專利名稱：一種無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械壓力機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)，具體涉及一種無離合器及制動(dòng)器 的壓力機(jī)曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鍛壓在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。采用鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、 質(zhì)量好、重量輕和成本低的特點(diǎn)。鍛壓機(jī)械在機(jī)床設(shè)備中所占的比例越來越大，
而機(jī)械壓力機(jī)是最主要的鍛壓機(jī)械，約占鍛壓機(jī)械的80%左右。用機(jī)械壓力機(jī)可 以進(jìn)行沖壓、模鍛等工藝，廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以 及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械壓力機(jī)的品種和數(shù)量愈來愈多， 質(zhì)量要求愈來愈高，壓力愈來愈大，因此它在機(jī)械制造工業(yè)以及其它工業(yè)的鍛 壓生產(chǎn)中的作用日益顯著。
傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)是以曲柄連桿滑塊為工作機(jī)構(gòu)的鍛壓機(jī)械，帶有離合器 及制動(dòng)器。電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶把運(yùn)動(dòng)傳給大皮帶輪(飛輪)，再經(jīng)大小齒輪 傳給曲軸。連桿上端裝在曲軸上，下端與滑塊連接，把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)?滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。上模裝在滑塊上，下模裝在墊板上。因此當(dāng)材料放在上 下模之間時(shí)，即可進(jìn)行沖裁或其它變形工藝，制成工件。由于生產(chǎn)工藝的需要， 滑塊有時(shí)運(yùn)動(dòng)，有時(shí)停止，所以在飛輪軸上裝有離合器和制動(dòng)器。
機(jī)械壓力機(jī)一般是在曲柄轉(zhuǎn)角接近下死點(diǎn)30。左右承受工作負(fù)荷，而其余 330°左右全都是空程，所以壓力機(jī)的工作是具有短時(shí)間高峰負(fù)荷的性質(zhì)。這說 明壓力機(jī)在工作時(shí)瞬時(shí)功率很大，如果按工作瞬時(shí)功率選擇電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī) 容量需要很大，極不經(jīng)濟(jì)。為了充分利用電動(dòng)機(jī)的能量而又不致電動(dòng)機(jī)選得過大，且使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻，有效的利用能量，因而裝有飛輪，以便在空程時(shí) 飛輪加速儲(chǔ)藏能量和工作時(shí)飛輪減速釋放能量，這樣電機(jī)可以按整個(gè)周期時(shí)間
內(nèi)的平均功率來選擇，比按壓力機(jī)工作瞬時(shí)功率選擇的電動(dòng)機(jī)大約可以減小90% 以上。
飛輪是儲(chǔ)能的零件，在壓力機(jī)開動(dòng)后，飛輪應(yīng)該是一直不停地旋轉(zhuǎn)著。但 是，當(dāng)壓力機(jī)工作時(shí)，常常由于操作上的需要，除了滑塊能做連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以 便實(shí)現(xiàn)連續(xù)沖壓外，有時(shí)需要滑塊每往復(fù)一次行程后停在上死點(diǎn)上，以便取出 制件和放進(jìn)坯料。對(duì)于帶飛輪傳動(dòng)的壓力機(jī)，不可能靠關(guān)閉電動(dòng)機(jī)來達(dá)到立即 停止滑塊運(yùn)動(dòng)的目的，因?yàn)轱w輪慣性很大，啟動(dòng)和制動(dòng)過程時(shí)間很長(zhǎng)，能量消 耗也大，為了實(shí)現(xiàn)以上的要求，需要在飛輪傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置離合器和制動(dòng)器。 當(dāng)滑塊需要運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過離合器結(jié)合，飛輪使從動(dòng)部分的曲柄連桿機(jī)構(gòu)得到運(yùn) 動(dòng)并傳遞工作時(shí)所必要的扭矩。當(dāng)滑塊需要在所需位置上停止時(shí)，則離合器脫 開，飛輪和從動(dòng)部分不發(fā)生聯(lián)系，因此不再傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。但由于離合器脫 開后瞬時(shí)，從動(dòng)部分還儲(chǔ)有一定的動(dòng)能，會(huì)使曲軸和滑塊連續(xù)運(yùn)動(dòng)。因此滑塊 不可能準(zhǔn)確停止在所需位置上。所以在離合器上必須相應(yīng)設(shè)置一個(gè)制動(dòng)器，用 來在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)(相當(dāng)于曲柄轉(zhuǎn)角5° 15° )吸收離合器脫開后從動(dòng)部 分的剩余動(dòng)能，并使滑塊停在所需位置，由此決定了在傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器和 制動(dòng)器是保證壓力機(jī)正常工作的必要部件。
