WO2019232951A1 - 一种设有悬浮导向梁的液压快锻机 - Google Patents

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张连华
赵永军
张晖
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江苏华威机械制造有限公司
江苏恒帆重工科技有限公司
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    • B21J7/46—Control devices specially adapted to forging hammers, not restricted to one of the preceding subgroups

Abstract

一种设有悬浮导向梁的液压快锻机，包括立柱（5）、上固定梁（1）、导向梁（4）、下行工作液压缸、上行回程液压缸（10）、位置跟踪液压缸（9）、位移传感器（3）、可编程控制器和锤头（6）。锤头（6）固定连接在下行工作液压缸的活塞杆端，并在立柱（5）上设置跟踪导向梁（4），在上固定梁（1）上设置位置跟踪液压缸，且在导向梁（4）上设置导向孔，下行工作液压缸的活塞杆与导向梁（4）上设置的导向孔间隙配合，一方面：导向梁（4）可根据工件（7）尺寸变化上下浮动，跟踪调整并暂停在设定的高度位置，另一方面：导向梁（4）上的导向孔又为锤头（6）的往复提供良好的导向条件，从而提高了锤头的频次和灵活性、压延线速度、工作稳定性和锻制高合金钢的适应性。

Description

一种设有悬浮导向梁的液压快锻机
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年06月07日提交中国专利局的申请号为201810578461.5、名称为“一种设有悬浮导向梁的液压快锻机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本公开涉及一种液压快锻机，尤其涉及一种设有悬浮导向梁的液压快锻机，属于锻压装备设计制造技术领域。
背景技术
液压快锻机广泛用于机械制造业，也用于特殊钢及钛合金生产中。液压快锻机对耐热合金、不锈钢、高速钢、模具钢等材料都能加工，可以生产较大规格的方、圆、扁坯锻材和盘件、环件、炮筒、炮尾座及各种自由锻件，与精锻机联合作业，还可生产大型管坯、车轴等产品。
现有技术中液压快锻机普遍存在以下弊端：a、运动部分重量大造成锤头动作迟缓，导致锻压频次低，压延的线速度慢，因而设备适应范围不广泛，特别对高合金钢的锻压加工不适用；b、灵活性差，工作效率低。为了克服上述弊端，人们设计出一种缸动式液压快锻机，这种液压快锻机将锤头直接固定连接在下行工作液压缸的柱塞下端，能使快锻机的运动部分重量大幅减少、增加了锤头的锻压频次、提高了设备的灵敏度，但由于柱塞的往复行程是由工作油缸的缸壁导向的，因而柱塞受到的偏载大、导向稳定性差、锤头的工作行程小、对设备的损害大。
发明内容
针对传统液压快锻机如背景技术所描述的缺陷，本发明提供一种设有悬浮导向梁的液压快锻机，它将锤头固定连接在工作缸的活塞下端，并将传统液压快锻机的活动梁设计成跟踪式悬浮导向梁，实现液压快锻机的锤头动作灵敏、压延频次和线速度高、适应工作范围广、稳定性强的目的。
为了实现上述目的，本公开通过以下技术方案实施：
一种设有悬浮导向梁的液压快锻机，包括立柱、上固定梁、导向梁、下行工作液压缸、上行回程液压缸、位置跟踪液压缸、位移感应装置、可编程控制器和锤头，所述的立柱至少设置两根；所述的上固定梁固定连接在立柱上端；所述的下行工作液压缸和上行回程液压缸的缸体固定在上固定梁上，其特征在于：
所述的下行工作液压缸活塞杆下端设有连接法兰，所述的连接法兰下部设有导向轴，所述的导向轴下端固定连接锤头；
所述的上行回程液压缸至少设置两只，其相对于所述下行工作液压缸的轴线对称并处于同一平面内，且两活塞杆与所述的连接法兰固定；
所述的导向梁活动连接在上固定梁下方的立柱上并沿立柱上下滑动；
所述的导向梁上设有导向孔，所述的连接法兰下部设有的导向轴穿入导向孔并与其构成间隙配合；
所述的位置跟踪液压缸为两只，其相对于下行工作液压缸对称设置，且缸体连接上固定梁，活塞杆连接导向梁；
