專利名稱:電液錘的制作方法
本發(fā)明屬于鍛壓設(shè)備，特別是以電能做動(dòng)力源的鍛錘裝置。
鍛錘在鍛壓設(shè)備中占有很大比重，是應(yīng)用最廣泛的一種，其中蒸空自由鍛錘占70%以上?，F(xiàn)有的蒸空鍛錘是以蒸汽或壓縮空氣做動(dòng)力源。其存在著能源消耗大(能源利用率僅1%左右)，并需建立投資昂貴的動(dòng)力站，如蒸汽站等，且對環(huán)境污染嚴(yán)重，勞動(dòng)條件差等缺點(diǎn)，與當(dāng)前鍛壓技術(shù)發(fā)展很不相適應(yīng)。
國外對蒸空鍛錘的改造，進(jìn)行了大量的研制工作，如西德Lasco公司于1952年研制成的一種電液落錘，后來又發(fā)展成KGK型雙作用錘，這種電液鍛錘自帶液壓驅(qū)動(dòng)裝置，不需要?jiǎng)恿φ?，其?dòng)力頭可裝在模鍛錘上直接驅(qū)動(dòng)錘頭打擊運(yùn)動(dòng)，用來改造或代替蒸空模鍛錘，但卻不能用在改造或代替自由鍛錘上。
本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種以電能做動(dòng)力源的電液錘來改造或代替現(xiàn)有的蒸空自由鍛錘和蒸空模鍛錘。它即可以改變使用蒸汽、壓縮空氣所帶來的設(shè)備多、能量損耗大，占地面積大等缺點(diǎn)，又可節(jié)省能量，避免污染環(huán)境和改善勞動(dòng)條件。
本發(fā)明電液錘，具有動(dòng)力頭和錘身，錘身與現(xiàn)有的鍛錘身結(jié)構(gòu)相同，設(shè)計(jì)的動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)特征是，其由電機(jī)，油泵，工作缸系統(tǒng)，液壓操縱閥組，錘桿密封與錘頭連接機(jī)構(gòu)，冷卻器等組成，上述部件設(shè)置在一油箱內(nèi)，油箱裝在可置在錘身上的動(dòng)力頭支座上，支座與油箱之間設(shè)有板式彈性元件。
下面結(jié)合本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，實(shí)施，及工作原理。
圖1為本發(fā)明電液錘外部結(jié)構(gòu)圖圖2為電液錘動(dòng)力頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖3為電液錘動(dòng)力頭液壓操縱結(jié)構(gòu)及原理圖圖4為閥體，工作缸系統(tǒng)，錘桿密封與錘頭連接結(jié)構(gòu)圖。
圖5為錘頭具有六個(gè)活動(dòng)自由度的立體座標(biāo)示意圖，其中，x為x軸，Y為Y軸，Z為Z軸。
圖1中，電液錘上部為動(dòng)力頭(36)，下部為錘身(37)。
圖2中，(1)為電機(jī)，(2)為油泵，(3)為液壓操縱閥組，(4)為工作缸系統(tǒng)，(5)為錘桿密封與錘頭連接機(jī)構(gòu)，(6)為冷卻器，這些系統(tǒng)設(shè)置在油箱(7)體內(nèi)，構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立完整的動(dòng)力系統(tǒng)，稱為電液錘動(dòng)力頭，它全部裝在可置在錘身(3)的動(dòng)力頭支座(8)上，在支座(8)和油箱(7)之間設(shè)置了板式彈性元件(9)。支座(8)內(nèi)帶有冷卻水層(34)。
見圖3，圖4，上述動(dòng)力頭中的液壓操縱閥組是由一個(gè)組合式錐閥，二位四通滑閥(10)，雙Y型三位四通滑閥(11)，安全溢流閥(12)，和四個(gè)單向閥(13)組成的。組合式錐閥包括一個(gè)主錐閥(14)，付錐閥(15)及活塞(16)，其各中心在一條直線上。上述的所有閥被集成組裝在閥體(17)中，裝置在提升缸(18)的頂部。液壓操縱閥組由雙Y型三位四通滑閥(11)操縱控制，實(shí)現(xiàn)錘頭(23)的提升和連續(xù)打擊。提升缸(18)屬于工作缸系統(tǒng)，其外面套一套缸(19)，套缸底部和提升缸相通，上部和主錐閥相通，這種結(jié)構(gòu)使鍛錘打擊時(shí)，可將提升缸(18)下腔B室的油通過主錐閥(14)閥口排入其上腔C，其意義在于，打擊時(shí)錘頭高速運(yùn)動(dòng)，下腔B內(nèi)的油要高速排出，瞬間流量很大，如果通過管道排入油箱，將造成很大阻力，會(huì)使能耗增加。本裝置采用閥，缸直接相通避免了這個(gè)問題。工作缸系統(tǒng)中的氣缸(20)與套缸(19)套裝在一起，氣缸推桿(21)設(shè)置在套缸(19)兩側(cè)，保證了氣缸有足夠大的容積，提高了氣體膨脹做功的性能，使油，氣分開，解決了密封圈損壞，油氣互串的問題，結(jié)構(gòu)也十分緊湊。
