CN112049857B - 传动连杆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传动连杆结构，在连杆大头部分的轴孔处安装有滑动轴承，其特征在于：在滑动轴承顶部与底部形成有与曲轴滑动摩擦配合的传动面，在滑动轴承两侧内表面形成有下凹的储油槽，连杆上还有润滑油道与滑动轴承外圆面上的油槽相通，滑动轴承上有贯通的油孔连通所述油槽与所述储油槽，在滑动轴承两侧有回油的润滑油道。在所述连杆大头部分的轴孔内，位于所述滑动轴承两侧还各设置有一个滚动轴承，在连杆大头部分的润滑油道还通过支路与滚动轴承一侧相通。本发明的传动连杆结构，发热量少，承受载荷冲击能力强，适用于高速重载压力机。

Description

传动连杆结构

技术领域

本发明涉及一种传动连杆，尤其适合于锻压机等高速重载压力机使用。

背景技术

锻压机等重载机械压力机中，一般采用连杆将曲轴的旋转运动转化为柱销(柱塞)的上下往复运动，柱销(柱塞)一般与滑块采用紧固件相连，进而实现滑块的往复运动。

压力机的连杆一般由连杆大头和连杆小头以及连杆身组成，对于低速压力机，通常采用适合于低速重载的滑动轴承。但对于高速精密压力机而言，与曲轴接触的连杆大头承受着较高的转速和周期性的冲击负荷，当采用滑动轴承时(滑动轴承固定在连杆大头)，容易造成滑动轴承磨损加剧，因此采用滑动轴承时限制冲压速度的提升，难以满足高速压力机的速度的需求；当采用滚动轴承时，虽然冲压速度得到了提升，但是滚动轴承由于承受重载冲击能力差，存在使用寿命问题，需要定期进行大修。也有将滚动轴承和滑动轴承组合使用，在冲压时由滑动轴承承受负荷，但是同样存在瞬间载荷过大，滑动轴承与曲轴摩擦产生的热量导致无法避免滑动轴承烧伤，甚至异常磨损的情况发生。同时，早期磨合过程中产生的铜屑还容易进入滚动轴承，造成滚动轴承烧伤甚至卡死。

考虑到连杆装配的便利性，一般将连杆大头剖分为连杆盖和连杆体，连杆盖和连杆体采用螺钉或螺栓连接，并采用销进行定位，由于承受周期性的冲击载荷，很容易出现螺钉或螺栓连接的失效，产生断裂问题。

连杆小头一般布置在连杆的几何中心位置，由于连杆小头和连杆销存在间隙，当有冲击负荷及不均衡负载时将造成连杆大头部分产生较大的摆动，不利于铰接处的精度长久维持。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种传动连杆结构，以提高连杆部位的承载能力和速度，提高连杆在高速工况下的使用寿命。

本发明采用的技术方案是：一种传动连杆结构，连杆大头部分的轴孔内安装有滑动轴承，在滑动轴承顶部与底部形成有与曲轴滑动摩擦配合的传动面，在滑动轴承两侧内表面形成有下凹的储油槽，连杆上还有润滑油道与滑动轴承外圆面上的油槽相通，滑动轴承上有贯通的油孔连通所述油槽与所述储油槽，在滑动轴承两侧有回油槽。通过两侧设置储油槽不仅减少滑动轴承与曲轴的滑动摩擦接触面，仅利用顶部与底部传动面承受冲击负荷和传递动力，同时储油槽的设置增加了摩擦副之间润滑、冷却和冲洗的润滑油量，润滑、冷却、冲洗效果更好，摩擦发热量降低，磨损减少，提高了滑动轴承寿命，并使速度得以提升。

传动面的面积，根据压力机冲击载荷大小进行设计计算，一般来说在与铅垂线成±30°范围内可满足要求。

优选的，在所述连杆大头部分的轴孔内，位于滑动轴承两侧还各设置有一个滚动轴承，在连杆大头部分的润滑油道还通过支路与滚动轴承工作面相通，为滚动轴承提供润滑和冲洗。通过这种方式不仅形成滑动轴承与滚动轴承组合，滑动轴承主要承受冲击载荷，滚动轴承来承受系统惯性，产热量小并保证精密运行。

