本發(fā)明涉及沖壓防護領(lǐng)域，具體是沖壓設(shè)備安全防護裝置。

背景技術(shù)：

沖壓是通過對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法。最常用的沖壓設(shè)備就是沖床，沖床分為機械式?jīng)_床和液壓式?jīng)_床，其中，機械式?jīng)_床按驅(qū)動機構(gòu)分，又可以分為曲軸式?jīng)_床、連桿式?jīng)_床、凸輪式?jīng)_床等，機械式?jīng)_床設(shè)置有離合器，通過操控按鈕或開關(guān)控制離合器的斷開和接合，從而控制沖床的沖壓和停止。

很多情況下，沖床的沖壓動作需要單次控制，即按鈕或開關(guān)等操控部件動作一次，沖床沖頭進行一次沖壓動作，此次沖壓動作完成后，操作者對沖壓過的工件進行調(diào)整或更換新的工件進行再次沖壓，在操作者操作的時間間隔中，沖頭不能動作以防壓壞工件或壓傷操作者。然而，由于沖床離合器或其他部件的故障，或者操作者的不正確操作，經(jīng)常會發(fā)生沖床在完成一次沖壓動作后，沖頭馬上又進行下次沖壓，即“連沖”，而此時操作者按照正常的操作過程在調(diào)整或更換工件，沖頭的無間隔“連沖”便會對工件和操作者造成損傷，輕則工件或設(shè)備損壞，重則造成人員傷亡。

因此，設(shè)計一種安全有效的防護裝置來防止“連沖”事故對設(shè)備和操作者造成損傷是一個亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明提供了沖壓設(shè)備安全防護裝置，有效的解決了沖床“連沖”時對工件和人員造成損傷的問題。

其解決的技術(shù)方案是，沖壓設(shè)備安全防護裝置，包括第一儲液罐、第二儲液罐和第三儲液罐，三個儲液罐均豎直放置，第三儲液罐容積大于第一儲液罐和第二儲液罐容積之和，第二儲液罐底部高于第三儲液罐頂部；第一儲液罐內(nèi)安裝有第一活塞，第一活塞上表面固定連接有豎直的伸縮桿，第一儲液罐底部和第二儲液罐底部之間連通有第一導(dǎo)管，第一導(dǎo)管上安裝有可使液體從第一儲液罐流向第二儲液罐的第一單向閥，第二儲液罐底部和第三儲液罐頂部之間連通有第二導(dǎo)管，第三儲液罐底部和第一儲液罐底部之間連通有第三導(dǎo)管，第三導(dǎo)管上安裝有可使液體從第三儲液罐流入第一儲液罐的第二單向閥；第二儲液罐內(nèi)安裝有液位傳感器，液位傳感器和沖床開關(guān)電性相連；

第二儲液罐內(nèi)安裝有第二活塞，第二活塞可在第二儲液罐中上部滑動，第二儲液罐的上端口處設(shè)有頂蓋，頂蓋下表面開有左右方向的滑槽，滑槽位于頂蓋中心的右側(cè)，第二活塞上方設(shè)有立桿，立桿下端鉸接于第二活塞上表面中心，立桿上端置于滑槽內(nèi)，頂蓋內(nèi)安裝有水平放置的橫桿，橫桿右端和立桿上端鉸接，橫桿左端貫穿頂蓋，橫桿左端連接有制動裝置；

制動裝置包括外固定套，外固定套為中空圓柱狀，外固定套下部的側(cè)壁內(nèi)安裝有多塊水平的擋板，多塊水平擋板圓周均布且可向內(nèi)彈出；外固定套內(nèi)同軸套裝有內(nèi)擋套，內(nèi)擋套側(cè)壁上沿圓周方向開有多個通槽，多個通槽與多塊擋板對應(yīng)，通槽和擋板之間有圓周方向的錯位；內(nèi)擋套外套裝有扭簧，扭簧一端固定于外固定套上，另一端固定在內(nèi)擋套上，外固定套側(cè)壁上安裝有圓柱銷，圓柱銷可沿外固定套徑向滑動，內(nèi)擋套的側(cè)壁上開有與圓柱銷對應(yīng)的銷孔22，銷孔內(nèi)安裝有第一壓簧，圓柱銷外端和橫桿未鉸接端固定連接。

