CN112792249B - 一种曲柄压力机过载保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种曲柄压力机过载保护系统，包括壳体、传动机构、冲压组件和驱动单元，传动机构、冲压组件以及驱动单元都安装在壳体内，驱动单元包括驱动轴和曲轴以及连接驱动轴和曲轴的过载保护组件，驱动轴和曲轴转动安装在壳体内，驱动轴的第一端与传动机构连接，从而传动机构经过驱动轴并通过过载保护组件来带动曲轴转动，曲轴与冲压组件连接，过载保护组件对驱动轴与曲轴的连接与否可根据冲压组件的负载力进行实现。本申请的有益效果：将传统的一体式驱动单元分为曲轴和驱动轴两部分，并通过过载保护组件进行连接，当冲压组件处于过载时，过载保护组件断开曲轴与驱动轴的连接，从而对传动机构上的驱动电机进行过载保护，防止其过载烧毁。

Description

一种曲柄压力机过载保护系统

技术领域

本申请涉及冲压设备领域，尤其是涉及一种曲柄压力机过载保护系统。

背景技术

压力机广泛的应用于板材的落料、冲孔、成型、拉伸等工艺中。现有的压力机一般分为液压式或者机械式，机械式中常见的压力机是曲柄压力机。在实际的冲压工艺中，有时候会由于设备的磨损使得上模具和下模具的定位产生了误差，从而导致上模具无法将板材冲压至下模具中，进而导致上模具过载卡死。对于液压式的压力机，当上模具出现过载卡死时，其液压系统会进行泄压来保护压力机。由于机械式的如曲柄压力机在工作时是不允许操作人员站在一定的范围内的，所以当曲柄压力机产生过载卡死时，操作人员有时候不会在短时间内发现故障，从而导致驱动电机过载烧毁。

同时现有的机械式压力机的上料机构一般是独立的，所以当上模具在过载卡死时，上料机构还是处于上料状态，从而导致上料机构也发生过载烧毁。

所以，现在急需一种用于曲柄压力机的过载保护功能系统。

发明内容

本申请的目的在于提供一种曲柄压力机过载保护系统，可以在压力机发生过载故障时，对驱动电机和上料机构进行保护，防止驱动电机和上料机构由于过载而烧毁。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种曲柄压力机过载保护系统，包括壳体、传动机构、冲压组件和驱动单元，所述传动机构、所述冲压组件以及所述驱动单元都安装在所述壳体内，所述驱动单元包括驱动轴和曲轴以及连接所述驱动轴和所述曲轴的过载保护组件，所述驱动轴和所述曲轴转动安装在所述壳体内，所述驱动轴的第一端与所述传动机构连接，从而所述传动机构通过驱动所述驱动轴并经过所述过载保护组件来带动所述曲轴转动，所述曲轴与所述冲压组件连接，当所述冲压组件发生过载时，通过所述传动机构来带动所述过载保护组件处于断开状态，使得所述冲压组件与所述传动机构断开，从而保护传动机构的运转安全。

优选的，所述过载保护组件包括连接套和连接头，所述连接套与所述连接头配合，所述连接套与所述曲轴一端连接，所述连接头与所述驱动轴的第二端固定连接，所述连接套内壁设有多个均匀分布的弧形连接槽，所述连接头侧壁设有多个均匀分布的滑槽，每个所述滑槽内都滑动安装有弧形的限位块，所述连接块底部与所述滑槽底部之间安装有弹簧，当所述冲压组件处于正常工作时，所述连接块被所述弹簧顶起至与所述连接槽配合，当所述冲压组件处于过载时，所述连接块被所述连接槽挤压至所述滑槽内并压缩所述弹簧，使得所述连接块与所述连接槽脱离配合。

优选的，所述连接套一端通过花键套与所述曲轴一端花键连接，所述连接套的另一端设有凸块，所述过载保护组件还包括凸轮套，所述凸轮套固定安装在所述驱动轴上，所述凸轮套与所述凸块在圆周方向上间隔设置，当所述冲压组件处于正常工作时，所述凸块与所述凸轮套同步转动，当所述冲压组件处于过载时，所述连接套处于静止状态，所述驱动轴继续转动，从而所述凸轮套随所述驱动轴转动至与所述凸块配合挤压，使得所述连接套沿所述曲轴端部移动至与所述连接头脱离配合。