由于離合器與制動(dòng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，維修不便，故障率高，從而大大 增加了設(shè)備的使用成本。尤其是氣動(dòng)摩擦離合器與制動(dòng)器，其每分鐘幾十次的 頻繁動(dòng)作，致使離合器磨擦面和制動(dòng)器摩擦面不斷結(jié)合和分離，不但浪費(fèi)了大 量的能量，而且使制動(dòng)器摩擦材料發(fā)熱嚴(yán)重，降低了制動(dòng)器摩擦材料的使用壽 命，并消耗了大量的摩擦材料和壓縮空氣，有數(shù)據(jù)表明，離合器與制動(dòng)器的啟 動(dòng)、制動(dòng)所消耗能量占全部能量的20%左右，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重，全國(guó)每年正在 服役的30萬臺(tái)機(jī)械壓力機(jī)由此產(chǎn)生的能耗達(dá)上億元。此外，其動(dòng)作過程中產(chǎn)生 的最大排氣噪聲高達(dá)125dB(A)，大大超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的85dB(A)的要求，從而對(duì)操作工人及周圍的環(huán)境造成健康危害。因此，"綠色制造"已成為當(dāng)前制造 業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。
目前，無離合器與制動(dòng)器可控式壓力機(jī)有在400kN曲柄壓力機(jī)中設(shè)計(jì)的以六
連桿機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)的變換來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離合器與制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。如圖l所示即
為該種機(jī)構(gòu)，這是上世紀(jì)90年代由前蘇聯(lián)人發(fā)明的。當(dāng)E滑塊也隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)，該
六連桿機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，即
經(jīng)=6 x 3 _ 2 x 8 = 2。 (l-l)
若讓工作滑塊C在平衡桿作用力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，即C滑塊停留在最上段
不動(dòng)，則該六桿機(jī)構(gòu)就構(gòu)成了只有一個(gè)自由度的連桿機(jī)構(gòu)，即
鮮=5x3-2x7 = 1。 (l-2)
這樣，通過機(jī)構(gòu)和自由度的轉(zhuǎn)換，該六桿機(jī)構(gòu)就可以按給定的方式運(yùn)動(dòng)。
若E采用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，則連桿DE在E滑塊中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。顯然，如要使滑塊C處 于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作狀態(tài)，則必須停止E滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而只許其擺動(dòng)，從而使六 桿機(jī)構(gòu)依然只有一個(gè)自由度。由此就可以以這種六連桿機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)變換來 代替離合器和制動(dòng)器的工作。從理論上說，這種變換沒有制動(dòng)時(shí)的能量損失。 但圖1中所示的機(jī)構(gòu)由于存在處于工作機(jī)構(gòu)側(cè)面的DE桿及鉸鏈E，使得整個(gè)工作
機(jī)構(gòu)占據(jù)太大空間，且機(jī)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)慣性大，裝置動(dòng)作可靠性差，摩擦耗能 大，僅適合400kN以下開式機(jī)械壓力機(jī)，實(shí)際使用效果并不理想，這也反映了為 何這種新的工作機(jī)構(gòu)在前蘇聯(lián)人發(fā)明后20多年時(shí)間里未能在國(guó)際上推廣應(yīng)用的 原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決背景技術(shù)連桿機(jī)構(gòu)所存在的問題，以大中型機(jī)械壓力機(jī) (400kN以上)為應(yīng)用對(duì)象，提供了一種新的無離合器與制動(dòng)器的壓力機(jī)滑塊變 連桿機(jī)構(gòu)。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，包括與曲軸連接的上連桿 和與滑塊連接的下連桿，上、下連桿之間通過外側(cè)板用一個(gè)軸銷連接，其特征 在于，上連桿與軸銷之間設(shè)有連桿變換機(jī)構(gòu)，該連桿變換機(jī)構(gòu)為一個(gè)帶銷小活 塞的氣缸結(jié)構(gòu)。
