CN201081006Y - 连杆长度可变的曲柄连杆传动机构及冲床主传动系统 - Google Patents

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CN201081006Y CNU2007200275758U CN200720027575U CN201081006Y CN 201081006 Y CN201081006 Y CN 201081006Y CN U2007200275758 U CNU2007200275758 U CN U2007200275758U CN 200720027575 U CN200720027575 U CN 200720027575U CN 201081006 Y CN201081006 Y CN 201081006Y
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李兵
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Abstract

本实用新型涉及一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构以及数控伺服电机作为动力的新型数控转塔冲床主传动系统。属于机械设计制造技术领域。包括曲轴1、连杆，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆4和外连杆9组成，内连杆4和外连杆9分别与下支座6和上支座8呈刚性连接，下支座6和上支座8之间由升降气缸7相连；外连杆9上安装了平移气缸2，平移气缸2的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块3相连接。具有能源节省约60％，噪音降低10分贝左右，效率提高工艺优化的优点。可以广泛应用在数控冲压设备中。

Description

连杆长度可变的曲柄连杆传动机构及冲床主传动系统
技术领域
本实用新型涉及一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构以及数控伺服电机作为动力的新型数控转塔冲床主传动系统。属于机械设计制造技术领域。
背景技术
数控转塔冲床是金属板材冲压加工的关键设备，作为冲压动力的主传动部件，传统采用曲柄连杆机构的机械式设计(参见图4)。由曲轴24、连杆25、销轴26和滑块23等组成的曲柄连杆机构以及飞轮21，安装于机身22上。离合器与制动器20分别与曲轴24右侧轴端和连接，并由主控阀19控制其动作。工作中，主电机通过皮带带动飞轮21旋转，通过离合器与制动器20的结合作用将动力传递给曲轴24，继而使滑块23上下运动；反之，通过离合器与制动器20的制动作将动力脱离曲轴24并使其停止。虽然该结构较为简单，制造成本较低，但缺点是摩擦片损耗快，污染性强，性能稳定性差，需要经常调整与维修，而且其工作频率较低，噪音大。
发明内容
本实用新型针对已有技术存在的不足，提供一种性能稳定，调整与维修简易，而且其工作频率高，噪音小的连杆长度可变的曲柄连杆传动机构及冲床主传动系统。
本实用新型的技术特征是：将传统的曲柄连杆传动机构中的连杆设置成嵌入式可以伸缩的内、外连杆，分别与下支座和上支座呈刚性连接，下支座和上支座之间由升降气缸相连；外连杆上安装了平移气缸，平移气缸的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块相连接。
升降气缸将内、外连杆顶开，内、外连杆中的可以移动的垫块由平移气缸推入内、外连杆的间隙中，可以增加连杆的长度；反之，可以缩短连杆的长度。
本实用新型的具体结构是：一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，包括曲轴、连杆，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆和外连杆组成，内连杆和外连杆分别与下支座和上支座呈刚性连接，下支座和上支座之间由升降气缸相连；外连杆上安装了平移气缸，平移气缸的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块相连接。
本实用新型提供了一种连杆长度可变的装置，应用于曲柄连杆机构中，并在传统机械式主传动的基础上，将数控伺服电机通过减速机与曲轴相连，省去飞轮及离合器与制动器，成为一种新型电伺服驱动系统。它不仅保留了机械式主传动结构成熟可靠的优点，且具有以下特性：1.能源节省约60％。通过适时控制伺服电机，仅在时启动并提供所需能量，冲压完成后停止，而不需要如机械式主传动电机那样带动飞轮一直旋转，积聚冲压能量。2.噪音降低10分贝左右。通过在冲压行程中对滑块的速度适时进行控制和调节，减轻冲头进入板料时的冲击，从而延长模具的使用寿命，并可有效地降低噪音。3.效率提高。通过对滑块行程、速度和送料时间的优化，可有效地提高冲压频率。4.工艺优化。通过精确设定滑块停止位置，能够提高成型模具的加工精度。按照冲压工艺和模具类型，通过优化程序来控制滑块以适应各种冲压模式，如压印、冲孔、成型等。