优选的，所述连接套侧壁还阻尼转动安装有限位套，所述限位套一端设有连通槽，所述连通槽底部沿圆周方向设有限位槽，所述凸轮套侧壁设有限位块，当所述冲压组件处于正常工作时，所述限位块与所述限位槽限位配合并同步转动，从而防止所述连接套在正常工作时由于振动而产生轴向滑动，当所述冲压组件处于过载时，所述限位套处于静止状态，从而所述限位块随所述凸轮套转动至脱离与所述限位槽的配合，进而方便所述连接套与所述连接头的脱离。

优选的，所述连接套侧壁设有转槽，所述转槽底部设有第一凹槽，所述限位套的另一端设有转动块，所述转动块内壁设有第二凹槽，所述限位套通过转动块与所述转槽转动连接，此时所述第一凹槽与所述第二凹槽组合成完整的凹槽，所述凹槽内安装有阻尼圈，从而增加所述限位套与所述连接套之间的阻尼强度，以防止所述限位套在过载时随所述凸轮套一起转动。

优选的，所述传动机构包括驱动电机和传动轴，所述驱动电机安装在所述壳体内的安装板上，所述传动轴转动安装在所述壳体内，所述驱动电机的输出端安装有主槽轮，所述传动轴的一端安装有副槽轮，所述主槽轮与所述副槽轮之间通过皮带连接，所述传动轴的另一端安装有主齿轮，所述驱动轴的第一端安装有副齿轮，所述主齿轮与所述副齿轮啮合，通过齿轮组的啮合以及槽轮组的连接对所述驱动电机的输出转速进行减速，从而提高更高的输出扭矩来驱动冲压组件进行工作。

优选的，所述冲压组件包括连板、铰接杆和冲压模，所述连板一端与所述曲轴转动连接，所述连板另一端与所述冲压模一端通过所述铰接杆转动连接，所述冲压模与所述壳体内固定板上设有的定位孔滑动配合，从而为所述冲压模随所述曲轴的转动进行上下移动时提供定位作用。

优选的，所述壳体位于所述冲压组件下方设有工作台，所述工作台上放置有待加工的坯料，所述工作台中心设有下料孔，所述下料孔与所述冲压组件配合，所述工作台两侧设有导向轨，所述导向轨与所述坯料两侧配合，所述工作台下表面通过加强筋与所述壳体侧壁连接，从而提高所述工作台的支撑强度。

优选的，所述曲柄压力机过载保护系统还包括上料机构，所述上料机构包括连杆、上料辊、转轮和转轴，所述转轴两端与所述壳体侧壁转动连接，所述上料辊固定安装在所述转轴上，所述上料辊的表面与所述坯料下表面接触，所述转轮通过单向轴承安装在所述转轴上并位于所述上料辊侧边，所述转轮上设有偏向销轴，所述偏向销轴与所述连杆一端转动连接，所述连杆另一端与所述冲压组件铰接，通过所述单向轴承的单向咬合可保证当所述冲压组件回程时，可通过所述转轮带动所述转轴旋转，从而带动所述上料辊进行上料。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

（1）将传统的一体式驱动单元分为曲轴和驱动轴两部分，并通过过载保护组件进行连接，然后过载保护组件可根据冲压组件的负载力与传动机构的驱动力的大小对驱动单元进行断开或者连接，当负载力小于驱动力时，过载保护组件处于连接状态，当负载力大于驱动力时，过载保护组件处于断开状态，从而对传动机构上的驱动电机进行过载保护，防止其过载烧毁。

（2）将上料机构的上料与冲压组件的回程进行联动，在提高冲压组件利用率，同时相比较传统的独立上料机构，本申请的上料机构无单独的驱动源，并能够在过载时随时冲压组件一同与传动机构断开连接，从而保证上料机构的安全性。