上述方案中，所述的帶銷小活塞的氣缸結(jié)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)置在外側(cè)板之間的 氣缸，氣缸外側(cè)設(shè)有一個(gè)中間氣管和兩個(gè)旁氣管；氣缸內(nèi)設(shè)置一對(duì)相向的帶銷 小活塞將缸體分為三個(gè)氣室，小活塞相向面的氣室聯(lián)通氣缸中間氣管，小活塞 背向面的兩個(gè)氣室分別聯(lián)通兩個(gè)旁氣管；外側(cè)板上開有活塞銷孔，當(dāng)小活塞背 向運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞銷剛好進(jìn)入活塞銷孔內(nèi)，使上下連桿不能沿軸銷擺動(dòng)；當(dāng)小活 塞相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞銷脫離活塞銷孔，使上下連桿可以沿軸銷擺動(dòng)。所述的滑 塊一側(cè)連接有平衡氣缸。該平衡氣缸包括缸體以及上下端蓋，缸體內(nèi)設(shè)置有活 塞，其活塞桿通過一個(gè)連接軸與滑塊連接。所述連接軸與活塞桿之間可設(shè)有一 個(gè)調(diào)節(jié)活塞桿長(zhǎng)度的裝置，其包括一個(gè)與連接軸連接的調(diào)節(jié)螺釘，該調(diào)節(jié)螺釘 通過一個(gè)調(diào)節(jié)螺套與活塞桿螺紋連接。
本發(fā)明使連桿機(jī)構(gòu)在連桿斷開成為兩個(gè)桿和結(jié)合成為一個(gè)桿之間切換來實(shí) 現(xiàn)工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，代替了原來的剛性離合器及制動(dòng)器，從而使壓力機(jī) 可以在無離合器與制動(dòng)器的狀態(tài)下進(jìn)行正常的加工操作，當(dāng)在壓力機(jī)處于非工 作狀態(tài)時(shí)，曲軸仍然在旋轉(zhuǎn)而不需停止。所以避免了離合器與制動(dòng)器產(chǎn)生的噪 聲、能耗和發(fā)熱等一系列問題。這種機(jī)構(gòu)具有節(jié)能、降噪等良好特性，值得在 生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。


圖1為現(xiàn)有的一種400KN無離合器與制動(dòng)器壓力機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)原理圖。 其中圖l (a)為變連桿機(jī)構(gòu)工作原理；圖l (b)為采用擺動(dòng)滑塊的變連桿機(jī)構(gòu)工作原 理。
圖2、圖3為本發(fā)明變連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。其中圖3為圖2的側(cè)視圖。圖4為圖3的B-B向剖視圖，也即連桿變換機(jī)構(gòu)-帶銷小活塞氣缸結(jié)構(gòu)圖。
圖5為圖2中的平衡氣缸結(jié)構(gòu)圖。
圖6為圖5平衡氣缸工作原理圖。
圖7為圖1的工作原理圖。其中圖7 (a)為工作狀態(tài)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；圖7 (b)為 非工作狀態(tài)滑塊不固定時(shí)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，圖7 (c)為非工作狀態(tài)滑塊固定時(shí)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖。
圖2到圖6中1—油杯，2、 12—螺母，3、 13—墊圈，4、 14—螺柱，5—上 連桿蓋，6—曲軸上軸瓦，7—上連桿，8—曲軸下軸瓦，9、 11—固定銷，10、 22、 23—螺釘，15—球頭調(diào)節(jié)螺桿，17—下連桿，18—右外側(cè)板，19—內(nèi)側(cè) 板，20、 21—軸套，24、 26、 27—O型密封圈，25—活塞銷，28_銷軸，29— 左外側(cè)板，30—活塞銷孔，31—平衡氣缸，32—滑塊，33—連接軸，34—調(diào)節(jié) 螺釘，35—調(diào)節(jié)螺母，36_缸體，37—活塞，38—上端蓋，39—下端蓋，40— 外端蓋，41一帶銷小活塞，42—?dú)飧祝?3、 44一氣管。