CN212603335U - 吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，驱动开合模开合运动的开合模转子臂，在驱动开合模做开合运动的同时，同步驱动底模做升降运动，使在两个相互垂直平面内的运动——开合模开合运动与底模升降运动精准配合，以实现底模升降运动与开合模开合运动的有效协同。经精确设计与计算后的全连杆式组合连杆机构，机构简单、运动精准、动载荷小，既可避免出现现有分离式底模机构运动配合精度偏低等缺点，又可克服现有底模联动机构所涉(空间)凸轮等零部件加工、安装定位困难和凸轮机构凸轮与从动件间接触应力偏高、零部件磨损偏大等不足，可有效降低机构的振动、冲击与噪声，提高产品的使用寿命。

Description

吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构

技术领域

本实用新型涉及吹瓶机技术领域，特别涉及一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构。

背景技术

吹瓶机是生产各种液体包装用塑料瓶的关键设备。生产时，经加热工艺处理的瓶坯由吹瓶机送坯机构送至与所需加工塑料瓶外形一致的型腔内，经拉伸、吹压、冷却等工序，最终形成所需加工塑料瓶并经取瓶机构取走送入下道工序。吹瓶机各工序要求严格，相互配合要求高，尤其对开合模开合运动与底模升降运动的同步控制要求甚严。

现有的用于实现底模与开合模同步运动的机构主要有两类：一类是柱面空间凸轮机构；另一类是空间四连杆机构与平面凸轮机构形成的复合机构。

第一类机构优点：机构简单、运动零部件少。第一类机构缺点：1)柱面空间凸轮的凸轮凸缘或沟槽轮廓的设计、加工精度要求高，凸轮的安装定位难度大，转子易卡死；2)转子与凸轮轮廓接触面易形成点接触，压应力大，转子易损坏或凸轮廓面易磨损；3)受空间尺寸限制，通常凸轮压力角偏大，同样，转子易损坏或凸轮廓面易磨损。

第二类机构优点：空间四连杆机构与平面凸轮机构的设计、加工、安装较第一类机构简单。第二类机构缺点：受空间尺寸限制，通常凸轮压力角大，一是转子易损坏或凸轮廓面易磨损，二是传递到空间四连杆机构中的连杆的动载荷较大，受压时，连杆易失稳，直接影响吹瓶机整机的高速性能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，机构简单，动载荷小，能有效降低机构的振动与冲击，减小零部件的磨损，增强吹瓶机的运动平稳性与可靠性，提高整机的高速性能。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，包括左模架、右模架、开合模摆臂、开合模连杆、底模、底模导轨、模架支架、底模支架、开合模凸轮转子、开合模转子臂、开合模摆轴、辅助转臂、空间连杆、底模摆杆、底模曲柄和底模拉杆；

所述开合模凸轮转子，可绕自身轴心线方向转动地设于所述开合模转子臂上，用于在开合模凸轮的驱动下，带动所述开合模转子臂摆动，所述开合模转子臂、所述开合模摆臂均固联于可绕自身轴心线方向转动地设于所述模架支架上的所述开合模摆轴上，所述开合模连杆两端分别与所述开合模摆臂及可在所述模架支架上柱面铰接转动的所述左模架/右模架柱面铰接，所述开合模转子臂摆动时，用于驱动所述左模架和所述右模架做开合运动；

所述辅助转臂固联于所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架上，所述空间连杆两端分别通过固联于其上的关节轴承球面铰接于所述辅助转臂与所述底模摆杆上，所述底模支架固设于所述模架支架上，所述底模摆杆可绕所述底模支架上一轴转动，所述底模曲柄一端固联于所述底模摆杆上，另一端则柱面铰接于所述底模拉杆上，所述底模拉杆柱面铰接于所述底模上，所述底模，可在固联于所述底模支架上的所述底模导轨上滑动，所述开合模转子臂摆动时，用于驱动所述底模做升降运动；

由所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架及固联于其上的所述辅助转臂、所述模架支架及固联于其上的所述底模支架、所述空间连杆、所述底模摆杆所构成的连杆机构为一类空间四连杆机构；在所述空间四连杆机构中，所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架及固联于其上的所述辅助转臂的运动平面与所述底模摆杆的运动平面相互垂直；

