一種肘杆壓力傳動機構的製作方法
2023-09-19 20:28:20
專利名稱：一種肘杆壓力傳動機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於連杆傳動機構，具體涉及一種壓力傳動機構。
背景技術：
對稱六連杆式壓力機(網野(武漢)高科技有限公司的產品)是新近流行的塑性
加工的設備。它相對於其它的傳統壓力機構，例如曲柄連杆傳動式壓力機(參見《〈曲柄壓
力機》，何德譽，機械工業出版社，1987年)、曲柄肘杆傳動式壓力機(參見"機械壓力機肘杆 傳動機構的優化設計"，張元通，朱燈林，《機械與電子》，2008(1) ， 10 12頁)、液壓傳動式 壓力機(參見《液壓機的設計與應用》，俞新陸，機械工業出版社)和螺旋傳動式壓力機(參 見武漢新威奇科技有限公司的J58K系列數控電動螺旋壓力機)有一定的優勢。體現在1、 滑塊的側向力在無偏載的情況下是等於零的，這樣既保證了導軌的使用壽命，也提高了成 型精度。2、對稱六連杆機構的增力功能更為明顯，降低了電機的驅動力矩。但對稱六連杆 壓力機傳動機構存在如下問題1、機架高度尺寸大，佔據高度空間，需要高大的產房，因而 增加了廠房的建築成本；2、有效增力行程短，致使該機構工作範圍短。 本發明提供一種肘杆壓力傳動機構，增力倍數、有效增力行程明顯優於對稱六連 杆機構；並且在當具有相同的滑塊行程時，本發明的機構總高度比對稱六連杆機構低，更能 適應小廠房，降低建築成本；同時當其對稱布置從而組成對稱的肘杆壓力傳動機構時，在 無偏載的情況下，也無滑塊側向力，消除滑塊對導軌的側壓力及其帶來的磨損，保證成型質
發明內容
為實現本發明的目的，採用的具體技術方案為 —種肘杆壓力傳動機構，包括滑塊、驅動源、驅動杆以及肘杆機構，所述肘杆機構 為兩個，對稱布置於所述肘杆壓力傳動機構鉛直中心線兩側，該肘杆機構包括上肘板、下肘 杆和中間連杆，上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆一端、中間連杆 一端和機架相連，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈 和驅動塊連接， 其特徵在於，每個所述肘杆機構中，以驅動鉸鏈和連接鉸鏈軸心為端點的線段與 通過上橫梁鉸鏈軸心和肘杆鉸鏈軸心的直線位於同一平面上，且在機構的整個工作過程中 始終保持不相交。 本發明所述的驅動塊在驅動源的驅動下在驅動杆上水平往復運動或垂直往復運 動，從而帶動肘杆機構工作。 本發明的每個所述肘杆機構中，上肘板、下肘杆及中間連杆的個數至少為一個。
本發明所述的驅動塊至少為一個，每個驅動塊由至少一個驅動杆通過驅動源帶 動。 本發明所述的驅動源為電機，所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲杆結構，電機與螺杆或螺母連接，螺母或螺杆固定在驅動塊上，通過螺杆或螺母的轉動 帶動螺母或螺杆往復運動從而推動驅動塊。 本發明的電機與螺杆或螺母之間通過蝸輪蝸杆和/或齒輪組連接。 本發明所述的驅動源為液壓缸，驅動杆為液壓缸的活塞杆，活塞杆的端頭固定在