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 如圖2、圖3所示， 一種無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，包括與 曲軸(通過軸瓦6、 8)連接的上連桿7和與滑塊32連接的下連桿17，上、下連桿 之間通過外側(cè)板18、 29用一個(gè)軸銷28連接，上連桿與軸銷之間設(shè)有連桿變換機(jī) 構(gòu)(相當(dāng)于設(shè)置在圖7 (a)連桿AD上的E處)，該連桿變換機(jī)構(gòu)為一個(gè)帶銷小 活塞的氣缸結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，所述的帶銷小活塞的氣缸結(jié)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)置在外側(cè)板18、 29 之間的氣缸42，氣缸外側(cè)設(shè)有一個(gè)中間氣管44和兩個(gè)旁氣管43;氣缸內(nèi)設(shè)置 一對(duì)相向的帶銷小活塞41將缸體分為三個(gè)氣室，小活塞相向面的氣室聯(lián)通氣缸 中間氣管44，小活塞背向面的兩個(gè)氣室分別聯(lián)通兩個(gè)旁氣管43;外側(cè)板上開有 活塞銷孔30，當(dāng)小活塞背向運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞銷25剛好進(jìn)入活塞銷孔內(nèi)，使上下連桿不能沿軸銷擺動(dòng)；當(dāng)小活塞相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞銷脫離活塞銷孔，使上下連桿 可以沿軸銷擺動(dòng)。
其連桿變換原理是1)當(dāng)機(jī)構(gòu)處于工作狀態(tài)時(shí)。氣管44通入壓縮氣體， 氣管43泄氣，兩活塞銷25往兩邊伸出，使上下連桿結(jié)合成一個(gè)桿進(jìn)行工作。2) 當(dāng)機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)時(shí)。氣管43通入壓縮氣體，氣管44泄氣，兩活塞銷25 向中間縮進(jìn)，使"AD"桿上的部件可繞軸銷28 (B處)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而AD桿斷開 成為桿"AB"和桿"BD"(圖7 (b))。
如圖5、圖6所示，本發(fā)明在滑塊一側(cè)連接有平衡氣缸31。在普通的壓力機(jī) 上一般都裝有平衡裝置，尤其是在大中型壓力機(jī)上。因?yàn)閴毫C(jī)的滑塊較重， 為了防止當(dāng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，因其自重而迅速下降，使傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪反向 受力而造成撞擊和噪音，因此，在大中型壓力機(jī)中都裝有滑塊平衡裝置，常用 的為氣動(dòng)平衡裝置。其可以消除連桿與滑塊間的間隙，減少受力零件的沖擊和 磨損，防止因制動(dòng)器失靈或連桿折斷時(shí)，滑塊墜落而產(chǎn)生事故。但本發(fā)明中的 平衡氣缸與滑塊之間的關(guān)系，不是普通機(jī)械壓力機(jī)平衡缸和滑塊的簡(jiǎn)單關(guān)系。 該平衡氣缸的結(jié)構(gòu)(圖5)包括缸體36以及上下端蓋38、 39，缸體內(nèi)設(shè)置有活塞 37，其活塞桿通過一個(gè)連接軸33與滑塊連接。其工作原理為(圖6): 1)壓力機(jī) 由工作狀態(tài)到非工作狀態(tài)時(shí)，當(dāng)位移傳感器(裝在滑塊32上)監(jiān)測(cè)到滑塊與上 死點(diǎn)的距離為^ (如5mm)時(shí)，連桿變換機(jī)構(gòu)通過旁氣管43向小活塞背向面的兩個(gè) 氣室充氣，這樣可以在滑塊到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)使兩個(gè)活塞銷25縮進(jìn)去，連桿斷開成 兩個(gè)桿，即主連桿和副連桿，此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)變成自由度D0F4的機(jī)構(gòu)，滑塊會(huì)超 過上死點(diǎn)， 一直往上走，直至活塞37和上端蓋38相接觸，此時(shí)平衡氣缸31上端 蓋起到限位的作用，使滑塊不能一直上移；而平衡氣缸31下腔所提供的氣壓力 托住滑塊使之不能向下運(yùn)動(dòng)。氣缸和滑塊就停在這一位置，這一位置是滑塊離 開上死點(diǎn)為一特定距離(如10mm)的地方。2)壓力機(jī)由非工作狀態(tài)到工作狀態(tài) 時(shí)，在剛才平衡氣缸所停止的位置處開始對(duì)氣缸的下腔放氣，同時(shí)連桿變換機(jī) 構(gòu)通過中間氣管44向小活塞相向面的氣室充氣，這樣可以在滑塊到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)兩個(gè)活塞銷25在氣壓的作用下伸出，使這兩個(gè)連桿結(jié)合成成一個(gè)桿而使機(jī)構(gòu)而 進(jìn)入工作狀態(tài)。本發(fā)明的平衡氣缸與傳統(tǒng)的平衡缸相比，有其自己的特點(diǎn)，這是由該壓力 機(jī)的特點(diǎn)所決定的。本發(fā)明中的壓力機(jī)，沒有離合器與制動(dòng)器，在壓力機(jī)處于 非工作狀態(tài)時(shí)，不需要離合器的離合和制動(dòng)器的制動(dòng)，即曲軸一直在以原來的 速度轉(zhuǎn)動(dòng)。這對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械壓力機(jī)來說是不可能的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)的工 作機(jī)構(gòu)在工作和非工作狀態(tài)時(shí)都是一樣的，沒有變化。