由所述底模曲柄、所述底模拉杆、所述底模、所述底模支架及固联于其上的所述底模导轨所构成的连杆机构为一类平面曲柄滑块机构；

由所述空间四连杆机构与所述平面曲柄滑块机构的串联，构成一种串联型组合连杆式底模升降机构；

由所述左模架或所述右模架、所述开合模连杆、所述开合模摆臂及与其固联于所述开合模摆轴上的所述开合模转子臂、所述模架支架所构成的连杆机构为一类平面四连杆机构；

由所述串联型组合连杆式底模升降机构与所述平面四连杆机构的组合，形成所述吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构。

优选地，

开模初期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为锐角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为钝角；开模后期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为钝角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为锐角；

合模初期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为钝角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为锐角；合模后期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为锐角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为钝角；

所述底模位于上端起始点时，所述底模曲柄与所述底模拉杆成夹角为170°-180°之间的近似直线形态。

更优选地，在所述底模、所述左模架/右模架中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入所述楔形环槽中的楔形卡环；

所述串联型组合连杆式底模升降机构具有高灵敏度状态和低灵敏度状态；

开模初期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述低灵敏度状态，由所述开合模转子臂带动所述左模架与所述右模架逐渐张开，直至所述楔形环槽与所述楔形卡环完全脱离前，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动的近似休止期；

合模后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述低灵敏度状态，由所述开合模转子臂带动所述左模架与所述右模架逐渐闭合，所述楔形卡环进入所述楔形环槽后直至完全对合前，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动的近似休止期；

开模中期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述高灵敏度状态，用于控制所述底模下降较大位移；

合模中期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述高灵敏度状态，用于控制所述底模上升较大位移。

更进一步优选地，

开模中后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模运动与取瓶机构所取瓶子的运动无几何干涉；

合模中后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模运动与送坯机构所送瓶坯的运动无几何干涉。

优选地，所述底模摆杆与所述底模曲柄之间的夹角为α，其中0°≤α≤180°。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，包括一类空间四连杆机构与一类平面曲柄滑块机构串联后与一类平面四连杆机构的组合，整个机构为低副机构。即：底模在底模导轨上的运动构成滑动副，其它部件的连接都是柱面或球面铰链连接，为转动副或球面副，因此，该全连杆式组合连杆机构有低副机构通常具有的结构简单、制造容易、工作可靠、承受载荷能力强、传递动力大等优点。

附图说明

附图1为本实用新型装置的结构示意图一；

附图2为本实用新型装置的结构示意图二；

附图3为随着开合模转子臂的摆动，底模竖直位移和开合模开合角度的变化示意图。

其中：1、左模架；2、右模架；3、开合模摆臂；4、开合模连杆；5、底模；6、底模导轨；7、模架支架；8、底模支架；9、开合模凸轮转子；10、开合模转子臂；11、开合模摆轴；12、辅助转臂；13、空间连杆；14、底模摆杆；15、底模曲柄；16、底模拉杆；17、第一轴。

具体实施方式

下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

参见图1-2所示，上述一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，包括左模架1、右模架2、开合模摆臂3、开合模连杆4、底模5、底模导轨6、模架支架7、底模支架8、开合模凸轮转子9、开合模转子臂10、开合模摆轴11、辅助转臂12、空间连杆13、底模摆杆14、底模曲柄15和底模拉杆16。左模架1和右模架2均绕第一轴17转动地设于模架支架7上，用于相互配合的开模合模。

在底模5、左模架1/右模架2中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入该楔形环槽中的楔形卡环。这里，将底模5单独视为一者，将左模架1和右模架2整体视为另一者。

开合模凸轮转子9，可绕自身轴心线方向转动地的设于开合模转子臂10上，在本实施例中，开合模凸轮转子9的轴心线方向平行于第一轴17，且均沿竖直方向延伸。在开合模凸轮的驱动下，开合模凸轮转子9用于带动开合模转子臂10摆动。开合模转子臂10、开合模摆臂3均固联于可绕自身轴心线方向转动地设于模架支架7上的开合模摆轴11上，在本实施例中，开合模摆轴11的轴心线方向平行于第一轴17，且均沿竖直方向延伸。开合模连杆4有两条，一条开合模连杆4的两端分别与开合模摆臂3及可在模架支架7上柱面铰接转动的左模架1柱面铰接，另一条开合模连杆4的两端分别与开合模摆臂3及可在模架支架7上柱面铰接转动的右模架2柱面铰接。开合模转子臂10摆动时(即绕开合模摆轴11的轴心线方向摆动)，用于驱动左模架1和右模架2做开合运动。