所述的位移感应装置设有上、下感应点，其设置在导向梁上，上感应点适时检测锤头运动部分与上感应点的相对位置，下感应点适时检测锤头运动部分与下感应点的相对位置。
进一步地，所述下感应点及所述位置跟踪液压缸分别与所述可编程控制器电连接；
在压延的过程中，所述下感应点适时检测所述锤头运动部分与下感应点的相对距离，并生成第一位置信号，所述可编程控制器被配置成接收所述第一位置信号，并在所述第一位置信号超过第一预设信号的状态下，控制所述位置跟踪液压缸动作以驱动所述导向梁向下移动，并暂停在第一预设高度。
进一步地，所述上感应点与所述可编程控制器电连接；
在回程时，所述上感应点检测所述锤头运动部分与上感应点的相对距离，并生成第二位置信号，所述可编程控制器被配置成接收所述第二位置信号并在所述第二位置信号小于第二预设信号的状态下，控制所述位置跟踪液压缸动作以驱动所述导向梁向上移动，并暂停在第二预设高度。
进一步地，所述的导向梁移动的速度超过锤头移动的速度。
进一步地，所述的下行工作液压缸包括主液压缸，所述的主液压缸的活塞杆与所述连接法兰连接。
进一步地，所述的下行工作液压缸还包括多个侧液压缸，多个所述侧液压缸的活塞杆分别与所述的连接法兰固定连接。
进一步地，多个所述侧液压缸关于所述上行回程液压缸的连线对称设置，并关于所述主液压缸中心对称。
进一步地，多个所述侧液压缸及所述主液压缸同步工作。
进一步地，所述导向梁上还开设有至少两个导滑孔，至少两个所述立柱分别与至少两个所述导滑孔一一对应滑动配合。
进一步地，至少两个所述导滑孔的轴线与所述导向孔的轴线平行设置。
进一步地，所述下行工作液压缸的轴线、所述上行回程液压缸的轴线及所述位置跟踪液压缸的轴线平行设置。
进一步地，至少两只所述上行回程液压缸同步工作，并且，两只所述位置跟踪液压缸同步工作。
进一步地，所述设有悬浮导向梁的液压快锻机还包括导向套，所述导向套嵌设于所述导向梁，并形成所述导向孔，所述导向轴与所述导向套间隙配合。
进一步地，所述连接法兰下部的导向轴和导向梁上的导向孔截面为多边形。
进一步地，所述连接法兰下部的导向轴和导向梁上的导向孔截面为圆形，且在所述导向轴和所述导向孔上分别设置用于配合定位的键于键槽。
进一步地，所述设有悬浮导向梁的液压快锻机还包括基座，所述基座上设置有工作台，至少两根所述立柱间隔安装于所述基座上，所述工作台正对于所述锤头。
相对于现有技术而言，本公开具有的有益效果包括：
本公开提供的设有悬浮导向梁的液压快锻机，在立柱上设有悬浮的导向梁，且在导向梁上设置导向孔，上行回程液压缸固定在上固定梁上，并穿过导向孔与锤头连接，使得导向孔能够为锤头的往复提供良好的导向条件，防止晃动，保证液压快锻机运行的稳定性。并且，位置跟踪液压缸能够驱动悬浮的导向梁相对立柱上下浮动，以调整位置，并使导向梁暂停在设定的高度位置，不但将锤头压延线速度提高数倍，而且能够大幅提高锤头的工作频次和灵活性、稳定性和锻制高合金钢的适应性。
附图说明
附图1为本公开提供的悬浮导向梁的液压快锻机在锻制工件初始位置时的结构示意图；附图2为本公开提供的悬浮导向梁的液压快锻机的俯视结构示意图；
附图3为较佳实施例提供的悬浮导向梁的液压快锻机的俯视结构示意图。
附图4为本公开提供的悬浮导向梁的液压快锻机在工件锻制过程中的位置结构示意图；
在附图1、2、3、4中：1为上固定梁、2为主液压缸、201为柱塞、202为连接法兰、203为导向轴、3为位移感应装置、4为导向梁、5为立柱、6为锤头、7为工件、8为导向套、9为位置跟踪液压缸、10为上行回程液压缸、11为侧液压缸、12为基座、13为工作台。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，在本公开的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以下参考附图并结合实施例本公开作进一步解释说明。
请参照图1，本实施例公开了一种设有悬浮导向梁4的液压快锻机，其包括基座12、立柱5、上固定梁1、导向梁4、下行工作液压缸、上行回程液压缸10、位置跟踪液压缸9和锤头运动部分。
基座12用于放置工件7，立柱5固定于基座12上，导向梁4悬浮设置于立柱5上，并与立柱5滑动配合。上固定梁1设置于立柱5的上端。下行工作液压缸、上行回程液压缸10及位置跟踪液压缸9的缸体分别间隔固定在上固定梁1上。锤头运动部分穿过导向梁4并与基座12相对设置。
