CN202427791U

CN202427791U - 双向双冲罐体拉伸机

Info

Publication number: CN202427791U
Application number: CN2012200582583U
Authority: CN
Inventors: 安旭; 王炳生; 孔令光; 周恩权
Original assignee: Suzhou SLAC Precision Equipment Co Ltd
Current assignee: Suzhou SLAC Precision Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2022-02-22

Abstract

一种双向双冲罐体拉伸机，其特征在于：在结构设计中利用两套相同的冲杆驱动机构，通过共用一个曲轴的设计方案形成一种双向双冲结构的易拉罐罐体拉伸机。该方案将两套冲杆驱动机构共用一个曲轴后，以对称布局的方式进行布置，可以平衡摆杆、滑块、冲杆等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力，从而显著地减少了曲轴支承轴承的载荷，降低轴承设计和加工要求，延长使用寿命。另外，本实用新型一台设备不仅可以实现两台传统罐体拉伸机的产能，而且与两台传统罐体拉伸机相比还节约了设备的制造成本，降低了能源消耗。

Description

双向双冲罐体拉伸机

技术领域

本实用新型涉及一种易拉罐的罐体拉伸设备，特别涉及一种双向双冲罐体拉伸机。

背景技术

随着人们生活水平的提高，罐装食品和饮料越来越多，易拉罐的需求量也越来越大。

易拉罐通常有铝质和铁质两种，其结构由罐体和易拉盖两部分组成，其中，罐体大多由金属拉伸形成。现有罐体拉伸机通常由拉伸模具、进杯机构、出罐机构、压边机构和冲杆驱动机构几部分组合构成。其中，拉伸模具用于拉伸易拉罐罐体，进杯机构用于输送拉伸前的罐坯（预拉伸的杯形件），出罐机构用于拉伸后的卸料及输出罐体，压边机构用于拉伸时压紧罐坯边缘，冲杆驱动机构用于提供罐体拉伸时的冲压行程。

美国专利US4173138公开了一种名称为《改进冲杆驱动机构的罐体拉伸机》的发明专利，该专利涉及易拉罐的罐体拉伸机，其中，冲杆驱动机构如图1~图3所示，由曲轴14、主连杆13、摆杆12、次连杆11、静压导轨9、滑块10和冲杆15组成，曲轴14的曲拐部分与主连杆13的一端转动连接，主连杆13的另一端与摆杆12的摆臂转动连接，摆杆12的一端转动支承，另一端与次连杆11的一端转动连接，次连杆11的另一端与滑块10转动连接，滑块10安装在静压导轨9上，冲杆15的一端与滑块10固定连接，冲杆15的另一端设有用于拉伸罐体的冲头。在工作状态下，曲轴14由动静压轴承（图中未画出）提供径向支撑，拉伸罐体时电机驱动曲轴14转动，曲轴14的曲拐带动主连杆13运动，主连杆13推动摆杆12摆动，摆杆12通过次连杆11带动滑块10沿静压导轨9滑动，从而驱动冲杆15的冲头产生冲压行程。曲轴14每转一圈冲杆15上的冲头相对拉伸模具产生一次冲压行程，拉伸出一个罐体，以此循环往复不断拉伸出罐体。

在上述美国专利罐体拉伸机的结构设计中，由于只采用一套冲杆驱动机构进行单向单冲罐体拉伸，摆杆12、滑块10、冲杆15等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力经各传动副传递和放大后，最终全部作用于支承曲轴14的轴承上。尤其当曲轴14以每分钟400转左右的转速工作时，这些作用力对轴承形成很大的冲击载荷。因此从受力分析可以看出，在这种机械结构中支承曲轴14的轴承是受力平衡的关键和整个机构的薄弱环节。如果采用滚动轴承难以长时间承受较大的冲击载荷，需要采用高压力供油系统的动静压轴承。