驅動塊上。 本發明所述的上肘板為三角板、圓形板或支架。 本發明所述的呈對稱布置的兩肘杆機構替換為單個肘杆機構。 —種壓力機或注塑機，包括機架、導軌、工作檯和上述技術方案之一所述的肘杆壓 力傳動機構。 本發明傳動特徵在於驅動杆帶動驅動塊沿著驅動杆軸線來回運動，使中間連杆 的連接鉸鏈帶動上肘板杆作左右擺動，同時使上肘板的肘杆鉸鏈帶動下肘杆協同作用推動 滑塊鉸鏈使滑塊沿著垂直軌道作上下運動。 本發明利用驅動塊與中間連杆的一端鉸接，中間連杆的另一端與上肘板鉸接，上 肘板通過肘杆鉸鏈同下肘杆鉸接，共同構成增力機構，用一個驅動杆帶動驅動塊，則可以使 驅動塊作直線往復運動。在對稱結構結構中，滑塊對導軌無側壓力，可大幅度減少摩擦力提 高傳動效率。由於使用肘杆增力和三角板增力原理，使用本發明的壓力機與傳統曲柄連杆 傳動式壓力機、曲柄肘杆傳動式壓力機相比，在相同的額定工作載荷下，可大幅減少輸入功 率；額定載荷工作行程範圍更大；當使用電機作驅動源時，可控制滑塊作變速運動，並提高 工作效率。用本發明構成的壓力機既有機械壓力機的快速、定位和重複定位精度高的特性， 又有液壓機的額定載荷工作行程長的壓力特性。 本發明採用交流電機驅動時，能夠只在工作時輸出需要的能量，對於壓力機等間
歇工作的機器而言，在上、下料時間中不消耗能量，所以比一般通用驅動方式，基本節能
50%以上。可利用電機的控制特性，控制滑塊作變速運動，提高工作效率。 本發明既有液壓傳動機構的特性又有曲柄連杆傳動、肘杆傳動機構的特性，具有
增力作用；在滑塊運動的大部分行程範圍內能夠以額定載荷工作，滑塊在運動的全行程範
圍內對導軌的側向力等於零，滑塊可以變速運動，在下死點可以保壓；適用於金屬、非金屬
和特殊材料的成形。
圖1為本發明實施例一的結構示意圖；
圖2為本發明實施例二的結構示意圖；
圖3為本發明實施例三的結構示意圖；
圖4為本發明實施例四的結構示意圖一 ；
圖5為本發明實施例四的結構示意圖二 ；
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明的肘杆壓力傳動機構進一步說明。
實施例一 如圖1所示，第一上肘板8A上固定有第一上橫梁鉸鏈12A、第一肘杆鉸鏈14A和
4第一連接鉸鏈13A，第一上肘板8A通過第一上橫梁鉸鏈12A與機架17連接；第一下肘杆9A 一端通過第一肘杆鉸鏈14A與第一上肘板8A連接，第一下肘杆9A另一端通過第一滑塊鉸 鏈15A與滑塊10連接；第一中間連杆7A的一端通過第一連接鉸鏈13A與第一上肘板8A連 接，第一中間連杆7A的另一端通過第一驅動鉸鏈11A與第一驅動塊6A連接。
對稱地，位於本發明機構的鉛垂中心線右側的肘杆機構進行著與左側對稱的運 動。第二上肘板8B上固定有第二上橫梁鉸鏈12B、第二肘杆鉸鏈14B和第二連接鉸鏈13B， 第二上肘板8B通過第二上橫梁鉸鏈12B與機架17連接；第二下肘杆9B —端通過第二肘杆 鉸鏈14B與第二上肘板8B連接，第二下肘杆9B另一端通過第二滑塊鉸鏈15B與滑塊10連 接；第二中間連杆7B的一端通過第二連接鉸鏈13B與第二上肘板8B連接，第二中間連杆7B 的另一端通過第二驅動鉸鏈11B與第二驅動塊6B連接。 第一驅動塊6A通過第一驅動鉸鏈11A與第一中間連杆7A連接，第二驅動塊6B通 過第二驅動鉸鏈11B與第二中間連杆7B連接，受滑道5約束，保持水平直線運動，防止受力 帶來的不穩； 電機1水平地安裝於機架17上，電機1通過連軸器2與螺杆3連接，螺杆3上的第 一螺母4A固定在第一驅動塊6A，第二螺母4B固定在驅動塊6B，兩個螺母的旋向相反。電 機1的轉動會讓第一驅動塊6A和第二驅動塊6B沿水平線的相反方向運動，從而帶動兩個 肘杆機構做完全對稱的工作。電機1能正反兩方向旋轉驅動，能控制輸出力矩和轉速。