下行工作液压缸与锤头运动部分连接，以驱动锤头运动部分连接相对导向梁4滑动，并靠近基座12，以加工工件7。
上行回程液压缸10与锤头运动部分连接，以带动锤头运动部分回程。
位置跟踪液压缸9与导向梁4连接，以驱动导向梁4相对立柱5上下滑动，以使锤头运动部分相对导向梁4的工作行程以及锤头运动部分相对基座12的工作行程保持稳定，从而保证良好导向性的同时，减小对设备的损害。
需要说明的是，本实施例中，上下左右等表示方位的词均是指图示方向。工作行程是指锤头运动部分的最大位移。请结合参照图1和图2，作为一种实施方式，基座12上设置有工作台13，工作台13用于放置工件7。立柱5设置为两根，并安装于基座12上，设置于工作台13的周缘；上固定梁1也设置为两个，并分别固定连接在两根立柱5的上端。
导向梁4上开设有导向孔(图未标)及导滑孔(图未标)，导向孔用于锤头运动部分穿过，导滑孔用于和立柱5滑动配合。
为了保证运动过程的稳定性，导向孔位于导向梁4的中心，导滑孔的数量与立柱5的数量对应设置，并设置于导向孔的周缘。导滑孔的轴线与导向孔的轴线平行设置。
可选地，设有悬浮导向梁4的液压快锻机还包括导向套8，导向套8嵌设于导向梁4，并形成导向孔。
锤头运动部分包括连接法兰202、导向轴203及锤头6。连接法兰202连接于下行工作液压缸的活塞杆的下端，导向轴203穿过导向梁4上的导向孔并与锤头6连接，导向轴203与导向套8间隙配合。
可以理解的是，下行工作液压缸能够驱动锤头运动部分向下运动以压延工件7。
作为一种实施方式，本实施例中，上固定梁1上设置一个主液压缸2作为下行工作液压缸，主液压缸2为柱塞缸；连接法兰202下部的导向轴203和导向套8的导向孔截面为多边形，多边形轴与多边形孔构成间隙配合。
请参照图3，应当理解，在其他较佳实施例中，为了保证运行的稳定性，可以在上固定梁1上设置一个主液压缸2和两个或四个侧液压缸11，每两个侧液压缸为一组，每组的两 个侧液压缸11的中心轴线平行并相对于主液压缸2中心轴线对称，且输出压力相同，所设置的侧液压缸11中的活塞杆均与连接法兰202固定连接，构成由主液压缸2与侧液压缸11组合的下行工作液压缸；连接法兰202下部的导向轴203和导向套8上的导向孔截面为圆形，导向轴203与导向套8构成间隙配合，且在导向轴203与导向套8上分别设置用于配合定位的键与键槽。
需要说明的是，侧液压缸11的数量还可以设置为多个，为了保证运行过程的稳定性，多个侧液压缸11关于上行回程液压缸10的连线对称设置，并关于主液压缸2中心对称。多个侧液压缸11及主液压缸2同步工作。
上行回程液压缸10设置两只，其相对于下行工作液压缸的主液压缸2轴线对称并处于同一平面内，且两活塞杆与连接法兰202固定，以驱动锤头运动部分向上运动实现回程。
应当理解，上行回程液压缸10的数量还可以为多个，多个上行回程液压缸10同步工作。
位置跟踪液压缸9设置两只，两只跟踪液压缸相对于下行工作液压缸的主液压缸2的轴线对称，且缸体连接上固定梁1，活塞杆连接导向梁4。应当理解，位置跟踪液压缸9的数量还可以为多个，多个位置跟踪液压缸9同步工作。
可选地，下行工作液压缸的轴线、上行回程液压缸10的轴线及位置跟踪液压缸9的轴线平行设置，以保证工作过程的稳定性。
请结合参照图1和图4，为了实现设有悬浮导向梁4的液压快锻机的智能化工作，设有悬浮导向梁4的液压快锻机还包括位移感应装置3、可编程控制器(图未标)。
位移感应装置3设置在导向梁4上，并且，下行工作液压缸、上行回程液压缸10、位置跟踪液压缸9及位移感应装置3分别与可编程控制器电连接。
位移感应装置3用于感应锤头运动部分的位置，并将信号传递至可编程控制器，可编程控制器根据预设位置信号控制位置跟踪液压缸9动作，以驱动导向梁4移动至指定位置，从而调节锤头6相对导向梁4的工作行程以及锤头6相对基座12的工作行程。
作为一种实施方式，本实施例中，位移感应装置3设有上感应点和下感应点，上感应点和下感应点分别与可编程控制器电连接。
在压延的过程中，下感应点适时检测锤头运动部分与下感应点的相对距离，并生成第一位置信号，可编程控制器用于接收第一位置信号，并用于在第一位置信号超过第一预设信号的状态下，控制位置跟踪液压缸9动作以驱动导向梁4向下移动，并暂停在第一预设高度。