优选的，连杆的小头采用叉形结构，叉形结构的销孔内分别装有销瓦，两侧销瓦与连杆大头等宽。通过这种方式，使连杆大小头轴孔长度相当，提高连杆运行时大头的曲轴与小头的销轴平行度，降低大头部分的摆动幅度。

所述连杆大头端可以由连杆盖和连杆体组成分体结构，通过螺栓装配在一起，所述螺栓采用双头螺柱，连杆体上采用带沉孔的螺孔，双头螺柱的下螺纹位于沉孔内，以使连杆盖与连杆体结合部分对应为双头螺柱中部的光杆部位，提高结合部螺柱的外径，避免双头螺柱从中间断裂。

本发明的这种传动连杆结构，滑动轴承与曲轴摩擦面积小，润滑和冷却、冲洗效果好，受到冲击载荷时通过传动面保证了轴承有足够受力面积，且摩擦发热量小，不仅提高了使用寿命，而且能满足较高转速的需求，特别适用于锻压机等高速重载压力机。

附图说明

图1为本发明的传动连杆结构三维示意图；

图2为图1所示传动连杆结构的爆炸图；

图3为传动连杆剖视图；

图4为连杆盖润滑油路结构示意图；

图中：1、上连杆瓦，1a、储油槽，1b、传动区，1f、环形槽，1g、油孔，2、连杆盖，2b、回油槽，2d、轴承孔，2e、润滑油道，3、下连杆瓦，3a、储油槽，3b、传动区，3g、油孔，4、连杆体，4a、沉孔，4b、回油槽，4c、回油孔，4d、轴承孔，4e、叉形结构，4f、润滑油道，5、滚动轴承，5a、内端面，5b、外圆面，6、轴承压盖，7、销瓦，8、双头螺柱，9、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明做进一步说明，以助于理解本发明内容。

如图1、图2和图3所示，是本发明的传动连杆结构的较佳实施例的结构图。该连杆适用于锻压机这类高速重载压力机，包括上部大头和下部小头两部分，上部大头用于连接压力机曲轴，下部小头用柱销连接滑块。

为了便于装配、维修，本实施例的连杆大头部分以轴孔水平中心面为界限，采用由连杆盖2和连杆体4组成的分体结构，小头位于连杆体4上。

滑动轴承的轴瓦则同样以轴孔水平中心面为界限由上连杆瓦1和下连杆瓦3组成。上连杆瓦1通过螺钉安装在连杆盖2上，下连杆瓦3也通过螺钉安装在连杆体4上。连杆盖2连同上连杆瓦1通过双头螺柱8和螺母连接到连杆体4上。

在双头螺柱8与连杆体4的结合面下侧存在沉孔4a，且其直径大于双头螺柱8的直径，在沉孔内加工螺孔。如图2所示，这种结构，双头螺柱8的下端螺纹是位于沉孔4a内，也就是说在连杆盖2与连杆体4的结合位置，对应的是双头螺柱8中部的光杆部位，由于光杆部位没有加工螺纹，其整个直径大于螺纹部分最小直径，因此抗拉强度高，不易断裂。同时，双头螺柱8由于两端都是螺纹锁紧和受力，两端螺纹受力均衡连接刚性基本接近，受力时也不易损坏螺纹，进一步避免装配松动和连接失效。

在上连杆瓦1和下连杆瓦3上设有两处储油槽1a和3a且宽度小于上连杆瓦1和下连杆瓦3的宽度，储油槽1a和3a位于滑动轴承内圆面两侧，在曲轴孔内上连杆瓦1顶部和下连杆瓦3底部形成与曲轴通过油膜摩擦配合和传递冲击载荷的传动区1b和3b。在连杆运动到下止点冲压和开始向上承受曲轴的冲压负荷时，上连杆瓦1和下连杆瓦3的中心区域的传动区1b和3b承受载荷，而储油槽1a和3a不承受载荷，由于受力作用面积较小，因此产生的热量少，能够保证高速运行。在非冲压时(滑块空程向下和回程时)，由于储油槽1a和3a也与曲轴不发生摩擦，没有磨损也不发热，储油槽的存在也使滑动轴承与曲轴之间润滑更好。虽然仅仅增加了储油槽，但能够显著提高连杆在重载和高速时的精密运行性能。