本發(fā)明通過活塞和沖頭的聯(lián)動實現(xiàn)三個儲液罐內(nèi)的液體循環(huán)，第二儲液罐內(nèi)液位建立了動態(tài)平衡，發(fā)生“連沖”事故后通過平衡的打破控制制動裝置動作以實現(xiàn)制動，結(jié)構(gòu)巧妙，安全有效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主視圖。

圖2為本發(fā)明第一儲液罐、第二儲液罐和第三儲液罐部分主視剖視圖。

圖3為本發(fā)明制動裝置主視剖視圖。

圖4為本發(fā)明制動裝置俯視剖視圖。

圖5為本發(fā)明制動裝置制動沖頭時的主視剖視圖。

圖6為本發(fā)明伸縮桿局部剖視圖。

圖7為本發(fā)明第二活塞位置的發(fā)大圖。

圖8為本發(fā)明第一錐閥和第二錐閥位置的放大圖。

以上各圖中，34為沖床的沖頭，35為沖床的工作臺。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作出進一步詳細說明。

由圖1至圖8給出，本發(fā)明包括第一儲液罐1、第二儲液罐2和第三儲液罐3，三個儲液罐均豎直放置，第二儲液罐2容積大于第一儲液罐1容積，第三儲液罐3容積大于第一儲液罐1和第二儲液罐2容積之和，第二儲液罐2底部高于第三儲液罐3頂部；第一儲液罐1內(nèi)安裝有第一活塞4，第一活塞4上表面固定連接有豎直的伸縮桿5，第一儲液罐1底部和第二儲液罐2底部之間連通有第一導(dǎo)管6，第一導(dǎo)管6上安裝有可使液體從第一儲液罐1流向第二儲液罐2的第一單向閥7，第二儲液罐2底部和第三儲液罐3頂部之間連通有第二導(dǎo)管8，第三儲液罐3底部和第一儲液罐1底部之間連通有第三導(dǎo)管9，第三導(dǎo)管9上安裝有可使液體從第三儲液罐3流入第一儲液罐1的第二單向閥10；第二儲液罐2內(nèi)安裝有液位傳感器11，液位傳感器11和沖床開關(guān)電性相連；

第二儲液罐2內(nèi)安裝有第二活塞12，第二活塞12可在第二儲液罐2中上部滑動，第二儲液罐2的上端口處設(shè)有頂蓋13，頂蓋13下表面開有左右方向的滑槽14，滑槽14位于頂蓋13中心的右側(cè)，第二活塞12上方設(shè)有立桿31，立桿31下端鉸接于第二活塞12上表面中心，立桿31上端置于滑槽14內(nèi)，頂蓋13內(nèi)安裝有水平放置的橫桿15，橫桿15右端和立桿31上端鉸接，橫桿15左端貫穿頂蓋13，橫桿15左端連接有制動裝置；

制動裝置包括外固定套16，外固定套16為中空圓柱狀，外固定套16下部的側(cè)壁內(nèi)安裝有多塊水平的擋板17，多塊水平擋板17圓周均布且可向內(nèi)彈出；外固定套16內(nèi)同軸套裝有內(nèi)擋套18，內(nèi)擋套18側(cè)壁上沿圓周方向開有多個通槽19，多個通槽19與多塊擋板17對應(yīng)，通槽19和擋板17之間有圓周方向的錯位；內(nèi)擋套18外套裝有扭簧20，扭簧20一端固定于外固定套16上，另一端固定在內(nèi)擋套18上，外固定套16側(cè)壁上安裝有圓柱銷21，圓柱銷21可沿外固定套16徑向滑動，內(nèi)擋套18的側(cè)壁上開有與圓柱銷21對應(yīng)的銷孔22，銷孔22內(nèi)安裝有第一壓簧33，圓柱銷21外端和橫桿15未鉸接端固定連接。