但是本發(fā)明壓力機(jī)的工 作機(jī)構(gòu)可以在工作和非工作狀態(tài)之間進(jìn)行切換，使得曲軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)壓力機(jī) 就可以處于非工作狀態(tài)。這一過程是通過前述的兩套氣缸來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明平 衡氣缸既起到平衡缸的作用，又起到固定滑塊的作用；氣缸的上端蓋起到限位 的作用，即起到限制滑塊上移的位置的作用。平衡氣缸可使滑塊停在某一準(zhǔn)確 位置上。這樣就不會(huì)影響裝卸工件，而且可以使工作機(jī)構(gòu)完成由工作狀態(tài)到非 工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換?；瑝K停在上死點(diǎn)以上的依據(jù)由分析可知，滑塊固定在上死點(diǎn)時(shí)，由于機(jī) 構(gòu)奇點(diǎn)的存在，使得平衡滑塊向下運(yùn)動(dòng)的力較大，而設(shè)計(jì)滿足此要求的平衡缸 比較困難，需要占用較大的空間，且存在較大的沖擊，弓l起機(jī)身的劇烈振動(dòng)， 這對(duì)于壓力機(jī)來說是不允許的。若滑塊停在上死點(diǎn)之下，則成為雙搖桿機(jī)構(gòu)， 曲柄不能成為整轉(zhuǎn)副，不符合設(shè)計(jì)要求。故滑塊需停在上死點(diǎn)以上。但是滑塊 若距離上死點(diǎn)太小當(dāng)機(jī)構(gòu)由非工作狀態(tài)回到工作狀態(tài)時(shí)，連桿變換機(jī)構(gòu)的小活塞會(huì)來不及伸出，導(dǎo)致連桿不能順利地結(jié)合，這樣機(jī)構(gòu)不能正常地進(jìn)行非工 作狀態(tài)到工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。因此本發(fā)明在設(shè)計(jì)平衡氣缸時(shí)，已經(jīng)考慮到氣缸活 塞桿的長(zhǎng)度是可調(diào)節(jié)的，若位置不合適，可以通過調(diào)整活塞桿的長(zhǎng)度來改變滑 塊停止的位置。這樣可保證裝模高度調(diào)節(jié)前后，在非工作狀態(tài)時(shí)，滑塊停在上 死點(diǎn)的位置一樣。本發(fā)明調(diào)節(jié)活塞桿長(zhǎng)度的裝置，設(shè)在連接軸33與活塞桿之間，其包括一個(gè) 與連接軸連接的調(diào)節(jié)螺釘，該調(diào)節(jié)螺釘通過一個(gè)調(diào)節(jié)螺套與活塞桿螺紋連接。(圖5)。調(diào)節(jié)螺套的上端的螺紋和活塞桿下端的螺紋相連接，螺紋的旋向都是 左旋；調(diào)節(jié)螺套的下端的螺紋與調(diào)節(jié)螺釘34上端的螺紋相連接，螺紋的旋向都 是右旋。這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)螺套向不同的方向擰時(shí)，就可以使整個(gè)活塞桿的長(zhǎng)度變 化。如圖7所示，本發(fā)明變連桿機(jī)構(gòu)結(jié)工作原理如下在圖7 (a)情況下，機(jī)構(gòu)處于工作狀態(tài)。采用結(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 O點(diǎn)表示曲軸的旋轉(zhuǎn)中心，A點(diǎn)表示連桿與曲柄的連接點(diǎn)，B點(diǎn)表示連桿AD 的斷開點(diǎn)，D點(diǎn)表示連桿與滑塊的連接點(diǎn)，OA表示曲柄，AD表示連桿。此 時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度DOF為DOF = 3(7V-1)-2i^ =3"-2戶￡ (2-1)式中〃—機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)；《——機(jī)構(gòu)中低副數(shù)。所以此時(shí)DOF二3"-2/^ =3x3 — 2x4 = 1 。此時(shí)機(jī)構(gòu)的曲軸OA以角速度"作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，D點(diǎn)則以變速度M乍直 線運(yùn)動(dòng)。在圖7 (b)情況下，機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)。當(dāng)連桿從B點(diǎn)斷開后該機(jī)構(gòu) 處于非工作狀態(tài)，且位于B處的銷子縮進(jìn)，滑塊又不固定時(shí)，此時(shí)機(jī)構(gòu)已經(jīng) 不再是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫B桿AD變成了兩個(gè)連桿AB和BD。此時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度為DOF-3"-2i^-3x4-2x5 = 2。在圖7 (c)情況下，機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)。當(dāng)滑塊停在某一點(diǎn)(上死點(diǎn) 或之上)不動(dòng)(在氣壓平衡缸的平衡力的作用下)，即滑塊固定時(shí)，機(jī)構(gòu)為封 閉的四桿機(jī)構(gòu)。