转动凸轮连杆传动及单动式可变连杆机构的设计应用

2015-07-27山东能源集团贵州矿业有限公司全伦煤矿贵阳550000

山东工业技术 2015年19期

关键词：设计应用

李　成（山东能源集团贵州矿业有限公司全伦煤矿,贵阳　550000）

李成
（山东能源集团贵州矿业有限公司全伦煤矿,贵阳550000）

摘要:设计了一种新型转动凸轮连杆传动及单动式可变连杆机构，使设备最大限度的发挥其加工性能。

关键词:转动凸轮连杆；单动式可变连杆；设计应用

1　转动凸轮连杆传动及单动式可变连杆

转动凸轮连杆传动及单动式可变连杆机构，主要靠电动机带动凸轮转动和电推杆的推拉运动来实现可变连杆长度在起始位置，中间位置和打击位置三个位置的调整，来实现设备加工工件的稳定性和加工精度。主要由嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其特征是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装电推杆机构，由电推杆的运动调节连杆的长度，这种结构调节方便，电气控制容易实现，应用灵活、可靠。

单动式可变连杆机构主要是应用于数控转塔冲床传动部分的设计，本设计将极大改善冲床的加工性能。数控转塔冲床是金属板材冲压加工的主要设备，随着社会的发展，对部件的加工精度越来越高，床子的加工性能直接影响部件的质量和加工的周期，根据数控转塔冲床传动部分的主要转动方式的不同可以分为机械式，液压式和伺服主传动式。其中机械式和伺服主传动式均可以采用凸轮连杆机构，设备主要是用电机带动凸轮的旋转运动转变成为连杆机构的往复直线运动。实线机械运动方式的改变。本设计主要是采用这种传动方式来实现冲床加工性能的提升，来提高加工精度及缩短加工周期。

2　对比分析

虽然这种由升降气缸、平移气缸、内外连杆嵌套结构组成的主传机构相对于传统机械式主传动机构能够起到节约能源，降低噪音等作用，但是在实现换模位置和打击位置的呼唤时，需要升降气缸、平移气缸依次动作，两者的时间要相互匹配。在实际的电气控制过程中，为了保证两组气缸到位，需要留出相对长的时间，这样累积下来会使总体控制时间延长；同时需要控制四个气缸的动作，电气控制复杂，不利于安装和维护。并且该种由升降气缸、平移气缸，内外连杆嵌套组成的机构只能实现最高位置和最低位置两个位置，无法提供稳定的介于最高位置和最低位置的中间位置。

本设计主要是改变以前冲床在加工性能上所存在存不足，从而提供一种性能稳定，调整与维修简易，而且其工作效率高，噪音小的连杆长度可以实现三种固定位置转动凸轮连杆传动及单动式可变连杆机构。

3　改进方法

利用凸轮连杆机构代替曲柄连杆机构，凸轮与旋转轴采用刚性连接的方式，这样更有益于部件的维修与更换，使设备的结构更加简单而且经济实用。可变连杆主要包括嵌套在一起呈滑动配合连接的内连杆和外连杆，其主要结构是在外连杆上开有导向槽，在导向槽中设置与之滑配的垫块；在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰接在一起的连接板；外连杆上安装电推杆，电推杆机构的推杆与垫块固定。

其中，在外连杆上设置套装有压缩弹簧的螺钉，内连杆上固定弹簧支撑块，压缩弹簧在弹簧支撑块与螺钉之间伸缩。弹簧力可以支撑新型内连杆、销轴、滑块以及打击机头的重量。在内连杆和垫块的两侧分别设置有将内连杆和垫块铰连接在一起的连接板是指在内连杆、垫块上面分别开孔且孔内镶嵌无油轴承，销钉的一端插入无油轴承内并自由转动，另一端通过过应配合与连接板固定连接。为防止连接板与内外连杆脱离，在外连杆上增加并固定导向板对连接板进行导向和限位。

图1

4　设计的优点

凸轮连杆机构通过采用“凸轮”式机械结构，可以实现打击头在起始位置、中间位置以及打击位置三种不同工况下的连杆长度。三种位置可以通过“凸轮连杆机构”、电推杆机构通过连接板刚性连接，如图二所示：电推杆处于伸出状态时，内连杆上表面与外连杆的下表面保持接触，两者距离最短，可变连杆的长度是处于起始位置的长度；电推杆伸出一定长度并锁紧，使垫块整体平移，内连杆下移，可变连杆的长度时处于中间位置时的长度；电推杆收缩并且位置锁紧，使得垫块上、下表面分别与外连杆下表面内连杆上背面刚性接触，可变连杆的长度是处于打击位置时的长度。这种结构使得对连杆长度的调节更加方便快速，从而省去了图五结构中两组气缸的匹配时间，电气控制更加容易，从而使得该种结构的可变连杆应用更加广泛。