發(fā)生“連沖”事故時，為使第二儲液罐2內(nèi)的液體能給第二活塞12提供足夠的推動力，同時也為了避免第二儲液罐2進液時灌內(nèi)壓力變化影響出液流速，所述的第二儲液罐2內(nèi)安裝有杠桿23，杠桿23的中部鉸接于第二儲液罐2底面上，杠桿23兩端分別安裝有第一錐閥24和第二錐閥25，第一錐閥24位于第一導(dǎo)管6管口上方，第二錐閥25位于第二導(dǎo)管8管口上方，第一錐閥24重量大于第二錐閥24重量。

為減小沖床沖頭對擋板17的沖擊力，所述的外固定套16的側(cè)壁內(nèi)圓周均布多個彈性卡塊26，彈性卡塊26位于擋板17上方，彈性卡塊26上下并排布置多層，彈性卡塊26均可沿徑向向內(nèi)彈出，彈性卡塊26內(nèi)端為球狀，內(nèi)擋套18側(cè)壁上圓周均布多個通孔27，通孔27上下并排布置多層，多個通孔27和多個彈性卡塊26一一對應(yīng)，所述彈性卡塊26和擋板17外端安裝有第二壓簧32。

為使第一儲液罐1進液更順利，所述的第一儲液罐1底部和第三儲液罐3底部相平或低于第三儲液罐3底部。

所述的伸縮桿5包括一個外套桿28和兩個內(nèi)套桿29，外套桿28為中空管狀結(jié)構(gòu)，兩端為縮口狀，兩個內(nèi)套桿29均套裝在外套桿28內(nèi)且分別從外套桿28的兩端伸出，兩個內(nèi)套桿29位于外套桿內(nèi)的一端均設(shè)有軸肩，外套桿28內(nèi)安裝有第三壓簧30，第三壓簧30兩端分別和兩個軸肩端面接觸。

為了提高本發(fā)明對“連沖”事故反應(yīng)的靈敏度，所述第二儲液罐2上端口徑小于下端口徑，第二活塞12安裝于小口徑段內(nèi)。

本發(fā)明在具體使用時，外固定套16同軸固定安裝在沖床沖頭下方，擋板17在下，伸縮桿5上端和沖頭側(cè)壁固定連接，初始狀態(tài)第一儲液罐1內(nèi)充滿水，第二儲液罐2為空罐狀態(tài)，第三儲液罐3內(nèi)水為半滿狀態(tài)，第一活塞4位于第一儲液罐1最頂部，第二活塞12位于第二儲液罐2小徑端最底部，第二儲液罐2位于第二活塞12下方的容積等于第一儲液罐1的容積。為介紹具體使用方法時便于描述，在此將沖床沖頭的下壓過程分為三個階段，自上至下依次為第一階段、第二階段和第三階段。

沖壓時，操作者控制沖頭下落對工作臺上的工件進行沖壓，上文中已將沖頭的下壓過程分為三個階段，在第一階段，沖頭下壓帶動固定在其上的伸縮桿5向下運動，伸縮桿5下壓第一活塞4，在第一活塞4的壓力下，第一儲液罐1內(nèi)的水進入第一導(dǎo)管6，然后經(jīng)第一單向閥7沖開第一錐閥24進入第二儲液罐2，第一錐閥24在被沖起的同時，杠桿23繞其鉸接點轉(zhuǎn)動，第二錐閥25下降堵住第二導(dǎo)管8的管口，使第二儲液罐2在進水的同時不能排水，隨著沖頭下降，第一活塞4持續(xù)將第一儲液罐1內(nèi)的水壓入第二儲液罐2內(nèi)，當沖頭下壓至第一階段的最低位置時，第一活塞4移動至第一儲液罐1最底部，第一儲液罐1內(nèi)的水全部壓入第二儲液罐2中，此時第二儲液罐2內(nèi)的液位處于第二儲液罐2的大徑段和小徑端的交界處，即水面剛接觸第二活塞12底面，第一階段結(jié)束后，第二儲液罐2內(nèi)不再進水，由于第一錐閥24重量大于第二錐閥25的重量，失去水的沖擊力的第一錐閥24下落堵住第一導(dǎo)管6，第二錐閥25抬起，第二導(dǎo)管8管口打開，第二儲液罐2內(nèi)的水經(jīng)第二導(dǎo)管8排入第三儲液罐3內(nèi)，設(shè)定第二儲液罐2內(nèi)的水剛好排完所需時間為完成一次正常沖壓操作所需的最短時間，即在不發(fā)生“連沖”的正常沖壓周期內(nèi)，下次沖壓動作開始時第二儲液罐2內(nèi)的水已排完。