辅助转臂12固联于开合模转子臂10或左模架1或右模架2上，空间连杆13两端分别通过关节轴承球面铰接于辅助转臂12与底模摆杆14上，空间连杆13的两端则分别与两个关节轴承固定连接。底模支架8固设于模架支架7上，底模摆杆14可绕底模支架8上一轴转动，底模曲柄15一端固联于底模摆杆14上，另一端则柱面铰接于底模拉杆16上，底模拉杆16柱面铰接于底模5上。底模5可在固联于底模支架8上的底模导轨6上上下滑动。开合模转子臂10摆动时(即绕开合模摆轴11的轴心线方向摆动)，用于驱动底模5做升降运动。底模摆杆14与底模曲柄15之间的夹角为α，其中0°≤α≤180°。

在本实施例中，空间连杆13的左端通过关节轴承球面铰接于辅助转臂12上，空间连杆13的右端通过关节轴承球面铰接于底模摆杆14的上端，底模曲柄15的下端固定连接在底模摆杆14的下端，底模摆杆14的下端柱面铰接在底模支架8上，即底模摆杆14的下端与底模曲柄15的下端固定连接后(底模摆杆14与底模曲柄15以0°-90°间的一角度相互固定，形成一个整体)，再整体柱面铰接在底模支架8上。底模曲柄15的上端柱面铰接于底模拉杆16的下端，底模拉杆16的上端则柱面铰接于底模5上。底模摆杆14、底模曲柄15、底模拉杆16的运动位于同一竖直平面内。

由开合模转子臂10或左模架1或右模架2及固联于其中一者上的辅助转臂12、模架支架7及固联于其上的底模支架8、空间连杆13、底模摆杆14所构成的连杆机构为一类空间四连杆机构；在该空间四连杆机构中，开合模转子臂10或左模架1或右模架2及固联于其中一者上的辅助转臂12的运动平面与底模摆杆14的运动平面相互垂直；开合模转子臂10或左模架1或右模架2及固联于其中一者上的辅助转臂12的运动平面为水平面，底模摆杆14的运动平面为竖直平面；

在本实施例中，该空间四连杆机构为由开合模转子臂10及固联于其上的辅助转臂12、模架支架7及固联于其上的底模支架8、空间连杆13、底模摆杆14所构成的连杆机构；开合模转子臂10及固联于其上的辅助转臂12的运动平面与底模摆杆14的运动平面相互垂直；

由底模曲柄15、底模拉杆16、底模5、底模支架8及固联于其上的底模导轨6所构成的连杆机构为一类平面曲柄滑块机构；

由上述空间四连杆机构与上述平面曲柄滑块机构的串联，形成一种串联型组合连杆式底模升降机构

在本实施例中，由左模架1或右模架2、开合模连杆4、开合模摆臂3及与其固联于开合模摆轴11上的开合模转子臂10、模架支架7所构成的连杆机构为一类平面四连杆机构；

由上述串联型组合连杆式底模升降机构与上述平面四连杆机构的组合，形成一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构。

在第二个实施例中，该空间四连杆机构为由左模架1及固联于其上的辅助转臂12、模架支架7及固联于其上的底模支架8、空间连杆13、底模摆杆14所构成的连杆机构；左模架1及固联于其上的辅助转臂12的运动平面与底模摆杆14的运动平面相互垂直。

在第三个实施例中，该空间四连杆机构为由右模架2及固联于其上的辅助转臂12、模架支架7及固联于其上的底模支架8、空间连杆13、底模摆杆14所构成的连杆机构；右模架2及固联于其上的辅助转臂12的运动平面与底模摆杆14的运动平面相互垂直。

在第四个实施例中，空间连杆13的左端通过关节轴承球面铰接于辅助转臂12上，空间连杆13的右端通过关节轴承球面铰接于底模摆杆14的下端，底模曲柄15的下端固定连接在底模摆杆14的上端，底模摆杆14的上端柱面铰接在底模支架8上，即底模摆杆14的上端与底模曲柄15的下端固定连接后(底模摆杆14与底模曲柄15以90°-180°间的一角度相互固定，形成一个整体)，再整体柱面铰接在底模支架8上。底模曲柄15的上端柱面铰接于底模拉杆16的下端，底模拉杆16的上端则柱面铰接于底模5上。底模摆杆14、底模曲柄15、底模拉杆16的运动位于同一竖直平面内。