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如果某個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副能成為整轉(zhuǎn)副，則它所連接的兩個(gè)構(gòu) 件中，必有一個(gè)為最短桿，并且四個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度關(guān)系滿足桿長(zhǎng)之和條件，即最 短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和必小于或等于其余兩構(gòu)件的長(zhǎng)度之和。對(duì)本發(fā)明來 說，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于非工作狀態(tài)，且滑塊停在上死點(diǎn)時(shí)，最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之 和等于其余兩構(gòu)件的長(zhǎng)度之和，即式中L——曲軸長(zhǎng)/mm; /。0——機(jī)架長(zhǎng)/mm; ^——主連桿長(zhǎng)/mm; ^——副連桿長(zhǎng)/mm。
當(dāng)滑塊停在上死點(diǎn)之上時(shí)，最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于其余兩構(gòu)件的 長(zhǎng)度之和，即
^+^<yBD (2-3)
此時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度為DOF-3"-2之=3x3-2x4 = 1 。
權(quán)利要求
1. 一種無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，包括與曲軸連接的上連桿和與滑塊連接的下連桿，上、下連桿之間通過外側(cè)板用一個(gè)軸銷連接，其特征在于，上連桿與軸銷之間設(shè)有連桿變換機(jī)構(gòu)，該連桿變換機(jī)構(gòu)為一個(gè)帶銷小活塞的氣缸結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，其特 征在于，所述帶銷小活塞的氣缸結(jié)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)置在外側(cè)板之間的氣缸，氣缸 外側(cè)設(shè)有一個(gè)中間氣管和兩個(gè)旁氣管；氣缸內(nèi)設(shè)置一對(duì)相向的帶銷小活塞將缸 體分為三個(gè)氣室，小活塞相向面的氣室聯(lián)通氣缸中間氣管，小活塞背向面的兩 個(gè)氣室分別聯(lián)通兩個(gè)旁氣管；外側(cè)板上開有活塞銷孔，當(dāng)小活塞背向運(yùn)動(dòng)時(shí)， 活塞銷剛好進(jìn)入活塞銷孔內(nèi)，使上下連桿不能沿軸銷擺動(dòng)；當(dāng)小活塞相向運(yùn)動(dòng) 時(shí)，活塞銷脫離活塞銷孔，使上下連桿可以沿軸銷擺動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，其 特征在于，所述滑塊一側(cè)連接有平衡氣缸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，其特 征在于，所述平衡氣缸包括缸體以及上下端蓋，缸體內(nèi)設(shè)置有活塞，其活塞桿 通過一個(gè)連接軸與滑塊連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，其特 征在于，所述連接軸與活塞桿之間設(shè)有一個(gè)可調(diào)節(jié)活塞桿長(zhǎng)度的裝置，其包括 一個(gè)與連接軸連接的調(diào)節(jié)螺釘，該調(diào)節(jié)螺釘通過一個(gè)調(diào)節(jié)螺套與活塞桿螺紋連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無離合器及制動(dòng)器的曲柄滑塊變連桿機(jī)構(gòu)，包括與曲軸連接的上連桿和與滑塊連接的下連桿，上、下連桿之間通過外側(cè)板用一個(gè)軸銷連接，其特征在于，上連桿與軸銷之間設(shè)有連桿變換機(jī)構(gòu)，該連桿變換機(jī)構(gòu)為一個(gè)帶銷小活塞的氣缸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使連桿機(jī)構(gòu)在連桿斷開成為兩個(gè)桿和結(jié)合成為一個(gè)桿之間切換來實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，代替了原來的剛性離合器與制動(dòng)器，從而使壓力機(jī)可以在無離合器與制動(dòng)器的狀態(tài)下進(jìn)行正常的加工操作，消除了由離合制動(dòng)引起的噪聲、能耗和發(fā)熱。本發(fā)明將推動(dòng)中小型機(jī)械壓力機(jī)無離合器化進(jìn)程。
文檔編號(hào)B21J9/18GK101301673SQ20081001838
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者軍 王, 趙升噸, 軍 鄒 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)