滑塊IO通過第一滑塊鉸鏈15A與所述第一下肘杆9A連接，通過第二滑塊鉸鏈15B 與所述第二下肘杆9B連接，滑塊10靠導軌16進行導向，防止由偏載帶來的不穩。
滑塊10在工作中有上死點和下死點，這是由連杆機構本身決定的。根據實際情 況，肘杆機構中各杆長度不同，其處於下死點時機構狀態會有所不同。當其處於下死點時， 機構狀態可能為通過第一上橫梁鉸鏈12A與第一肘杆鉸鏈14A的直線和通過第二上橫梁 鉸鏈12B與第二肘杆鉸鏈14B的直線處於鉛垂狀態，或者通過第一驅動鉸鏈11A與第一連 接鉸鏈13A的直線和通過第二驅動鉸鏈11B與第二連接鉸鏈13B的直線處於鉛垂狀態，或 者四條線都是鉛垂的。 當第一驅動塊6A和第二驅動塊6B緊靠本肘杆壓力傳動機構的鉛垂中線時，滑塊 IO處於行程的上死點。 以第一連接鉸鏈13A軸心和第一驅動鉸鏈11A軸心為端點的線段，和通過第一上 橫梁鉸鏈12A軸心和第一肘杆鉸鏈14A軸心的直線位於同一平面，且在整個工作過程中，始 終保持不相交。對稱地，以第二連接鉸鏈13B軸心和第二驅動鉸鏈IIB軸心為端點的線段， 和通過第二上橫梁鉸鏈12B軸心和第二肘杆鉸鏈14B軸心的直線位於同一平面，且在整個 工作過程中，始終保持不相交。
實施例二 如圖2所示，本實施例中，所述的肘杆壓力傳動機構將實施例一中的對稱的兩肘 杆機構替換為單個肘杆機構。具體布置如下上肘板8上固定有上橫梁鉸鏈12、肘杆鉸鏈 14和連接鉸鏈13，上肘板8通過上橫梁鉸鏈12與機架17連接；下肘杆9 一端通過肘杆鉸 鏈14與上肘板8連接，下肘杆9另一端通過滑塊鉸鏈15與滑塊10連接；中間連杆7的一 端通過連接鉸鏈13與上肘板8連接，中間連杆7的另一端通過驅動鉸鏈11與驅動塊6連 接。
驅動塊6通過驅動鉸鏈11與中間連杆7連接，受滑道5約束，保持直線運動，防止 受力帶來的不穩。 電機1水平地安裝於機架上，電機1通過連軸器2與螺杆3連接，螺杆3上的螺母
4固定在驅動塊6，電機1能正反兩方向旋轉驅動，能控制輸出力矩和轉速。 滑塊10通過滑塊鉸鏈15與所述下肘杆9連接，滑塊10靠導軌16進行導向。 當連接鉸鏈11位於離上橫梁鉸鏈12水平距離最遠的位置時，滑塊10處於行程的
上死點。當滑塊10處於行程的下死點時，通過驅動鉸鏈11和連接鉸鏈13的直線處於鉛垂
狀態，或者通過上橫梁鉸鏈12和肘杆鉸鏈14的直線處於鉛垂狀態，或者兩條直線同時都是
鉛垂的。 以連接鉸鏈12軸心和驅動鉸鏈11軸心為端點的線段，和通過上橫梁鉸鏈12軸心 和肘杆鉸鏈14軸心的直線位於同一平面，且在整個工作過程中，始終保持不相交。
本機構不能像實施例一一樣保證讓滑塊在全行程中都沒有側向力，但是可以由多 個本實施例對稱布置，以消除滑塊的側向力。
實施例三 如圖3所示，本實施例中，將實施例二中的電機1 ，聯軸器2，螺杆3，螺母4，滑道5， 驅動塊6由水平布置替換為鉛垂布置。其它組成部分和實施例二相同，在電機1、螺杆3的 驅動下，使滑塊能沿著垂線方向做上、下運動。 當連接鉸鏈13位於離上橫梁鉸鏈12水平距離最遠的位置時，滑塊10處於行程的 上死點。當滑塊10處於行程的下死點時，通過驅動鉸鏈11和連接鉸鏈13的直線處於水平 狀態，或者通過上橫梁鉸鏈12和肘杆鉸鏈14的直線處於鉛垂狀態，或者兩狀態同時出現。
以連接鉸鏈12軸心和驅動鉸鏈11軸心為端點的線段，和通過上橫梁鉸鏈12軸心 和肘杆鉸鏈14軸心的直線位於同一平面，且在整個工作過程中，始終保持不相交。