附图说明

图1为本发明轴侧示意图。

图2为本发明整体分解状态示意图。

图3为本发明壳体内部的结构示意图。

图4为本发明整体内部结构示意图。

图5为本发明驱动单元结构示意图。

图6为本发明连接套结构示意图。

图7为本发明限位套结构示意图。

图8为本发明过载保护组件处于连接状态时正视方向剖视图。

图9为本发明过载保护组件处于连接状态时A方向的剖视图。

图10为本发明过载保护组件处于断开状态时A方向的剖视图。

图11为本发明过载保护组件处于断开状态时正视方向剖视图。

图12为本发明上料机构结构示意图。

图13为本发明上料机构的上料状态示意图。

图中：壳体1、安装板11、安装座111、固定板12、定位孔121、工作台13、下料孔131、导向轨132、加强筋133、驱动电机21、主槽轮211、传动轴22、副槽轮221、主齿轮222、皮带23、防尘盖3、驱动单元4、驱动轴41、副齿轮411、曲轴42、花键421、飞轮422、过载保护组件43、连接套431、连接槽4312、花键套4313、内花键4314、转槽4315、第一凹槽4316、凸块4317、连接头432、滑槽4321、凸轮套433、限位块4331、限位套434、转动块4341、第二凹槽4342、连通槽4343、限位槽4344、阻尼圈435、连接块436、弹簧437、冲压组件5、连板51、铰接杆52、冲压模53、上料机构6、连杆61、上料辊62、转轮63、偏向销轴631、转轴64、坯料7、单向轴承8。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例如图1至图13所示，一种曲柄压力机过载保护系统，包括壳体1，壳体1内分别安装有传动机构、冲压组件5、驱动单元4以及上料机构6。传动机构为常见的减速机构，用于对驱动电机21的输出转速进行减速来增大输出转矩，以满足传动机构的输出转矩大于冲压组件5正常工作所需的驱动力矩。

如图4和图5所示，驱动单元4包括驱动轴41和曲轴42以及连接驱动轴41和曲轴42的过载保护组件43。驱动轴41和曲轴42转动安装在壳体1内，驱动轴41的第一端伸出壳体1外与传动机构连接，曲轴42与冲压组件5连接。当冲压组件5处于正常工作状态时，过载保护组件43处于连接状态，此时传动机构通过带动驱动轴41经过过载保护组件43来带动曲轴42转动，以实现冲压组件5的正常工作。当冲压组件5发生过载时，过载保护组件43处于断开状态，此时曲轴42处于静止状态，而传动机构带动驱动轴41继续进行转动，即此时冲压组件5与传动机构之间的动力输出被断开，从而保护传动机构的运转安全。

具体的，如图5、图6、图9和图10所示，过载保护组件43包括连接套431和连接头432，连接套431与曲轴42一端连接，连接头432与驱动轴41第二端连接。连接套431内壁设有多个均匀分布的弧形连接槽4312，连接头432侧壁设有多个均匀分布的滑槽4321，连接槽4312和滑槽4321的数量是可以根据实际进行调整的，例如图9和图10所示的八个连接槽4312和滑槽4321。每个滑槽4321内都滑动安装有连接块436，连接块436的一端是弧形的，可与连接槽4312的弧形相配合，连接块436的另一端与滑槽4321底部之间安装有弹簧437。当冲压组件5处于正常工作时，连接块436被弹簧437顶起至与连接槽4312配合，使得连接套431与连接头432处于连接状态，此时连接块436与连接槽4312由于配合连接产生的力矩是大于冲压组件5的负载力矩的，从而可通过传动机构来带动冲压组件5进行冲压工作；当冲压组件5处于过载时，此时连接套431由于过载而无法转动，同时传动机构产生的驱动力矩是大于连接块436与连接槽4312由于配合产生的力矩的，所以连接头432会继续转动，从而连接块436被连接槽4312挤压至滑槽4321内并压缩弹簧437，即此时过载保护组件43处于断开状态，并且传动机构处于满载运转状态。

由于过载时冲压组件是不工作的，而此时传动机构满载运转是浪费能源的，所以为了降低过载时传动机构的能源浪费，需要在过载时将连接块436与连接槽4312完全脱离。具体的，如图5、图6、图8和图11所示，连接套431一端固定设置有花键套4313，花键套4313的内壁设有花键槽4314，连接套431通过花键槽4314与曲轴42一端设有的花键421进行连接，连接套431的另一端设置有凸块4317。同时过载保护组件43还包括凸轮套433，凸轮套433固定安装在驱动轴41上，并且凸轮套433与凸块4317在圆周方向上间隔设置。当冲压组件5处于正常工作时，凸块4317与凸轮套433同步转动；当冲压组件5处于过载时，连接套431处于静止状态，同时驱动轴41会继续转动，从而凸轮套433随驱动轴41转动至与凸块4317配合接触并挤压凸块4317，最终使得连接套431沿曲轴42端部进行轴向移动至与连接头432脱离配合，此时传动机构处于空载运转状态，从而保证传动机构在过载时断开与冲压组件5连接的同时进行低能耗的空载运转。