开模初期，底模摆杆14与空间连杆13间的夹角α为锐角，辅助转臂12与空间连杆13间的夹角β为钝角；开模后期，底模摆杆14与空间连杆13间的夹角α为钝角，辅助转臂12与空间连杆13间的夹角β为锐角；

合模初期，底模摆杆14与空间连杆13间的夹角α为钝角，辅助转臂12与空间连杆13间的夹角β为锐角；合模后期，底模摆杆14与空间连杆13间的夹角α为锐角，辅助转臂12与空间连杆13间的夹角β为钝角；

底模5位于上端起始点时，底模曲柄15与底模拉杆16成夹角为170°-180°之间的近似直线形态。

通过这个设置，串联型组合连杆式底模升降机构具有高灵敏度状态和低灵敏度状态：

开模初期、合模后期，在上述两个期间中，α和β为锐角或钝角，串联型组合连杆式底模升降机构处于低灵敏度状态；由于串联型组合连杆式底模升降机构处于低灵敏度状态，开合模转子臂10摆动时，底模5在竖直方向位移很小；因此，在开模初期或合模后期，在楔形卡环脱离楔形环槽前或进入楔形环槽后，底模5产生的位移小于楔形卡环与楔形环槽之间的间隙；

开模中期、合模中期，在上述两个期间中，α和β均接近90°，串联型组合连杆式底模升降机构处于高灵敏度状态；由于串联型组合连杆式底模升降机构处于高灵敏度状态，开合模转子臂10摆动时，底模5在竖直方向发生较大的位移，实现底模5的快速下降和快速上升。通过对α、β的角度控制，使底模5在开模初期和合模后期形成运动的近似休止期，避免与左模架1右模架2碰撞损坏。

参见图3所示，X轴为吹瓶机回转的角度，Y1轴为底模5在竖直方向上的位移，Y2轴为左模架1右模架2开合的角度，O为开模起始点，A为合模结束点，B为底模5上端起始点，C为楔形卡环脱离楔形环槽或进入楔形环槽时左模架1与右模架2的夹角。从图3中可以看出，在开模初期、合模后期，随着开合模转子臂10的摆动，底模5在竖直方向上位移变化很小，而在开模中期和合模中期，随着开合模转子臂10的摆动，底模5在竖直方向上具有较大的位移变化。

开模初期，串联型组合连杆式底模升降机构处于低灵敏度状态，由开合模转子臂10带动左模架1与右模架2逐渐张开，直至楔形环槽与楔形卡环完全脱离前，串联型组合连杆式底模升降机构控制底模5产生的位移小于楔型卡环与楔型环槽间的间隙，形成底模5运动的近似休止期；

合模后期，串联型组合连杆式底模升降机构处于低灵敏度状态，由开合模转子臂10带动左模架1与右模架2逐渐闭合，楔形卡环进入楔形环槽后直至完全对合前，串联型组合连杆式底模升降机构控制底模5产生的位移小于楔型卡环与楔型环槽间的间隙，形成底模5运动的近似休止期；

开模中期，串联型组合连杆式底模升降机构处于高灵敏度状态，用于控制底模5下降较大位移；

合模中期，串联型组合连杆式底模升降机构处于高灵敏度状态，用于控制底模5上升较大位移。

开模中后期，串联型组合连杆式底模升降机构控制底模5运动与取瓶机构所取瓶子的运动无几何干涉；

合模中后期，串联型组合连杆式底模升降机构控制底模5运动与送坯机构所送瓶坯的运动无几何干涉。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

开模时，开合模凸轮驱动开合模转子臂10正向摆动，带动开合模模架(左模架1和右模架2)开模，在楔形卡环脱离楔形环槽前，串联型组合连杆式底模升降机构处于低灵敏度状态，底模5处于运动的近似休止期，在楔形卡环脱离楔形环槽后，串联型组合连杆式底模升降机构将进入高灵敏度状态，底模5将下降较大位移，直至开模完成；

合模时，开合模凸轮驱动开合模转子臂10反向摆动，带动开合模模架(左模架1和右模架2)合模，串联型组合连杆式底模升降机构将进入高灵敏度状态，底模5将上升较大位移，随着开合模转子臂10的继续摆动，串联型组合连杆式底模升降机构进入低灵敏度状态，在楔形卡环进入楔形环槽后，底模5处于运动的近似休止期，直至合模完成。

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加以实施，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内。

Claims (5)