本機構不能像實施例一一樣保證讓滑塊在全行程中都沒有側向力，但是可以由多 個本實施例對稱布置，以消除滑塊的側向力。
實施例四 如圖4所示，本實施例中，將實施例一中的第一和第二驅動塊合併為一個驅動塊， 並將其由水平運動改變為鉛直運動，相應地第一和第二螺母合併為一個螺母，同時電機、聯 軸器和螺杆等也作相應的變化，其他部件的布置與實施例一類似。 具體布置如下第一上肘板8A上固定有第一上橫梁鉸鏈12A、第一肘杆鉸鏈14A 和第一連接鉸鏈13A，第一上肘板8A通過第一上橫梁鉸鏈12A與機架17連接；第一下肘杆 9A —端通過第一肘杆鉸鏈14A與第一上肘板8A連接，第一下肘杆9A另一端通過第一滑塊 鉸鏈15A與滑塊10連接；第一中間連杆7A的一端通過第一連接鉸鏈13A與第一上肘板8A 連接，第一中間連杆7A的另一端通過第一驅動鉸鏈11A與驅動塊6連接。
對稱地，位於本發明機構的鉛垂中心線右側的肘杆機構進行著與左側對稱的運 動。第二上肘板8B上固定有第二上橫梁鉸鏈12B、第二肘杆鉸鏈14B和第二連接鉸鏈13B， 第二上肘板8B通過第二上橫梁鉸鏈12B與機架17連接；第二下肘杆9B —端通過第二肘杆 鉸鏈14B與第二上肘板8B連接，第二下肘杆9B另一端通過第二滑塊鉸鏈15B與滑塊10連 接；第二中間連杆7B的一端通過第二連接鉸鏈13B與第二上肘板8B連接，第二中間連杆7B 的另一端通過第二驅動鉸鏈11B與驅動塊6連接。
電機1安裝於機架17上，電機1通過連軸器2與鉛垂布置的螺杆3連接，螺杆3 上的螺母4固定在驅動塊6上。電機1的轉動帶動驅動塊6運動，從而帶動兩個肘杆機構 完全對稱的工作。電機l能正反兩方向旋轉驅動，能控制輸出力矩和轉速。驅動塊6無需 滑道5的約束。 以第一連接鉸鏈13A軸心和第一驅動鉸鏈11A軸心為端點的線段，和通過第一上 橫梁鉸鏈12A軸心和第一肘杆鉸鏈14A軸心的直線位於同一平面，且在整個工作過程中，始 終保持不相交。對稱地，以第二連接鉸鏈13B軸心和第二驅動鉸鏈IIB軸心為端點的線段， 和通過第二上橫梁鉸鏈12B軸心和第二肘杆鉸鏈14B軸心的直線位於同一平面，且在整個 工作過程中，始終保持不相交。 如圖5所示，為了使機構不幹涉，在機構中還可以增加第三中間連杆7C，第四中間 連杆7D，以及第三下肘杆9C和第四下肘杆9D。 上述實施例中驅動源是電機，驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲 杆結構，電機通過連軸器與螺杆連結，螺母固定在驅動塊上；另外，電機與螺杆之間也可以 通過蝸輪蝸杆，齒輪組以及其他機構連接；此外，電機也可以帶動螺母轉動，帶動螺杆上下 運動，以推動驅動塊。本發明還可以採用液壓系統作為驅動源，驅動杆為液壓缸的活塞杆， 活塞杆的端頭固定在驅動塊上。 將本發明安裝在專門設計的帶有工作檯18、導軌16的機身上構成可用於塑性加 工的壓力機或注塑機，導軌16的作用是約束滑塊IO，使之在壓力加工中出現偏心載荷時， 導軌能夠約束滑塊保持直線運動，從而確保加工精度。在滑塊的底部安裝上模具，在工作檯 面安裝下模具，即可用於材料的衝壓、拉深、擠壓、壓印等塑性加工。
權利要求