为了解决上述冲杆驱动机构中曲轴的支承问题，另一件名称为《罐体拉伸机的曲轴机构》的美国专利US5546785提供了一种解决方案，即在曲轴的曲拐相反位置上连接一平衡配重滑块，利用该平衡配重滑块来平衡机构自身惯性力作用于轴承的载荷（详见美国专利US5546785中图3的平衡配重滑块308以及图4的平衡配重滑块230）。但是这种解决方案只能平衡空载时由摆杆12、滑块10、冲杆15等运动部件产生的施加于轴承的惯性力载荷，而罐体成型过程中产生的反作用力无法用平衡配重滑块来平衡。此外，在冲杆驱动机构中增设平衡配重滑块无形中增加了驱动电机的负载，直接导致能耗上升，造成能源浪费。

发明内容

本实用新型提供一种双向双冲罐体拉伸机，旨在解决传统单向单冲罐体拉伸结构由于曲轴支承轴承承受的冲击载荷较大，导致动静压轴承设计要求高、加工难度大、使用寿命短等一系列不合理因素所带来的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的第一种技术方案是：一种双向双冲罐体拉伸机，包括冲杆驱动机构，其创新在于：所述冲杆驱动机构包括：

一个曲轴，该曲轴由轴承转动支承，曲轴上设有第一曲拐和第二曲拐，第一曲拐与第二曲拐在曲轴径向上的拐向相反；

两个相同的主连杆，即第一主连杆和第二主连杆；

两个相同的摆杆，即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆，即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨，即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块，即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆，即第一冲杆和第二冲杆；

其中：

所述第一曲拐与第一主连杆的一端转动连接，第一主连杆的另一端与第一摆杆的摆臂转动连接，第一摆杆的一端转动支承，第一摆杆的另一端与第一次连杆的一端转动连接，第一次连杆的另一端与第一滑块转动连接，第一滑块安装在第一导轨上并相对第一导轨滑动连接，第一导轨相对机座固定，第一滑块与第一冲杆固定连接；

所述第二曲拐与第二主连杆的一端转动连接，第二主连杆的另一端与第二摆杆的摆臂转动连接，第二摆杆的一端转动支承，第二摆杆的另一端与第二次连杆的一端转动连接，第二次连杆的另一端与第二滑块转动连接，第二滑块安装在第二导轨上并相对第二导轨滑动连接，第二导轨相对机座固定，第二滑块与第二冲杆固定连接；

所述第一曲拐、第一主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴的一侧，并构成第一冲杆驱动机构；所述第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。

为达到上述目的，本实用新型采用的第二种技术方案是：一种双向双冲罐体拉伸机，包括冲杆驱动机构，其创新在于：所述冲杆驱动机构包括：

一个曲轴，该曲轴由轴承转动支承，曲轴上设有第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐，第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐在曲轴轴向上依次布置，其中，第一曲拐和第三曲拐在曲轴径向上的拐向相同，并与第二曲拐在曲轴径向上的拐向相反；

三个主连杆，即第一主连杆、第二主连杆和第三主连杆，第一主连杆与第三主连杆相同；

两个相同的摆杆，即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆，即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨，即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块，即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆，即第一冲杆和第二冲杆；

其中：

所述第一曲拐与第一主连杆的一端转动连接，第三曲拐与第三主连杆的一端转动连接，第一主连杆的另一端和第三主连杆的另一端与第一摆杆的摆臂同轴转动连接，第一摆杆的一端转动支承，第一摆杆的另一端与第一次连杆的一端转动连接，第一次连杆的另一端与第一滑块转动连接，第一滑块安装在第一导轨上并相对第一导轨滑动连接，第一导轨相对机座固定，第一滑块与第一冲杆固定连接；

所述第一曲拐、第三曲拐、第一主连杆、第三主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴的一侧，并构成第一冲杆驱动机构；所述第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。

本实用新型设计原理是：在罐体拉伸机的结构设计中，利用两套相同的冲杆驱动机构，通过共用一个曲轴的设计方案形成一种双向双冲结构的罐体拉伸机。该方案将两套冲杆驱动机构共用一个曲轴后，以对称布局的方式构成两个方向上的双冲拉伸结构。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1.本实用新型采用两套相同的冲杆驱动机构共用一个曲轴，并且将两套冲杆驱动机构布置在相反方向上，当这两套冲杆驱动机构同时工作时，可以平衡摆杆、滑块、冲杆等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力，从而显著地减少了曲轴支承轴承的载荷。经过仿真软件分析，传统单向罐体拉伸机工作时曲轴支承轴承的最大冲击载荷约为76千牛（KN），而本实用新型设计经同等条件下仿真分析最大冲击载荷只有约40千牛（KN），约减小了40%以上。这种变化不仅降低了曲轴支承轴承的设计和加工要求，而且可以延长轴承的使用寿命，降低了使用和维护费用。