第一階段結(jié)束后，沖頭繼續(xù)下壓，進入第二階段，由于第一活塞4已經(jīng)滑動至第一儲液罐1最底部，所以沖頭繼續(xù)下落將壓縮外套桿28內(nèi)的第三壓簧30，使兩個內(nèi)套桿29在外套桿28內(nèi)滑動，實現(xiàn)伸縮桿5的壓縮；第二階段為沖頭的制動階段，當沖頭出現(xiàn)“連沖”事故時，制動裝置將在此階段對沖頭進行制動。在不發(fā)生“連沖”事故的情況下，制動裝置不動作，沖頭繼續(xù)下壓進入第三階段，此階段為沖頭的沖壓階段，即沖頭在此階段對工件進行沖壓。

沖壓完成后，沖頭上升依次經(jīng)過第三階段、第二階段和第一階段，在第三階段和第二階段內(nèi)，在第三壓簧30的作用下，內(nèi)套桿29在外套桿28內(nèi)滑動，伸縮桿5伸長，沖頭上升至第二階段最高處時，伸縮桿5達到最長極限狀態(tài)，沖頭繼續(xù)上升進入第一階段，在第一階段內(nèi)，沖頭經(jīng)伸縮桿5帶動第一活塞4向上滑動，第一活塞4下方的容積變大，第三儲液罐3內(nèi)的水在大氣壓的作用下進入第一儲液罐1，沖頭上升至最頂端時，第一活塞4上升至第一儲液罐1最頂端，第一儲液罐1內(nèi)充滿水，此時操作者拿下沖壓好的工件，更換新的工件，更換工件完成后，第二儲液罐2內(nèi)的水已排完，此時整個裝置回到初始狀態(tài)，下次沖壓操作時重復(fù)上述過程。

當由于沖床離合器或其他部件故障或操作者沒能及時松開踏板時，沖頭將連續(xù)進行沖壓動作，此時由于兩次沖壓動作之間沒有時間間隔或間隔極短，第二儲液罐2內(nèi)的水未能排完，沖頭再次下壓將第一儲液罐2內(nèi)的水壓入第二儲液罐2，在此過程中第二錐閥25堵住第二導(dǎo)管8的管口，第二儲液罐2排水被中斷，沖頭下壓至第一階段最低處時，第二儲液罐2內(nèi)的水位必高于正常水位，即高于第二儲液罐2大徑段的頂部進入小徑段，液位傳感器11檢測到第二儲液罐2內(nèi)的液位高于正常極限液位，發(fā)出信號控制沖床開關(guān)斷開，切斷沖床動力源，同時，第二儲液罐2內(nèi)的水位高于正常水位，水位上升將推動第二活塞12向上移動，由于第二儲液罐2上端口徑小，第二活塞12安裝于第二儲液罐2的小徑段，所以液位上升更為明顯，對事故的反應(yīng)更為靈敏；第二活塞12上升帶動立桿31下端向上移動，則立桿31上端將沿滑槽14向右滑動，從而帶動與立桿31鉸接的橫桿15向右移動，橫桿15拉動圓柱銷21向右移動退出銷孔22，內(nèi)擋套18在扭簧20的作用下轉(zhuǎn)動一個角位移，使通孔27和彈性卡塊26相對，擋板17和通槽19相對，彈性卡塊26彈出一端穿過通孔27伸入內(nèi)擋套18內(nèi)，擋板17穿過通槽19伸入內(nèi)擋套18內(nèi)，彈性卡塊26對由于慣性下落的沖頭起阻擋緩沖作用，同時由于彈性卡塊26內(nèi)端為半球狀的光滑端頭，所以彈性卡塊26不會使沖頭突然卡死對裝置造成劇烈的沖擊，沖頭在下壓的過程中依次將多層彈性卡塊26壓入通孔27內(nèi)，經(jīng)過多層彈性卡塊26的緩沖作用，沖頭的下壓速度大大減小，下壓至擋板17位置處時，擋板17擋死沖頭使其不能繼續(xù)下壓，從而防止壓壞工件或壓傷操作者。