由于压力机的压力角基本在30°左右，因此上连杆瓦1与下连杆瓦3不设置储油槽的传动区1b、3b区域大小，可以为在与铅垂线成±30°区域设置，也就是说轴孔360°范围内，顶部传动区和底部传动区各60°，两侧两个储油槽各120°，即大体2/3范围是储油区。由上连杆瓦1与下连杆瓦3构成的滑动轴承顶部传动区1b和底部传动区3b以及储油槽1a和3a前后两侧的侧边形成的圆的中心与曲轴保持同心，限制曲轴的相对摆动。

如图1、3和图4所示，在连杆盖2中部设有竖向润滑油道2e，与上连杆瓦1、下连杆瓦3的外圆面中部的环形槽1f相连通，贯穿上连杆瓦1和下连杆瓦3的油孔1g、3g连通环形槽1f、以及相应的储油槽1a、3a连通。在上连杆瓦1和下连杆瓦3的外侧对称设有回油槽2b和4b，形成两个环形回油通道。在回油槽4b的下端设有成90°的回油孔4c。润滑油在油泵提供的压力下通过润滑油道2e和环形槽1f，通过油孔1g、3g进入储油槽1a、3a，并沿曲轴和滑动轴承的环形配合面分布，形成油膜进行润滑和冷却，同时将磨损造成的铜屑冲出，通过回油槽4b和回油孔4c排出。

如图1、2、3所示，在回油槽4b的外部对称安装有两个滚动轴承5，滚动轴承5的宽度略大于连杆盖2和连杆体4中对应的轴承孔2d和4d的深度，两处滚动轴承5的内端面5a为定位基准，再通过滚动轴承5的外圆面5b实现连杆盖2和连杆体4的定位。分别通过螺钉安装在连杆盖2和连杆体4上的轴承压盖6将滚动轴承5进行压紧定位。轴承压盖6也采用剖分结构，且通过与滚动轴承5外径相同尺寸的内孔进行定位，以便于安装。在非冲压时(滑块空程向下和回程时)，依靠滚动轴承5来承受系统惯性，两侧滚动轴承5承受连杆负载的30％左右，并且当滚动轴承产生一定变形量后，滑动轴承再承担其余负载。由于滚动轴承摩擦系数小，因此产生热量小，且能够保证精密运行。在安装时，先将两滚动轴承5安装在曲轴上，并控制好两轴承内侧的尺寸。通过两轴承的内端面5a以及滚动轴承5的外径实现连杆盖2和连杆体4的定位。最后再安装最外侧的轴承压盖6。

如图3和图4所示，在连杆盖2上，还加工有润滑油道支路以朝向滚动轴承5内圈与外圈之间的工作面间隙处，油道支路内安装有带阻尼孔的螺钉9，将一部分润滑油通过带阻尼孔的螺钉9输向滚动轴承，对滚动轴承5进行润滑；螺钉9通过阻尼孔节流使得螺钉两侧润滑油压力不同，以保证受载荷较大的曲轴与滑动轴承之间有润滑油膜分布和冲洗需要的压力，滚动轴承只需要较少量润滑油。

该连杆结构的润滑方式为：润滑油接入连杆盖2的上部(通过油管接头)将润滑油输入连杆盖2中，其中的一路通过两侧带阻尼孔的螺钉9润滑两侧的滚动轴承5，另一路通过上下连杆瓦中部的环形槽1f以及油孔1g、3g进入储油槽1a、3a，润滑安装在连杆中间的曲轴，中部上下连杆瓦早期磨损产生的铜屑可以被润滑油冲进低于滑动轴承面和滚动轴承外滚道面的回油槽4b并通过回油孔4c排出，避免进入滚动轴承5的滚道内。

