一种以专用液压油作为工作介质，以液压泵作为动力源，通过单向阀使液压油在油箱循环，从而带动油缸活塞循环做功来完成一定机械动作的设备。对于要求大吨位压力输出的生产情况，油压成形通常具有低成本的优势，且油压机的设计相对简单，在生产中也可以节省模具；但在设计时液压泵均按油压机的最大工作速度和工作压力选定，而油压机在充液行程、回程、辅助工序中所需工作压力较小，液压泵得不到充分利用，尤其是大吨位的油压机，其利用系数更低。
与传统的油压机、机械压力机相比，伺服压力机采用伺服电机作为动力源，通过减速机构和增力机构，将电机转动转化为滑块的直线运动，可以实现对滑块运动曲线的自由规划，并能够进行工艺参数的实时优化，对于多变的工艺环境和工艺要求具有更强的适应能力，同时伺服电机末端的位置检测装置，可以使整个冲压过程形成位置反馈，因而具有更高的运动精度。但是对于大吨位伺服压力机，必须采用大功率伺服电机驱动，导致成本急剧增大，因而只能通过多电机协同驱动的方式来替代，但这又会导致技术难度增大、控制成本上升的问题。因此设计具有高增力比的传动机构、采用液压系统驱动代替伺服电机直接驱动等方法来降低成本，就具有极大的研究价值和应用价值。
发明内容
针对现有技术上的不足，本发明提出一种混合驱动压力机系统，液压系统通过液压缸驱动活塞杆上下运动，活塞杆末端装有齿条，齿条带动两个齿轮转动，驱动两个连杆左右摆动，连杆下端与滑块连接，实现滑块沿导轨上下移动，完成冲压动作。
本发明的技术方案：
一种机械液压混合驱动压力机系统，它包括油箱、液压泵、换向阀、液压缸、活塞杆、齿条、齿轮A、齿轮B、连杆A、连杆B和电机。
所述液压缸安装在压力机床身上，液压缸通过油管与换向阀连接，高压油推动活塞杆上下移动；所述齿条安装在活塞杆的末端，齿条双面带齿，分别与齿轮A、齿轮B 同时啮合，活塞杆、齿条的移动，带动齿轮A、齿轮B分别对应绕轴A和轴B旋转；所述齿轮A、齿轮B上分别一一对应装有铰接点A、铰接点B，且分别一一对应连接杆A和杆B的下孔；所述杆A的上孔、杆C的上孔同时和杆D的下孔铰接，杆C的上孔与压力机床身铰接，杆C的下孔连接滑块的左端；所述杆B的上孔、杆E的上孔同时和杆F的下孔铰接，杆F的上孔与压力机床身铰接，杆E的下孔连接滑块的右端；所述齿轮A、齿轮B分别一一对应旋转带动铰接点A、铰接点B绕齿轮中心转动，从而驱动连杆A、连杆B左右摆动，带动滑块沿导轨向上滑动，完成冲压过程。
所述电机是普通交流电机或是伺服电机以实现系统的伺服控制功能。
所述液压泵是定量泵或是变量泵。
所述的有液压系统、油缸推动齿条上下往复运动，齿条带动对称的齿轮来回摆动旋转，齿轮转动带动多连杆机构运动，多连杆机构驱动滑块上下运动。
所述的齿轮来回摆动旋转带动多连杆机构运动，齿轮不进行整周转动，能实现图3所示的对称运动曲线。
本发明的优点是液压系统通过液压缸驱动活塞杆上下运动，活塞杆末端装有齿条，齿条带动两个齿轮转动，驱动两套多连杆机构左右摆动，多连杆下端与滑块连接，实现滑块沿导轨上下移动，完成冲压动作。本发明提供的压力机系统具有装机功率小、输出吨位大，高速冲压，节省成本等特点，满足冲压成形技术的特殊要求。
附图说明
图1是混合驱动压力机总体结构图。
图2是机构的运动曲线示意图。
图3是齿轮对称运动曲线图。
图1中，1-油箱，2-液压泵，3-换向阀，4-液压缸，5-活塞杆，6-齿条，7-床身，齿轮A8、齿轮B 14，12-电机。
具体实施方式
参照附图1-2，一种机械液压混合驱动压力机系统，它包括油箱1，液压泵2，换向阀3，液压缸4，活塞杆5，齿条6，齿轮A8、齿轮B 14，连杆A9、连杆B13，电机12。