2.本实用新型采用两套冲杆驱动机构，同时配备两套拉伸模具、两套压边机构、两套进杯机构和两套出罐机构，可以在一台主电机的驱动下实现两台传统罐体拉伸机的产能。

3.由于平衡了摆杆、滑块、冲杆等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力，在相同产能的情况下，本实用新型一台罐体拉伸机与两台传统罐体拉伸机相比大大降低了能源消耗。

4.由于本实用新型一台罐体拉伸机相当于两台传统罐体拉伸机，使得机器的占地面积大大小于两台设备的占地面积，提高了厂房空间的使用率。

5.由于本实用新型采用两套冲杆驱动机构共用一个曲轴、飞轮和驱动电机，与两台传统罐体拉伸机相比，减少了一套驱动装置，大大节约了设备的制造成本。

附图说明

附图1为传统罐体拉伸机的冲杆驱动机构原理图；

附图2为传统罐体拉伸机的冲杆驱动机构处于拉伸状态的立体图；

附图3为传统罐体拉伸机的冲杆驱动机构处于回程状态的立体图；

附图4为本实用新型双向双冲罐体拉伸机立体图；

附图5为本实用新型第一种布局的冲杆驱动机构原理图；

附图6为本实用新型双曲拐曲轴原理图；

附图7为本实用新型双曲拐曲轴立体图；

附图8为本实用新型采用第一种布局和双曲拐曲轴的冲杆驱动机构立体图；

附图9为本实用新型第二种布局的冲杆驱动机构原理图；

附图10为本实用新型三曲拐曲轴原理图；

附图11为本实用新型三曲拐曲轴立体图；

附图12为本实用新型采用第一种布局和三曲拐曲轴的冲杆驱动机构立体图；

附图13为本实用新型采用第二种布局和三曲拐曲轴的冲杆驱动机构立体图。

以上附图中：1.箱体；2.进杯机构；3.进杯驱动电机；4.出罐机构；5.出罐驱动电机；6.出罐链条；7.压边机构；8.冲杆静压轴承；9.导轨；10.滑块；11.次连杆；12.摆杆；13.主连杆；14.曲轴；15.冲杆；16.模具；17脱模环；18.支撑架；19.罐底成型机构；20.驱动机箱；21.驱动电机；22.飞轮；23.润滑油热交换器；24.润滑油过滤系统；25.润滑油供油泵；26.动静压轴承供油泵。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1：一种双向双冲罐体拉伸机

如图4所示，该罐体拉伸机由箱体1、两套模具16、两套压边机构7、两套进杯机构2、两套出罐机构4和冲杆驱动机构组成。

如图5和图8所示，冲杆驱动机构由下列结构组成：

一个曲轴14，该曲轴14由轴承转动支承，支承轴承采用动静压轴承。曲轴14上设有第一曲拐和第二曲拐（见图6和图7），第一曲拐与第二曲拐在曲轴14径向上的拐向相反；

两个相同的主连杆13，即第一主连杆和第二主连杆；

两个相同的摆杆12，即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆11，即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨9，即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块10，即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆15，即第一冲杆和第二冲杆；

一个飞轮22（见图4），该飞轮22的一端设有离合制动器；

一个驱动电机21（见图4），该驱动电机21用于驱动冲杆驱动机构。

所述冲杆驱动机构中的各零部件的连接关系如下：

第一，驱动电机21通过皮带与飞轮22传动连接（见图4），飞轮22经一端的离合制动器与曲轴14传动连接。

第二，曲轴14上的第一曲拐与第一主连杆的一端转动连接，第一主连杆的另一端与第一摆杆的摆臂转动连接，第一摆杆的一端转动支承，第一摆杆的另一端与第一次连杆的一端转动连接，第一次连杆的另一端与第一滑块转动连接，第一滑块安装在第一导轨上并相对第一导轨滑动连接，第一导轨相对机座固定，第一滑块与第一冲杆固定连接。