在回程时，上感应点检测锤头运动部分与上感应点的相对距离，并生成第二位置信号，可编程控制器用于接收第二位置信号，并用于在第二位置信号小于第二预设信号的状态下， 控制位置跟踪液压缸9动作以驱动导向梁4向上移动，并暂停在第二预设高度。
需要说明的是，导向梁4移动的速度超过锤头6移动的速度。
作为一种实施方式，上感应点和下感应点可以分别设置为一种距离传感器，其用于分别检测锤头6距该距离传感器的距离。
可以理解的是，由于工件7的大小不等，会使得锤头6加工工件7时工作行程变化。如果悬浮的导向梁4相对立柱5的距离不改变，在工件7减小时，锤头6相对导向梁4的工作行程变大，会出现导向不稳定的情况，不能保证加工的精确度，在工件7变大时，锤头6相对工件7的工作行程变小，可能会出现对设备造成损害等情况。本实施例公开的设有悬浮导向梁的液压快锻机工作时，可编程控制器控制位置跟踪液压缸9驱动导向梁4至设定位置，并暂停在这一高度位置上；主液压缸2或由主液压缸2与侧液压缸11组合的下行工作液压缸内充入压力油，上行回程液压缸10有杆腔泄油，主液压缸2的柱塞201带动导向轴203通过导向孔向下运动，锤头6压延工件7，上行回程液压缸10有杆腔内充入压力油，主液压缸2泄油，锤头6实现回程。
当工艺或工件尺寸发生变化，位移感应装置3中的上感应点、下感应点检测到锤头运动部分距离上感应点或下感应点达到设定值时，位移感应装置3将测得信号传送到可编程控制器，可编程控制器根据预设信号指令位置跟踪液压缸9带动导向梁4适时调整相应的高度位置，并暂停在这一高度位置，锤头6继续往复运动，压延或回程，从而保证锤头6往复行程和导向梁4与工件7锻压面之间的距离始终保持在设定范围内。
在上述工作循环中，回程时，锤头运动部分与位移感应装置3中的上感应点的相对位置如果变小，并且小于锤头距离上感应点的最佳距离，可编程控制器控制位置跟踪液压缸9带动导向梁4迅速向上移动一定的距离，使上感应点到锤头的距离大于或者等于最佳距离，并暂停在这一位置；压延的过程中，锤头运动部分与位移感应装置3中的下感应点的距离逐渐增大，当增大到超过下感应点与锤头的最佳距离时，可编程控制器控制位置跟踪液压缸9带动导向梁4迅速向下移动一定的距离，使下感应点到锤头的距离小于或者等于最佳距离，并暂停在这一位置，锤头6继续往复运动，压延工件6或回程，从而使导向梁4始终保持与锻压工作7上的锻压面之间具有最佳的设定距离，实现导向梁4的导向孔对导向轴203的最佳稳定导向效果。
工业实用性：
本公开提供的设有悬浮导向梁的液压快锻机，悬浮的导向梁能够对锤头运动部分起导向限位作用，防止锤头晃动，保证液压快锻机运行的稳定性。并且，位置跟踪液压缸能够驱动悬浮的导向梁相对立柱上下浮动，以调整位置，并使导向梁暂停在设定的高度位置，不但将锤头压延线速度提高数倍，而且能够大幅提高锤头的工作频次和灵活性、稳定性和 锻制高合金钢的适应性。

Claims (16)

  1. 一种设有悬浮导向梁的液压快锻机，包括立柱、上固定梁、导向梁、下行工作液压缸、上行回程液压缸、位置跟踪液压缸、位移感应装置、可编程控制器和锤头，所述的立柱至少设置两根；所述的上固定梁固定连接在立柱上端；所述的下行工作液压缸和上行回程液压缸的缸体固定在上固定梁上，其特征在于：
    所述的下行工作液压缸活塞杆下端设有连接法兰，所述的连接法兰下部设有导向轴，所述的导向轴下端固定连接锤头；
    所述的上行回程液压缸至少设置两只，其相对于所述下行工作液压缸的轴线对称并处于同一平面内，且两活塞杆与所述的连接法兰固定；
    所述的导向梁活动连接在上固定梁下方的立柱上并沿立柱上下滑动；
    所述的导向梁上设有导向孔，所述的连接法兰下部设有的导向轴穿入导向孔并与其构成间隙配合；
    所述的位置跟踪液压缸为两只，其相对于下行工作液压缸对称设置，且缸体连接上固定梁，活塞杆连接导向梁；
    所述的位移感应装置设有上、下感应点，其设置在导向梁上，上感应点适时检测锤头运动部分与上感应点的相对位置，下感应点适时检测锤头运动部分与下感应点的相对位置。
  2. 根据权利要求1所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于，所述下感应点及所述位置跟踪液压缸分别与所述可编程控制器电连接；