所述液压缸4安装在压力机床身7上，液压缸4通过油管与换向阀3连接，高压油推动活塞杆5上下移动；所述齿条6安装在活塞杆5的末端，齿条6双面带齿，分别与齿轮A8、齿轮B 14同时啮合，活塞杆5、齿条6的移动，带动齿轮A8、齿轮B 14绕轴A8-2和轴B14-2旋转；所述齿轮A8、齿轮B 14上分别一一对应装有铰接点A8-1、铰接点B14-1，且分别一一对应连接杆A9-3和杆B13-3的下孔；所述杆A9-3的上孔、杆C9-1的上孔同时和杆D9-2的下孔铰接，杆C9-2的上孔与压力机床身7铰接，杆C9-1的下孔连接滑块10的左端；所述杆B13-3的上孔、杆E13-1的上孔同时和杆F13-2的下孔铰接，杆F13-2的上孔与压力机床身7铰接，杆E13-1的下孔连接滑块10的右端；所述齿轮A8、齿轮B 14分别一一对应旋转带动铰接点A8-1、铰接点B14-1绕齿轮中心转动，从而驱动连杆A9、连杆B13左右摆动，带动滑块10沿导轨11向上滑动，完成冲压过程。
所述电机是普通交流电机或是伺服电机以实现系统的伺服控制功能。
所述液压泵是定量泵或是变量泵。
所述的有液压系统、油缸推动齿条上下往复运动，齿条带动对称的齿轮来回摆动旋转，齿轮转动带动多连杆机构运动，多连杆机构驱动滑块上下运动。
所述的齿轮来回摆动旋转带动多连杆机构运动，齿轮不进行整周转动，能实现图3所示的对称运动曲线。
压力机冲压工作过程是：系统上电，压力机启动，电机12得电旋转，驱动液压泵2工作，将液压油从油箱1泵出，换向阀3左侧线圈得电，高压油经油管打入液压缸4上腔，推动活塞杆5和齿条6向下移动，齿条6带动齿轮A8、齿轮B14分别绕轴A8-2和轴B14-2旋转，通过铰接点A8-1和铰接点B14-1带动连杆A9、连杆B13左右摆动，推动滑块10沿导轨11向下滑动，完成冲压。
压力机回程工作过程是：换向阀3右侧线圈得电，高压油经油管打入液压缸4下腔，推动活塞杆5和齿条6向上移动，齿条6带动齿轮A8、齿轮B14分别绕轴A8-2和轴B14-2旋转，通过铰接点A8-1和铰接点B14-1带动连杆A9、连杆B13右左摆动，带动滑块10沿导轨11向上滑动，完成回程。

Claims (5)

1.一种机械液压混合驱动压力机系统，其特征在于：它包括油箱、液压泵、换向阀、液压缸、活塞杆、齿条、齿轮A、齿轮B、连杆A、连杆B和电机；
所述液压缸安装在压力机床身上，液压缸通过油管与换向阀连接，高压油推动活塞杆上下移动；所述齿条安装在活塞杆的末端，齿条双面带齿，分别与齿轮A、齿轮B 同时啮合，活塞杆、齿条的移动，带动齿轮A、齿轮B分别对应绕轴A和轴B旋转；所述齿轮A、齿轮B上分别一一对应装有铰接点A、铰接点B，且分别一一对应连接杆A和杆B的下孔；所述杆A的上孔、杆C的上孔同时和杆D的下孔铰接，杆C的上孔与压力机床身铰接，杆C的下孔连接滑块的左端；所述杆B的上孔、杆E的上孔同时和杆F的下孔铰接，杆F的上孔与压力机床身铰接，杆E的下孔连接滑块的右端；所述齿轮A、齿轮B分别一一对应旋转带动铰接点A、铰接点B绕齿轮中心转动，从而驱动连杆A、连杆B左右摆动，带动滑块沿导轨向上滑动，完成冲压过程。
2.根据权利要求1所述的混合驱动压力机，其特征在于：所述电机是普通交流电机或是伺服电机以实现系统的伺服控制功能。
3.根据权利要求1所述的混合驱动压力机，其特征在于：所述液压泵是定量泵或是变量泵。
4.根据权利要求1所述的混合驱动压力机，其特征在于：所述的本系统中有液压系统、油缸推动齿条上下往复运动，齿条带动对称的两个齿轮来回摆动旋转，两个齿轮转动带动多连杆机构运动，多连杆机构驱动滑块上下运动。
5.根据权利要求1所述的混合驱动压力机，其特征在于：所述的两个齿轮来回摆动旋转带动多连杆机构运动，两个齿轮不进行整周转动。
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