第三，曲轴14上的第二曲拐与第二主连杆的一端转动连接，第二主连杆的另一端与第二摆杆的摆臂转动连接，第二摆杆的一端转动支承，第二摆杆的另一端与第二次连杆的一端转动连接，第二次连杆的另一端与第二滑块转动连接，第二滑块安装在第二导轨上并相对第二导轨滑动连接，第二导轨相对机座固定，第二滑块与第二冲杆固定连接。

第四，第一曲拐、第一主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴14的一侧，并构成第一冲杆驱动机构。第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴14的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。在横截曲轴14的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以过曲轴14转动中心点的直线为基准对称布置，即如图5所示，第一冲杆驱动机构与第二冲杆驱动机构以过曲轴14转动中心点的直线为基准左右对称布置，以此形成图5所示的第一种布局。由于第一冲杆驱动机构和第二冲杆驱动机构共用一个曲轴14，并且将两套冲杆驱动机构布置在相反方向上，当这两套冲杆驱动机构同时工作时，可以平衡摆杆、滑块、冲杆等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力，从而显著地减少了曲轴14支承轴承的载荷。

在实施例1中，第一冲杆驱动机构和第二冲杆驱动机构除了可以设计成如图5所示的第一种布局之外，也可以设计成如图9所示的第二种布局。第二种布局的特点是：在横截曲轴14的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以曲轴14转动中心点为基准对称布置。从图9与图5的比较中可以看出，第二种布局形式与第一种布局形式在平衡摆杆、滑块、冲杆等部件在运动中的惯性力以及罐体成型过程中产生的反作用力方面的效果更好。因为这种布置方式不但平衡了轴承在冲杆运动方向上的力，而且也平衡掉了轴承上垂直于地面的力，从而使得设备的整体震动更小，运行更为平稳。

在实施例1中，除了上述冲杆驱动机构而外，双向双冲罐体拉伸机还必需配备两套模具16、两套压边机构7、两套进杯机构2以及两套出罐机构（见图4）。其中，两套模具16与两个相同的冲杆15配合形成双向双冲罐体拉伸结构。模具16为易拉罐罐体拉伸模具，主要由冲杆15端部的冲头、拉伸模以及罐底成型机构19构成。这部分可以采用现有技术，比如采用美国专利US3735629公开的技术方案。为了保证冲杆15的稳定性可以在冲杆15上套装冲杆静压轴承8（见图4）。压边机构7用于拉伸时压紧罐坯边缘，可以采用美国专利US3704619公开的技术方案。进杯机构2用于输送拉伸前的罐坯，由进杯驱动电机3驱动。进杯机构2可以采用美国专利US5566567公开的技术方案。出罐机构4用于拉伸后的卸料及输出罐体，由脱模环17、出罐链条6、出罐驱动电机5等组成。脱模环17可以采用美国专利US3664171公开的技术方案。出罐机构4和罐底成型机构19由支撑架18支撑。另外，双向双冲罐体拉伸机还设有润滑油热交换器23、润滑油过滤系统24、润滑油供油泵25以及动静压轴承供油泵26等辅助系统。

实施例2：一种双向双冲罐体拉伸机

参照图4，该罐体拉伸机由箱体1、两套模具16、两套压边机构7、两套进杯机构2、两套出罐机构4和冲杆驱动机构组成。

与实施例1的不同之处在于：冲杆驱动机构中的曲轴14由三个曲拐构成，并且有三个主连杆13。

如图5和图12所示，冲杆驱动机构由下列结构组成：

一个曲轴14，该曲轴14由轴承转动支承，曲轴14上设有第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐（见图10和图11），第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐在曲轴14轴向上依次布置，其中，第一曲拐和第三曲拐在曲轴14径向上的拐向相同，并与第二曲拐在曲轴14径向上的拐向相反；

三个主连杆13，即第一主连杆、第二主连杆和第三主连杆，第一主连杆与第三主连杆相同；

两个相同的摆杆12，即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆11，即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨9，即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块10，即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆15，即第一冲杆和第二冲杆；