为了防止在驱动单元4在正常工作时，由于振动导致连接套431与连接头432脱离，所以需要对连接套431进行限位。具体的，如图6、图7、图8和图11所示，过载保护组件43还包括限位套434，限位套434一端内壁设有转动块4341，连接套431侧壁设有转槽4315，限位套434通过转动块4341与转槽4315转动连接。同时转槽4315底部设有第一凹槽4316，转动块4341内壁设有第二凹槽4342，第一凹槽4316和第二凹槽4342可以相互组成成完整的凹槽，凹槽内可安装一个阻尼圈435，通过阻尼圈435来增加限位套434与连接套431之间的阻尼效果，从而方便限位套434可以通过手动进行转动，但不会随驱动单元4的振动而发生转动。

然后在限位套434的另一端设置连通槽4343，同时在连通槽4343底部沿圆周方向设置限位槽4344，以及在凸轮套433侧壁设置限位块4331。当冲压组件5需要正常工作时，此时过载保护组件43需要进行连接，所以在连接套431与连接头432进行连接时，通过手动旋转限位套434，使得凸轮套433上的限位块4331沿连通槽4343移动至连通槽4343的底部，然后旋转限位套434，使得限位块4331与限位槽4344限位配合，从而防止连接套431在正常工作时由于振动而产生轴向滑动。当冲压组件5处于过载时，由于限位套434与连接套431是阻尼连接的，所以此时限位套434处于静止状态，从而限位块4331随凸轮套433转动至脱离与限位槽4344的配合，并且此时凸轮套433正好与凸块4317配合挤压，从而限位块4331沿连通槽4343滑动至脱离与限位套434的配合。

具体的，如图2、图3和图4所示，传动机构包括驱动电机21和传动轴22，驱动电机21安装在壳体1内的安装板11上，驱动电机21的机身通过安装板11上的安装座111进行定位，同时机头通过法兰与壳体1侧壁进行螺栓连接。传动轴22转动安装在壳体1内，驱动电机21的输出端安装有主槽轮211，传动轴22的一端安装有副槽轮221，主槽轮211与副槽轮221之间通过皮带23连接；传动轴22的另一端安装有主齿轮222，驱动轴41的第一端安装有副齿轮411，主齿轮222与副齿轮411啮合。通过齿轮组的啮合以及槽轮组的连接对驱动电机21的输出转速进行减速来增大传动机构的驱动力矩。由于上述的齿轮组和槽轮组都是安装在壳体1的，为了保证装置运转时的安全性，可在齿轮组和槽轮组的位置安装防尘盖3。

具体的，如图2、图3和图4所示，冲压组件5包括连板51、铰接杆52和冲压模53，连板51一端与曲轴42转动连接，连板51另一端与冲压模53一端通过铰接杆52转动连接，冲压模53与壳体1内固定板12上设有的定位孔121滑动配合，从而为冲压模53随曲轴42的转动进行上下移动时提供定位作用。

具体的，如图3和图4所示，壳体1的下方设有工作台13，并且工作台13位于冲压组件5的下方。工作台13用于放置待加工的坯料7，工作台13中心设有下料孔131，下料孔131与冲压组件5配合，工作台13两侧设有导向轨132，导向轨132与坯料7两侧配合，以防止坯料7在上料过程发生偏移。同时工作台13下表面通过加强筋133与壳体1侧壁连接，从而提高工作台13的支撑强度。

为了保证上料机构6在过载时的安全性，可通过冲压组件5来带动上料机构6进行上料。具体的，如图12和13所示，上料机构6包括连杆61、上料辊62、转轮63和转轴64，转轴64两端与壳体1侧壁转动连接，上料辊62固定安装在转轴64上，上料辊62的表面与坯料7下表面接触，转轮63通过单向轴承8安装在转轴64上并位于上料辊62侧边，转轮63上设有偏向销轴631，偏向销轴631与连杆61一端转动连接，连杆61另一端与冲压组件5上铰接杆52的端部进行铰接。当冲压组件5处于回程时，通过连板51来带动连杆61进行上移，在连杆61上移的过程中通过偏向销轴631带动转轮63转动，此时单向轴承8处于单向咬合状态，从而带动上料辊62随转轴64转动，即带动坯料7进行上料，充分利用了冲压组件6的空回程。当冲压组件5处于工作行程时，此时单向轴承8处于反向自由状态，即此时上料辊62处于静止状态以方便冲压组件5进行冲压工作。同时当冲压组件5过载时，上料机构6会随着冲压组件5与传动机构的连接断开而静止，从而保护上料机构6在过载时也处于安全状态。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种曲柄压力机过载保护系统，包括壳体、传动机构、冲压组件和驱动单元，所述传动机构、所述冲压组件以及所述驱动单元都安装在所述壳体内，其特征在于：所述驱动单元包括驱动轴和曲轴以及连接所述驱动轴和所述曲轴的过载保护组件，所述驱动轴和所述曲轴转动安装在所述壳体内，所述驱动轴的第一端与所述传动机构连接，从而所述传动机构通过驱动所述驱动轴并经过所述过载保护组件来带动所述曲轴转动，所述曲轴与所述冲压组件连接；所述过载保护组件根据所述冲压组件的负载力，可以对所述驱动轴与所述曲轴进行连接或者断开；