    在压延的过程中，所述下感应点适时检测所述锤头运动部分与下感应点的相对距离，并生成第一位置信号，所述可编程控制器被配置成接收所述第一位置信号，并在所述第一位置信号超过第一预设信号的状态下，控制所述位置跟踪液压缸动作以驱动所述导向梁向下移动，并暂停在第一预设高度。
  3. 根据权利要求2所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于，所述上感应点与所述可编程控制器电连接；
    在回程时，所述上感应点检测所述锤头运动部分与上感应点的相对距离，并生成第二位置信号，所述可编程控制器被配置成接收所述第二位置信号并在所述第二位置信号小于第二预设信号的状态下，控制所述位置跟踪液压缸动作以驱动所述导向梁向上移动，并暂停在第二预设高度。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于：所述的导向梁移动的速度超过锤头移动的速度。
  5. 根据权利要求1-4任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在 于：所述的下行工作液压缸包括主液压缸，所述的主液压缸的活塞杆与所述连接法兰连接。
  6. 根据权利要求5所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于：所述的下行工作液压缸还包括多个侧液压缸，多个所述侧液压缸的活塞杆分别与所述的连接法兰固定连接。
  7. 根据权利要求6所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于，多个所述侧液压缸关于所述上行回程液压缸的连线对称设置，并关于所述主液压缸中心对称。
  8. 根据权利要求7所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于，多个所述侧液压缸及所述主液压缸同步工作。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，所述导向梁上还开设有至少两个导滑孔，至少两个所述立柱分别与至少两个所述导滑孔一一对应滑动配合。
  10. 根据权利要求9所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，至少两个所述导滑孔的轴线与所述导向孔的轴线平行设置。
  11. 根据权利要求1-10任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，所述下行工作液压缸的轴线、所述上行回程液压缸的轴线及所述位置跟踪液压缸的轴线平行设置。
  12. 根据权利要求11所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，至少两只所述上行回程液压缸同步工作，并且，两只所述位置跟踪液压缸同步工作。
  13. 根据权利要求1-12任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，所述设有悬浮导向梁的液压快锻机还包括导向套，所述导向套嵌设于所述导向梁，并形成所述导向孔，所述导向轴与所述导向套间隙配合。
  14. 根据权利要求1-13任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于：所述连接法兰下部的导向轴和导向梁上的导向孔截面为多边形。
  15. 根据权利要求1-13任一项所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，其特征在于：所述连接法兰下部的导向轴和导向梁上的导向孔截面为圆形，且在所述导向轴和所述导向孔上分别设置用于配合定位的键于键槽。
  16. 根据权利要求1-15所述的设有悬浮导向梁的液压快锻机，所述设有悬浮导向梁的液压快锻机还包括基座，所述基座上设置有工作台，至少两根所述立柱间隔安装于所述基座上，所述工作台正对于所述锤头。
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