附图说明
图1为连杆长度可变装置的剖面图。
图2为单电机伺服驱动系统的主视图。
图3为单电机驱动动力装置的左视剖面图。
图4为原有机械式主传动部件示意图。
图5为双电机伺服驱动系统的主视图。
图6为双电机伺服驱动系统的左视图。
图中：1-曲轴，2-平移气缸，3-垫块，4-内连杆，5-销轴，6-下支座，7-升降气缸，8-上支座，9-外连杆，10-中间轴承，11-伺服电机，12-减速机，13-箱体，14-滑块，15-导套，16-左轴承，17-电控阀，18-右轴承，19-主控阀，20-离合器与制动器，21-飞轮，22-机身，23-滑块，24-曲轴，25-连杆，26-销轴，27-伺服电机I，28-伺服电机II。
具体实施方式
实施例1：连杆长度可变的曲柄连杆传动机构。
一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，包括曲轴1、连杆，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆4和外连杆9组成，内连杆4和外连杆9分别与下支座6和上支座8呈刚性连接，下支座6和上支座8之间由升降气缸7相连；外连杆9上安装了平移气缸2，平移气缸2的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块3相连接。
内连杆4嵌入外连杆9中，呈滑动配合连接结构。
下支座6和上支座8分别与内连杆4和外连杆9螺接紧固连接，下支座6和上支座8由分布在内连杆4和外连杆9两侧的对称的部件构成。
升降气缸7由分布在外连杆9两侧的对称的气缸部件构成。每个气缸的活塞杆各连接一个垫块3。
可以移动的垫块3安装在内连杆4和外连杆9连接端面的空腔之中，由两块相同结构的金属块组成。
内连杆端部的销轴5与滑块14相连构成动力输出端。可以与工作机构相连。
图1表示了连杆长度可变装置的主要结构。内连杆4安装配合于外连杆9中，两者可随升降气缸7的动作上下相对运动，三者由上支座8与下支座6连接。平移气缸2的缸体固定在外连杆9两侧，其活塞杆端部连接垫块3。连杆长度即为曲轴1与销轴5的中心距离，图示为连杆缩短状态，改变连杆为伸长状态时，首先控制升降气缸7活塞杆伸出，内连杆4随之下降，其上顶面与外连杆9形成空位，然后平移气缸2将垫块3推入该空位，最后升降气缸7活塞杆缩回，消除垫块3上下表面的间隙。
实施例2：以数控伺服电机及减速机作为动力的新型数控转塔冲床主传动系统。
一种带连杆长度可变的曲柄连杆传动机构的冲床主传动系统，包括依次相连的伺服电机11、减速机12、曲柄连杆传动机构、与曲柄连杆传动机构相连的导套15、滑块14及冲头，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆4和外连杆9组成，内连杆4和外连杆9分别与下支座6和上支座8呈刚性连接，下支座6和上支座8之间由升降气缸7相连；外连杆9上安装了平移气缸2，平移气缸2的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块3相连接。
如图2、图3所示，伺服电机11通过减速机12将动力传递到曲轴1上。曲轴1通过中间轴承10与外连杆9连接，通过左轴承16与右轴承18安装于箱体13中，三处均采用滚针轴承，能够较大地降低摩擦阻力矩。内连杆4与滑块14通过销轴5连接，滑块14在固定于箱体上的导套15中上下运动。当连杆在伸长状态下，滑块14处于低位，此时模具被预先下压，只需要较小的滑块行程即可进行冲压，这样可以相应降低伺服电机11的额定扭矩，大大降低制造成本。当连杆在缩短状态下，滑块14处于高位，此时模具位于正常的安装位置，便于选模和更换。可见，连杆长度可变装置满足了数控转塔冲床的工作特点，是新型的电伺服驱动系统的关键系统。
实施例3：以数控双伺服电机作为动力的新型数控转塔冲床主传动系统。
如图4、图5所示，采用与实施例2相同的曲柄连杆传动机构，并将同规格的伺服电机I 27与伺服电机II 28对称安装固定于箱体13的两侧，其转子分别与曲轴两端以键连接，由数控系统控制其同步运转，实现与实施例2相同的工作过程。与实施例2相比，在满足系统最大扭矩要求的条件下，采用以两台伺服电机直连于曲轴而省去减速机的结构，虽增加了一些成本，但降低了机械故障率，并有助于提高滑块的运行频率和停止精度。
一种带连杆长度可变的曲柄连杆传动机构的冲床主传动系统，包括依次相连的伺服电机11、曲柄连杆传动机构、与曲柄连杆传动机构相连的导套15、滑块14及冲头，其特征是，伺服电机I 27与伺服电机II 28对称安装固定于箱体13的两侧，其转子轴分别与曲轴两端以键连接，连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆4和外连杆9组成，内连杆4和外连杆9分别与下支座6和上支座8呈刚性连接，下支座6和上支座8之间由升降气缸7相连；外连杆9上安装了平移气缸2，平移气缸2的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块3相连接。