同时回油槽4b中的润滑油通过连杆体内的润滑油道4f和外接管路还可以分别润滑两叉形结构中的滑动轴承(连杆小头的销瓦)。此外，连杆盖2上部的润滑油孔也可以作为连杆盖的起吊孔使用。

连杆体4的下端为叉形结构4e，分别装有销瓦7，形成了连杆小头。两侧销瓦7几乎与连杆盖2和连杆体4等宽，因此，在保证相同间隙(销瓦7与连杆销(未画出)的间隙)时，连杆盖2和连杆体4的偏转角度较小，运行稳定。

本实施例的有益效果在于：当连杆承受重载时，连杆中部的滑动轴承仅有±30°范围内进行接触，显著减少摩擦发热量；在非冲压区间(滑块空程向下和回程时)仅有滑动轴承两侧的滚动轴承接触，能够适应较高的转速；在滑动轴承和滚动轴承之间设置的回油槽及回油孔可以避免滑动轴承早期磨损产生的铜屑对滚动轴承的损坏；通过一根润滑通道实现对两侧滚动轴承、中间滑动轴承以及连杆小头滑动轴承的润滑，简化了设计，提高了系统的可靠性；连杆盖和连杆体通过多个双头螺柱，可以避免螺纹连接部位的损坏；连杆盖和连杆体通过滚动轴承内侧以及外圆定位，定位可靠且安装方便；叉形设计的连杆小头，能够保证在给定铰接副间隙的情况下，连杆的摆角最小，从而提高了其精度保持性。

因此，通过上述措施，能够保证连杆在高速运行时承受重负荷。

以上所述，只是本发明的一个实例，不能以此限定本发明的范围，凡依此发明专利申请范围及说明内容所做的简单的等效变化与修饰，皆属于本发明专利涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种传动连杆结构，适用于高速重载压力机，在连杆大头部分的轴孔内安装有滑动轴承，其特征在于：在滑动轴承顶部与底部形成有与曲轴滑动摩擦配合的传动面，所述传动面在与铅垂线成±30°范围内，以利用顶部与底部传动面承受冲击负荷和传递动力，在滑动轴承两侧内表面形成有下凹的储油槽以减少滑动轴承与曲轴的滑动摩擦接触面，在轴孔360°范围内2/3是储油区；连杆上还有润滑油道与滑动轴承外圆面上的油槽相通，滑动轴承上有贯通的油孔连通所述油槽与所述储油槽，在滑动轴承两侧有回油槽。

2.如权利要求1所述的传动连杆结构，其特征在于：在所述连杆大头部分的轴孔内，位于所述滑动轴承两侧还各安装有一个滚动轴承，连杆大头部分的润滑油道还通过支路与滚动轴承工作面相通。

3.如权利要求2所述的传动连杆结构，其特征在于：在所述支路内安装有带阻尼孔的螺钉。

4.如权利要求2所述的传动连杆结构，其特征在于：所述连杆大头端由连杆盖和连杆体组成分体结构，所述滚动轴承的宽度大于连杆盖和连杆体中对应的轴承孔的深度，分别通过螺钉安装在连杆盖和连杆体上的轴承压盖将滚动轴承进行安装定位，轴承压盖采用剖分结构，且通过与轴承外径相同尺寸的内孔进行定位。

5.如权利要求1所述的传动连杆结构，其特征在于：在滑动轴承的外侧的回油槽为环形，在回油槽的下端设有成90°的回油孔。

6.如权利要求1所述的传动连杆结构，其特征在于：所述连杆的小头采用叉形结构，叉形结构的销孔内分别装有销瓦，两侧销瓦与所述连杆大头等宽。

7.如权利要求1所述的传动连杆结构，其特征在于：所述连杆大头端由连杆盖和连杆体组成分体结构，通过螺栓装配在一起，所述螺栓采用双头螺柱，所述连杆体上采用带沉孔的螺孔，所述双头螺柱的下螺纹位于沉孔内。

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