所述过载保护组件包括连接套和连接头，所述连接套与所述连接头配合，所述连接套与所述曲轴一端连接，所述连接头与所述驱动轴的第二端固定连接，所述连接套内壁设有多个均匀分布的弧形连接槽，所述连接头侧壁设有多个均匀分布的滑槽，每个所述滑槽内都滑动安装有连接块，所述连接块一端为弧形，所述连接块另一端与所述滑槽底部之间安装有弹簧；当所述冲压组件处于正常工作时，所述连接块被所述弹簧顶起至与所述连接槽配合；当所述冲压组件处于过载时，所述连接块被所述连接槽挤压至所述滑槽内并压缩所述弹簧，使得所述连接块与所述连接槽脱离配合；

所述连接套一端设有花键套，所述花键套与所述曲轴一端的设有的花键连接，所述连接套另一端设有凸块，所述过载保护组件还包括凸轮套，所述凸轮套固定安装在所述驱动轴上，所述凸轮套与所述凸块在圆周方向上间隔设置；当所述冲压组件处于正常工作时，所述凸块与所述凸轮套同步转动；当所述冲压组件处于过载时，所述凸轮套随所述驱动轴转动并与所述凸块挤压配合，使得所述连接套沿轴向移动至与所述连接头脱离配合。

2.如权利要求1所述的曲柄压力机过载保护系统，其特征在于：所述连接套侧壁还阻尼转动安装有限位套，所述限位套一端设有连通槽，所述连通槽底部沿圆周方向设有限位槽，所述凸轮套侧壁设有限位块，当所述冲压组件处于正常工作时，所述限位块与所述限位槽限位配合，当所述冲压组件处于过载时，所述限位块脱离与所述限位槽的配合。

3.如权利要求1所述的曲柄压力机过载保护系统，其特征在于：所述传动机构包括驱动电机和传动轴，所述驱动电机安装在所述壳体内的安装板上，所述传动轴转动安装在所述壳体内，所述驱动电机的输出端安装有主槽轮，所述传动轴的一端安装有副槽轮，所述主槽轮与所述副槽轮之间通过皮带连接，所述传动轴的另一端安装有主齿轮，所述驱动轴的第一端安装有副齿轮，所述主齿轮与所述副齿轮啮合。

4.如权利要求1所述的曲柄压力机过载保护系统，其特征在于：所述冲压组件包括连板、铰接杆和冲压模，所述连板一端与所述曲轴转动连接，所述连板另一端与所述冲压模一端通过所述铰接杆转动连接，所述冲压模与所述壳体内固定板上设有的定位孔滑动配合。

5.如权利要求1至4任一项所述的曲柄压力机过载保护系统，其特征在于：所述壳体上还设有工作台，所述工作台位于所述冲压组件下方，所述工作台用于放置待加工的坯料，所述工作台中心设有下料孔，所述下料孔与所述冲压组件配合，所述工作台两侧设有导向轨，所述导向轨与所述坯料两侧配合，所述工作台下表面通过加强筋与所述壳体侧壁连接。

6.如权利要求5所述的曲柄压力机过载保护系统，其特征在于：还包括上料机构，所述上料机构包括连杆、上料辊、转轮和转轴，所述转轴两端与所述壳体侧壁转动连接，所述上料辊固定安装在所述转轴上，所述上料辊的表面与所述坯料下表面接触，所述转轮通过单向轴承安装在所述转轴上并位于所述上料辊侧边，所述转轮上设有偏向销轴，所述偏向销轴与所述连杆一端转动连接，所述连杆另一端与所述冲压组件铰接，通过所述连杆的上移以及所述单向轴承的单向咬合来带动所述上料辊进行上料。

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