Claims (7)

1.一种连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，包括曲轴(1)、连杆，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆(4)和外连杆(9)组成，内连杆(4)和外连杆(9)分别与下支座(6)和上支座(8)呈刚性连接，下支座(6)和上支座(8)之间由升降气缸(7)相连；外连杆(9)上安装了平移气缸(2)，平移气缸(2)的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，其特征是所述内连杆(4)嵌入外连杆(9)中，呈滑动配合连接结构。
3.根据权利要求1所述的连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，其特征是所述下支座(6)和上支座(8)分别与内连杆(4)和外连杆(9)螺接紧固连接，下支座(6)和上支座(8)由分布在内连杆(4)和外连杆(9)两侧的对称的部件构成。
4.根据权利要求1所述的连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，其特征是所述升降气缸(7)由分布在外连杆(9)两侧的对称的气缸部件构成。每个气缸的活塞杆各连接一个垫块(3)。
5.根据权利要求1所述的连杆长度可变的曲柄连杆传动机构，其特征是所述可以移动的垫块(3)安装在内连杆(4)和外连杆(9)连接端面的空腔之中，由两块相同结构的金属块组成。
6.一种带连杆长度可变的曲柄连杆传动机构的冲床主传动系统，包括依次相连的伺服电机(11)、减速机(12)、曲柄连杆传动机构、与曲柄连杆传动机构相连的导套(15)、滑块(14)及冲头，其特征是连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆(4)和外连杆(9)组成，内连杆(4)和外连杆(9)分别与下支座(6)和上支座(8)呈刚性连接，下支座(6)和上支座(8)之间由升降气缸(7)相连；外连杆(9)上安装了平移气缸(2)，平移气缸(2)的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块(3)相连接。
7.一种带连杆长度可变的曲柄连杆传动机构的冲床主传动系统，包括依次相连的伺服电机(11)、曲柄连杆传动机构、与曲柄连杆传动机构相连的导套(15)、滑块(14)及冲头，其特征是，伺服电机I(27)与伺服电机II(28)对称安装固定于箱体(13)的两侧，其转子轴分别与曲轴两端以键连接，连杆由嵌在一起可以伸缩的内连杆(4)和外连杆(9)组成，内连杆(4)和外连杆(9)分别与下支座(6)和上支座(8)呈刚性连接，下支座(6)和上支座(8)之间由升降气缸(7)相连；外连杆(9)上安装了平移气缸(2)，平移气缸(2)的活塞杆与内、外连杆中的可以移动的垫块(3)相连接。
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