一个飞轮22（见图4），该飞轮22的一端设有离合制动器；

所述冲杆驱动机构中的各零部件的连接关系如下：

第二，第一曲拐与第一主连杆的一端转动连接，第三曲拐与第三主连杆的一端转动连接，第一主连杆的另一端和第三主连杆的另一端与第一摆杆的摆臂同轴转动连接，第一摆杆的一端转动支承，第一摆杆的另一端与第一次连杆的一端转动连接，第一次连杆的另一端与第一滑块转动连接，第一滑块安装在第一导轨上并相对第一导轨滑动连接，第一导轨相对机座固定，第一滑块与第一冲杆固定连接。

第三，第二曲拐与第二主连杆的一端转动连接，第二主连杆的另一端与第二摆杆的摆臂转动连接，第二摆杆的一端转动支承，第二摆杆的另一端与第二次连杆的一端转动连接，第二次连杆的另一端与第二滑块转动连接，第二滑块安装在第二导轨上并相对第二导轨滑动连接，第二导轨相对机座固定，第二滑块与第二冲杆固定连接。

第四，第一曲拐、第三曲拐、第一主连杆、第三主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴14的一侧，并构成第一冲杆驱动机构；所述第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴14的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。在横截曲轴14的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以过曲轴14转动中心点的直线为基准对称布置，即如图5所示，第一冲杆驱动机构与第二冲杆驱动机构以过曲轴14转动中心点的直线为基准左右对称布置，以此形成图5所示的第一种布局。除了可以设计成如图5所示的第一种布局而外，也可以设计成如图9所示的第二种布局，具体结构见图13所示，即在横截曲轴14的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以曲轴14转动中心点为基准对称布置。

其它结构与实施例1相同，这里不再重复描述。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种双向双冲罐体拉伸机，包括冲杆驱动机构，其特征在于：所述冲杆驱动机构包括：

一个曲轴（14），该曲轴（14）由轴承转动支承，曲轴（14）上设有第一曲拐和第二曲拐，第一曲拐与第二曲拐在曲轴（14）径向上的拐向相反；

两个相同的主连杆（13），即第一主连杆和第二主连杆；

两个相同的摆杆（12），即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆（11），即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨（9），即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块（10），即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆（15），即第一冲杆和第二冲杆；

其中：

所述第一曲拐、第一主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴（14）的一侧，并构成第一冲杆驱动机构；所述第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴（14）的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。

2.一种双向双冲罐体拉伸机，包括冲杆驱动机构，其特征在于：所述冲杆驱动机构包括：

一个曲轴（14），该曲轴（14）由轴承转动支承，曲轴（14）上设有第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐，第一曲拐、第二曲拐和第三曲拐在曲轴（14）轴向上依次布置，其中，第一曲拐和第三曲拐在曲轴（14）径向上的拐向相同，并与第二曲拐在曲轴（14）径向上的拐向相反；

三个主连杆（13），即第一主连杆、第二主连杆和第三主连杆，第一主连杆与第三主连杆相同；

两个相同的摆杆（12），即第一摆杆和第二摆杆；

两个相同的次连杆（11），即第一次连杆和第二次连杆；

两个相同的导轨（9），即第一导轨和第二导轨；

两个相同的滑块（10），即第一滑块和第二滑块；

两个相同的冲杆（15），即第一冲杆和第二冲杆；

其中：

所述第一曲拐、第三曲拐、第一主连杆、第三主连杆、第一摆杆、第一次连杆、第一导轨、第一滑块以及第一冲杆位于曲轴（14）的一侧，并构成第一冲杆驱动机构；所述第二曲拐、第二主连杆、第二摆杆、第二次连杆、第二导轨、第二滑块以及第二冲杆位于曲轴（14）的另一侧，并构成第二冲杆驱动机构。

3.根据权利要求1或2所述的双向双冲罐体拉伸机，其特征在于：在横截曲轴（14）的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以过曲轴（14）转动中心点的直线为基准对称布置。

4.根据权利要求1或2所述的双向双冲罐体拉伸机，其特征在于：在横截曲轴（14）的平面上，将第一摆杆的转动支承点和第二摆杆的转动支承点以曲轴（14）转动中心点为基准对称布置。