1.一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，包括左模架、右模架、开合模摆臂、开合模连杆、底模、底模导轨、模架支架、底模支架、开合模凸轮转子、开合模转子臂、开合模摆轴、辅助转臂、空间连杆、底模摆杆、底模曲柄和底模拉杆；

所述开合模凸轮转子，可绕自身轴心线方向转动地设于所述开合模转子臂上，用于在开合模凸轮的驱动下，带动所述开合模转子臂摆动，所述开合模转子臂、所述开合模摆臂均固联于可绕自身轴心线方向转动地设于所述模架支架上的所述开合模摆轴上，所述开合模连杆两端分别与所述开合模摆臂及可在所述模架支架上柱面铰接转动的所述左模架/右模架柱面铰接，所述开合模转子臂摆动时，用于驱动所述左模架和所述右模架做开合运动；

所述辅助转臂固联于所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架上，所述空间连杆两端分别通过固联于其上的关节轴承球面铰接于所述辅助转臂与所述底模摆杆上，所述底模支架固设于所述模架支架上，所述底模摆杆可绕所述底模支架上一轴转动，所述底模曲柄一端固联于所述底模摆杆上，另一端则柱面铰接于所述底模拉杆上，所述底模拉杆柱面铰接于所述底模上，所述底模，可在固联于所述底模支架上的所述底模导轨上滑动，所述开合模转子臂摆动时，用于驱动所述底模做升降运动；

其特征在于：由所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架及固联于其上的所述辅助转臂、所述模架支架及固联于其上的所述底模支架、所述空间连杆、所述底模摆杆所构成的连杆机构为一类空间四连杆机构；在所述空间四连杆机构中，所述开合模转子臂或所述左模架或所述右模架及固联于其上的所述辅助转臂的运动平面与所述底模摆杆的运动平面相互垂直；

由所述底模曲柄、所述底模拉杆、所述底模、所述底模支架及固联于其上的所述底模导轨所构成的连杆机构为一类平面曲柄滑块机构；

由所述空间四连杆机构与所述平面曲柄滑块机构的串联，构成一种串联型组合连杆式底模升降机构；

由所述左模架或所述右模架、所述开合模连杆、所述开合模摆臂及与其固联于所述开合模摆轴上的所述开合模转子臂、所述模架支架所构成的连杆机构为一类平面四连杆机构；

由所述串联型组合连杆式底模升降机构与所述平面四连杆机构的组合，形成所述吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构。

2.根据权利要求1所述的一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，其特征在于：

开模初期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为锐角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为钝角；开模后期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为钝角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为锐角；

合模初期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为钝角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为锐角；合模后期，所述底模摆杆与所述空间连杆间的夹角为锐角，所述辅助转臂与所述空间连杆间的夹角为钝角；

所述底模位于上端起始点时，所述底模曲柄与所述底模拉杆成夹角为170°-180°之间的近似直线形态。

3.根据权利要求1或2所述的一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，其特征在于：在所述底模、所述左模架/右模架中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入所述楔形环槽中的楔形卡环；

所述串联型组合连杆式底模升降机构具有高灵敏度状态和低灵敏度状态；

开模初期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述低灵敏度状态，由所述开合模转子臂带动所述左模架与所述右模架逐渐张开，直至所述楔形环槽与所述楔形卡环完全脱离前，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模产生的位移小于所述楔形卡环与所述楔形环槽间的间隙，形成所述底模运动的近似休止期；

合模后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述低灵敏度状态，由所述开合模转子臂带动所述左模架与所述右模架逐渐闭合，所述楔形卡环进入所述楔形环槽后直至完全对合前，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模产生的位移小于所述楔形卡环与所述楔形环槽间的间隙，形成所述底模运动的近似休止期；

开模中期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述高灵敏度状态，用于控制所述底模下降较大位移；

合模中期，所述串联型组合连杆式底模升降机构处于所述高灵敏度状态，用于控制所述底模上升较大位移。

4.根据权利要求3所述的一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，其特征在于：

开模中后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模运动与取瓶机构所取瓶子的运动无几何干涉；

合模中后期，所述串联型组合连杆式底模升降机构控制所述底模运动与送坯机构所送瓶坯的运动无几何干涉。

5.根据权利要求1所述的一种吹瓶机开合模与底模联动的全连杆式组合连杆机构，其特征在于：所述底模摆杆与所述底模曲柄之间的夹角为α，其中0°≤α≤180°。

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