發(fā)生事故后，檢修人員對事故原因進行檢修，排除故障后，將制動裝置復(fù)位，本發(fā)明即可再次使用。

沖壓不同的工件時，兩次沖壓之間操作者對工件進行調(diào)整或更換所需的時間可能不同，本發(fā)明可通過調(diào)整第二導(dǎo)管8的管徑來調(diào)節(jié)第二儲液罐2的排水速度，從而調(diào)整排水所需時間，以適應(yīng)不同的操作周期。

本發(fā)明具有以下顯著的優(yōu)點：

1、本發(fā)明設(shè)計了三個儲液罐和兩個活塞及其他輔助部件，又通過伸縮桿將活塞的往復(fù)運動和沖頭的沖壓過程巧妙的結(jié)合起來，實現(xiàn)了三個儲液罐內(nèi)液體的循環(huán)，在循環(huán)的過程中，又實現(xiàn)了第二儲液罐2內(nèi)的液位動態(tài)平衡，發(fā)生事故時，循環(huán)和第二儲液罐2內(nèi)的液位平衡被打破，液位高出正常極限位置，從而控制沖床切斷動力源并控制制動裝置制動，結(jié)構(gòu)巧妙有效，能在沖床發(fā)生“連沖”事故時及時有效的進行制動，防止發(fā)生人員傷亡或設(shè)備損壞等安全事故。

2、本發(fā)明設(shè)計了巧妙的制動裝置，包括彈性卡塊26和擋板17，可實現(xiàn)沖頭的有效制動，首先多層彈性卡塊26對下落的沖頭進行多次彈性的阻擋緩沖，有效的減緩其下落速度，最后擋板17將沖頭完全阻擋卡死，防止其下沖造成事故；此制動裝置既能對沖頭進行強制制動，又通過多層彈性卡塊26的緩沖作用防止沖頭對裝置劇烈沖擊，防止沖頭和裝置的損壞。

3、本發(fā)明制動不需提供額外的制動力；由于直接強制阻擋制動存在沖擊力大的缺陷，所以目前的制動方式多采用側(cè)面抱緊的方式通過摩擦力制動，但此種制動方式不夠強制有效，且需要設(shè)置額外的動力源作為制動力，而本發(fā)明制動是通過彈性卡塊26和擋板17，實現(xiàn)先緩沖，再擋死的制動效果，解決了直接正面阻擋沖擊力大的問題，其制動力來自于擋板17的橫向阻擋作用，簡單有效。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎巧妙，建立了三個儲液罐內(nèi)的液體循環(huán)和第二儲液罐2內(nèi)液位的動態(tài)平衡，抓住“連沖”時兩次沖壓時間間隔明顯小于正常操作時的時間間隔的本質(zhì)，將此時間間隔和第二儲液罐2內(nèi)的液位平衡進行巧妙的聯(lián)動，通過平衡的破壞來控制制動，提供了一種安全有效的安全防護設(shè)備和方法。