本裝置中，錘桿(22)密封采用水冷雙銅套(24)，(25)密封結(jié)構(gòu)，并采用了Yx形和O形密封圈的混合結(jié)構(gòu)，有利于調(diào)換密封圈和防止換密封圈時(shí)缸內(nèi)的油排出，避免漏油漏氣，提高裝置的使用可靠性。
鍛造時(shí)由于偏心載荷，引起錘頭歪扭，使錘桿受彎曲而斷裂是鍛錘經(jīng)常發(fā)生的問題。而本裝置具有球面組合式的錘桿，錘頭連接機(jī)構(gòu)，能保證錘頭有六個(gè)活動(dòng)自由度，使錘桿(22)不受彎曲載荷。它由凸球面支承(26)，絕熱墊(27)，錘頭連接卡瓣(28)，連接桿(29)，連接套(30)，連接半環(huán)(31)，固定圈(32)，等件組成。實(shí)現(xiàn)了打擊系統(tǒng)的無螺栓連接，排除了螺栓松動(dòng)而發(fā)生事故的可能。所謂錘頭有六個(gè)活動(dòng)自由度，是指錘桿與錘頭(23)的連接是松動(dòng)連接，絕熱墊(29)下平面與錘頭(23)上端面光滑接觸，這可使錘頭在x方向和Y方向平移運(yùn)動(dòng)(即有兩個(gè)自由度)，再通過凸球面支承(26)的球面，可使錘頭繞X軸，Y軸，運(yùn)動(dòng)(即亦有兩個(gè)自由度)，由于松動(dòng)連接，錘頭還可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)及在Z方向有一定的位移，因此保證了在偏心鍛造時(shí)，錘頭(23)在自己導(dǎo)軌間隙允許的范圍內(nèi)歪扭時(shí)，不致于引起錘桿(22)彎曲。錘桿(22)下端設(shè)有碗形彈簧(33)，使錘桿(22)得到緩沖，以避免錘桿下端被鐓粗。
為解決地面不設(shè)泵站，取消大口徑管道長距離連接，可將油泵采取立式與閥體集成組裝，具體實(shí)施中，本裝置將國產(chǎn)CY14-1B軸向柱塞泵(3)采取立式與閥體(21)集成組裝在一起，它們之間采用了插銷式密封套管連接，使結(jié)構(gòu)緊湊，連接可靠，而泵的性能毫無影響，并通過附加飛輪(35)使電機(jī)和油泵在負(fù)荷下工作非常平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)了長期以來人們將泵與閥，工作缸集成一起的愿望。
本發(fā)明電液錘，是屬于在重力，氣體推力作用下做功的雙作用錘，其能量轉(zhuǎn)化原理為;電機(jī)(1)帶動(dòng)油泵(2)，通過提升缸(18)克服重力和氣體作用力壓縮氣體提升錘頭(23)，將電能轉(zhuǎn)變成錘頭待打擊的勢能，在打擊時(shí)，該熱能轉(zhuǎn)變成錘頭的動(dòng)能，打擊鍛件，以轉(zhuǎn)變成鍛件的變形能。氣缸(20)內(nèi)，氣體壓縮膨脹，氣體不損失。而不像舊錘錘那樣，錘頭提升，打擊時(shí)都要進(jìn)氣，排氣，而被排放的氣體中含有大量的熱能和壓力能，造成大量的能耗。另外，傳遞介質(zhì)為油，壓縮性很小，一般可忽略，使能量傳遞效率高，只有當(dāng)錘頭提升時(shí)，電機(jī)和油泵才輸送能量，其余是空載運(yùn)行，消耗能量很少，而錘頭打擊的能量是由錘頭本身重力和氣體膨脹做功的總和。
本裝置工作原理是;當(dāng)手動(dòng)雙Y型三位四通滑閥(11)操作手柄搬到打擊位置時(shí)，A腔進(jìn)油，活塞(16)上升，付錐閥(15)連同主錐閥(14)提起，提升缸(18)B腔的油排放到上腔C。錘頭(23)在重力和兩側(cè)的氣缸推桿(21)的作用下，向下運(yùn)動(dòng)，打擊鍛件。通過腳踏開關(guān)控制二位四通滑閥(15)，可排放提升缸(18)B腔的油量，使錘頭慢降。這一動(dòng)作在一般蒸空鍛錘是沒有的，其主要作用是為了安裝錘頭或模具時(shí)，便于調(diào)整和對中用。也可用于打擊行程的節(jié)奏調(diào)整。本裝置錘頭可以停止在全行程范圍內(nèi)任意高度做長時(shí)間的懸掛動(dòng)作，還可做小行程的連擊動(dòng)作，以滿足鍛件精整時(shí)的需要。上述各動(dòng)作，完全由司錘者操縱滑閥(11)的手柄自由選擇。