一種肘杆壓力傳動機構，包括滑塊、驅動源、驅動杆以及肘杆機構，所述肘杆機構為兩個，對稱布置於所述肘杆壓力傳動機構鉛直中心線兩側，該肘杆機構包括上肘板、下肘杆和中間連杆，上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆一端、中間連杆一端和機架相連，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈和驅動塊連接，其特徵在於，每個所述肘杆機構中，以驅動鉸鏈和連接鉸鏈軸心為端點的線段與通過上橫梁鉸鏈軸心和肘杆鉸鏈軸心的直線位於同一平面上，且在機構的整個工作過程中始終保持不相交。
2. 如權利要求1所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動塊在驅動源的驅動 下在驅動杆上水平往復運動或垂直往復運動，從而帶動肘杆機構工作。
3. 如權利要求1或2所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，每個所述肘杆機構中，上 肘板、下肘杆及中間連杆的個數至少為 一個。
4. 如權利要求1-3之一所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述的驅動塊至少為 一個，每個驅動塊由至少一個驅動杆通過驅動源帶動。
5. 如權利要求l-4之一所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動源為電機， 所述驅動杆由螺杆和螺母組成，螺母和螺杆構成滾珠絲杆結構，電機與螺杆或螺母連接，螺 母或螺杆固定在驅動塊上，通過螺杆或螺母的轉動帶動螺母或螺杆往復運動從而推動驅動 塊。
6. 如權利要求5所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，電機與螺杆或螺母之間通過 蝸輪蝸杆和/或齒輪組連接。
7. 如權利要求l-4之一所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述驅動源為液壓缸， 驅動杆為液壓缸的活塞杆，活塞杆的端頭固定在驅動塊上。
8. 如權利要求l-7之一所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於所述上肘板為三角板、 圓形板或支架。
9. 如權利要求l-8之一所述的肘杆壓力傳動機構，其特徵在於，所述呈對稱布置的兩 肘杆機構替換為單個肘杆機構。
10. —種壓力機或注塑機，包括機架、導軌、工作檯和上述權利要求l-9之一所述的肘 杆壓力傳動機構。
全文摘要
一種肘杆壓力傳動機構，屬於連杆傳動機構領域，該肘杆壓力傳動機構包括肘杆機構、驅動塊、滑塊。其中肘杆機構包括上肘板、下肘杆和中間連杆。上肘板通過肘杆鉸鏈、連接鉸鏈和上橫梁鉸鏈分別與下肘杆、中間連杆和機架連接，下肘杆另一端通過滑塊鉸鏈與滑塊連接，中間連杆另一端通過驅動鉸鏈和驅動塊連接；每個所述肘杆機構中，以驅動鉸鏈和連接鉸鏈軸心為端點的線段與通過所述上橫梁鉸鏈軸心和肘杆鉸鏈軸心的直線位於同一平面上，且在機構的整個工作過程中始終保持不相交。相比現有的對稱六連杆機構，本發明具有增力效果好，承重軸的受力相對不複雜，不容易折斷，機構總高度低等優點。
文檔編號B30B1/10GK101788043SQ201010114270
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者呂言, 張宜生, 張正斌, 楊昊玥, 莫健華 申請人:華中科技大學