采用本裝置，可以擺脫舊的蒸汽、壓縮空氣供能方式而采用電一液供能方式，使結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，泵、缸、閥之間實(shí)現(xiàn)無管道連接，減少了阻力損失和漏油環(huán)節(jié)，提高了使用可靠性和能量利用率，比原鍛錘節(jié)能3/4。它還解決了沒有動(dòng)力站的中小型廠家使用鍛錘的困難。
本裝置適用范圍廣，無論是蒸空模鍛錘或自由鍛錘都可利用它進(jìn)行改裝，對于模鍛錘，將原氣缸座板以上連同氣缸部分全部拿掉，裝上本裝置動(dòng)力頭即可，不損壞原設(shè)備的任何部件。對于自由鍛錘，可將原鍛錘的氣缸部分全部拿掉，本裝置的動(dòng)力頭與原鍛錘機(jī)身連接即可，安裝簡便，可靠。
權(quán)利要求
1.一種電液錘。具有動(dòng)力頭(36)和錘身(37)，其特征是，動(dòng)力頭包括電機(jī)(1)，油泵(2)，液壓操縱閥組(3)，工作缸系統(tǒng)(4)，及其錘桿密封與錘頭連接機(jī)構(gòu)(5)，冷卻器(6)等部件，并設(shè)置在油箱(7)體內(nèi)，油箱(7)裝在可置在錘身的支座(8)上，支座和油箱之間設(shè)有板式彈性元件(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，液壓操縱閥組(3)是由一個(gè)組合式錐閥，二位四通滑閥(10)，雙Y型三位四通滑閥(11)，安全溢流閥(12)，四個(gè)單向閥(13)組成的，并集成組裝在閥體(17)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的電液錘，其特征是，液壓操縱閥組中的組合式錐閥包括一個(gè)主錐閥(14)，付錐閥(15)，和活塞(16)，其各中心在同一直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，工作缸系統(tǒng)(4)包括氣缸(20)和外套一套缸(19)的提升缸(18)，套缸底部與提升缸相通，上部與主錐閥(14)相通，氣缸(20)的兩推桿(21)設(shè)置在套缸的兩側(cè)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，錘桿(22)的密封采用水冷雙銅套(24)，(25)密封結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，錘桿(22)與錘頭(23)連接機(jī)構(gòu)為具有凸球面支承(26)，絕熱墊(27)，錘頭連接卡瓣(28)，連接桿(29)，連接套(30)，連接半環(huán)(31)。固定圈(32)等部件的球面組合式結(jié)構(gòu)，并在錘桿(22)的下端部設(shè)置了碗形彈簧(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，支座(8)內(nèi)帶有冷卻水層(34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電液錘，其特征是，油泵(3)采取立式裝置在閥體(17)上，其間用插銷式密封套管連接，并附加一飛輪(35)。
專利摘要
本發(fā)明是一種以電能做動(dòng)力源的鍛錘裝置。其包括動(dòng)力頭和錘身，錘身結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有鍛錘相同，動(dòng)力頭主要由電機(jī)、油泵、工作缸、液壓操縱閥組、冷卻器、錘桿密封與錘頭連接機(jī)構(gòu)等部件組成，并設(shè)置在一油箱體內(nèi)，構(gòu)成了獨(dú)立完整的動(dòng)力系統(tǒng)。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。泵、缸、閥之間實(shí)現(xiàn)無管道連接，減少了阻力損失和漏油環(huán)節(jié)，比現(xiàn)有鍛錘節(jié)能3/4。設(shè)備工作平穩(wěn)，適用范圍廣，改裝蒸空模鍛或自由鍛簡單易行。
文檔編號(hào)B21J7/28GK87102940SQ87102940
公開日1987年10月28日 申請日期1987年4月25日
發(fā)明者李啟法, 魏振東 申請人:機(jī)械部西安重型機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan