专利名称：大梁冲制压力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大梁冲制压力机，特别是一种用于重型汽车厂的大梁总成生产线上的双曲柄式前后上下料的重型大梁冲制压力机。
背景技术：
目前在江铃汽车股份有限公司使用的4000T大梁冲制压力机，是日本小松20世纪80年代末的产品，是机-电-液一体化很强的产品，主要用于中型卡车大梁的冲制。如用于重型汽车大梁的冲制，则其能力和技术上有如下不足1)综合能力不足。现有压力机冲裁力和工作能量不足，冲制大梁梁板厚度小于8mm，长度小于9m。而重型汽车的大梁板厚度为10mm以上，长度在9m以上，需要通过重叠铆接或组焊成为组合梁才能用于重型车辆，成本高、效率低。2)噪音控制困难。现有压力机主传动系统复杂，齿轮、轴承较多，运动件尺寸大，重量重，传动精度差，同步性不好，致使压力机工作时的噪音在90dB以上。3)传动系统的润滑监控不可靠。现有压力机润滑监控是系统末端监控，各润滑点没有单独监控，这也是时常出现轴承损坏的原因，因此润滑监控系统不够可靠。4)微动系统电机电流过大。现有压力机在试模、换模或调整时，微动电机需要频繁启动和制动，其直接启动电流是额定电流的600％，电流过大，对电网冲击太大，它启动时周边设备都要停机。
发明内容
本发明为设计出适用于重型汽车的大梁冲制压力机，主要采用如下技术方案1)为提高大梁冲制压力机的工作能量和冲裁力，满足冲压重型汽车大梁综合能力的要求，本发明将现有大梁冲制压力机的上梁和底座宽度增加0.5m以上，长度增加2m以上，高度增加0.5m以上，重量增加50％以上。这样大尺寸和重量的部件如果整体加工已远远超出了现有的加工、装配和吊装运输能力，因此本发明将上梁和底座按结构要求各分成三块，并用螺栓和键将它们组合在一起。
2)为降低传动系统的噪音，本发明采用装配后可调整的齿轮结构，并提高齿轮啮合的同步性和加工精度，将四个主齿轮组成两个主齿轮组，保证每组两个主齿轮同步啮合误差小于0.05mm，四个主齿轮的齿厚误差控制在0.03～0.05mm，装配后再调整两组齿轮的同步性，使四个主齿轮同步啮合误差在0.03～0.05mm，保证四个主齿轮同步传递重载扭矩，降低传动系统的噪音。
3)因为本发明传动系统非常庞大，整个上梁重达600多吨，传动零件尺寸大，结构复杂，轴承损坏后拆装非常困难，维修周期长，因此其润滑监控系统的可靠性是非常重要的。为提高润滑监控系统的可靠性，本发明采用三重润滑监控系统。即各重要的润滑点都单独设有润滑小流量、轴温和系统末端压力三重监控，润滑小流量监控系统可实时显示各润滑点的流量和低限报警，轴温监控系统可实时显示各润滑点轴承的温度和上限报警，这三重监控的实测数据都集中显示在显示盘上，使用效果非常好。
4)为克服微动电机在换模、试模或调整时产生的过大电流问题，本发明微动电机的启动方式采用软启动方式，软启动限流可在电动机满载电流的50％～600％之间调节，同时限流时间可在0～30秒之间调节。一旦控制器检测到电动机已达到额定转速状态，输出电压将会自动切换成全压输出。
5)为提高集中监视控制能力，本发明采用触摸屏技术将现有压力机的自动化盘和主操作盘上的设定和监视功能、部分操作功能以及压力机状态监视功能等全部汇集到一个多重触摸屏画面操作CRT上。用触摸信号代替原来的按钮信号，变有触点操作信号为无触点操作。根据需要触摸相应按钮翻至相应画面，针对触摸屏的反馈控制功能和顺序控制功能，所设置的各种功能画面，可由操作员随意调出，实现对设备控制的集中监视控制，便于故障诊断。
本发明与现有压力机相比，控制系统更先进，监控更集中，方便操作及维修，噪音低达72dB以下，有更可靠的安全监控系统，生产效率更高，冲制梁的产量可提高两倍，每年可提供19.8万个重型车大梁，冲制纵梁成本比原有组合纵梁降低30％左右。由于本发明冲制梁的质量高、重量轻，可使重型车的载重能力提高25％左右。本发明还可提高重型汽车设备的国产化率，替代进口，为国家每年节省外汇近千万美元。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的主传动系统示意图。
图3是本发明的主传动系统C-C剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明本发明主要由压力机主体、微动装置、传动系统、液压系统、气动系统、润滑监控系统和电气控制系统等组成。如图1所示，压力机主体主要由上梁1、滑块2、立柱3、底座4、移动工作台5、拉伸垫6、移动工作台夹紧器7、上模夹紧器10、上打料11等组成。本发明长17m多、宽7m多，18m多，重达1500多吨。上梁1和底座4按一定比例各分成三块，并用螺栓和键将它们组合在一起。上梁1、底座4和四根立柱3通过四根拉紧螺栓预紧组成刚性的压力机框架，滑块2位于上梁1的下方，通过曲柄连杆机构和滑块调整机构与上梁1内的传动系统相连接，其两侧可以在立柱3的导轨内移动，移动工作台5位于底座4的上方，通过移动工作台夹紧器7夹紧在底座4上，拉伸垫6用螺栓把合在底座4的内部，上打料11用螺栓把合在滑块2的前侧和后侧，上模夹紧器10固定在滑块2的前侧和后侧。压力机的操作控制和监控都集中在右前立柱3旁边的主操作盘34和监控盘35上，集中显示压力机工作状态，包括液压系统、润滑系统、气动系统、电气控制系统的工作状态，并可以对压力机的工作状态进行操作和调控。如图1～3所示，传动系统安装在上梁1的内部，微动装置通过螺栓把合安装在上梁1的顶部，主电机27和飞轮26均位于上梁1的后方，通过皮带28连接，离合器25通过支架和螺栓固定在上梁1的后方，制动器30通过支承套用螺栓固定在上梁1的前方。
如图2和3所示，本发明的传动系统由一个两级齿轮传动系统和两个曲柄连杆机构组成，连杆采用柱塞导向，传动系统全部封闭在上梁1的内部空腔内。离合器轴上所有轴承采用滚动轴承，主齿轮、齿轮轴、惰轮上的轴承采用滑动轴承，主齿轮采用直齿齿轮，高速级齿轮采用窄退刀槽的人字齿齿轮，四个主齿轮齿的厚度误差为0.03～0.05mm。本发明将四个主齿轮分成左主齿轮组32和右主齿轮组29，每个主齿轮组通过螺栓和销子分别与曲柄33、连杆21和导柱22把合成左右两个传动机构，再通过调整左右两侧的中间齿轮23和花键轮毂24，使左主齿轮组32和右主齿轮组29同步啮合误差小于0.05mm。左右两个曲柄33反向旋转，可消除横向惯性力和力矩，保证滑块的运动精度。左边的惰轮17用于加大左右两个曲柄33之间的距离。
本发明的润滑系统与液压系统共用一套泵站，由一套组合泵分高低压供油，14MPa高压油用于本发明的过载保护系统，0.8MPa低压油用于对全部轴承和齿轮稀油强制润滑。本发明对传动系统的轴承采用三重监控，第一重监控是对所有轴承进行压力监控。第二重监控是对重要的轴承进行润滑小流量监控。润滑小流量监控主要元件有流量计、监控器和显示器，流量计连接在各润滑点的油路上，监控器和显示器集成在操作显示盘35上，其工作原理是通过流量计的油量由流量计中的检测元件检测并传给监控器和显示器，监控器将数据与设定的额定值和报警值进行比较运算，若一润滑点的流量测定值低于报警值，则显示器显示该点指示灯闪动，同时将信号传给监控器控制压力机不能开机或停止工作。本发明实施小流量监控的轴承为连杆21的大端轴承，左主齿轮组32和右主齿轮组29的支承轴承，左右两个齿轮轴31的支承轴承，离合器25、飞轮26和制动器30的支承轴承。第三重监控是对重要连杆21和曲柄33的滑动轴承进行温度监控，采用的主要元件有室温检测传感元件、轴温检测传感元件、监控器和触摸屏。触摸屏集成在操作显示盘35上，工作原理是室温检测元件和轴温检测元件检测的温度数据传给监控器和触摸屏，触摸屏上显示各点的温度、与室温的温差以及室内温度。若一润滑点的温度和与室温的温差测定值高于报警值，则报警并同时将信号传给监控器控制压力机停止工作。
如图1所示，微动装置由一台微动电机12、减速机16、微动制动器15和联轴器14组成。微动电机12与减速机16通过联轴器14连接，微动制动器15对减速机16的输入轴进行制动，通过减速机16输出轴上的小齿轮与微动大齿轮啮合把力矩传递给上梁1内的齿轮传动系统。
本发明的工作原理如下进行大梁冲制时，微动装置不工作，主电机27通过三角皮带28带动飞轮26转动，待飞轮26达到额定转速时，由控制系统控制离合器25接合、制动器30脱开，主传动齿轮18转动向左依次传递给惰轮17、中间齿轮23和左主齿轮组32并同时向右传递给中间齿轮19和右主齿轮组29，再分别通过左、右两边的曲柄33、连杆21和导柱22带动滑块2在立柱3的导轨内上下移动，通过上模具9和下模具8冲压工件。同时八个拉伸垫6通过下模具8顶着工件，保证工件成形时形状的准确性。在滑块2返回行程时，上打料11和拉伸垫6通过上模具9和下模具8打件，以保证工件不留在上模具9和下模具8之间。
本发明的换模程序是微动装置将滑块2调到下死点，夹紧器10松开，将上模具9放在下模具8上，微动装置再将滑块2调整到上死点，移动工作台夹紧器7松开，移动工作台5载着上模具9和下模具8通过自身的电动传动机构开出，模具换好后，移动工作台5载着上模具9和下模具8通过自身的电动传动机构开入到位落下，移动工作台夹紧器7夹紧，微动装置将滑块2调整到下死点，使滑块2与上模具9接触良好，夹紧器10夹紧上模具9，微动装置再将滑块2调到上死点。
本发明的微动装置采用软启动工作方式。软启动方式为电动机得到预设定的初始转矩，该转矩可在转子堵转矩的0％～90％范围内进行设定。在线性加速期间，输出给电动机的电压，从初始转矩相对应的电压开始无级加速，加速时间可在0～30秒范围内设定。在电压升高的过程中，当控制器检测到电动机已达到额定转速状态，输出电压将会自动切换到全电压。这项技术保证压力机可随时进行调试、换模或调整，解决了大型电机频繁启动电流过大的问题。
权利要求
1.一种主要由压力机主体、微动装置、传动系统、液压系统、气动系统、润滑监控系统和电气控制系统等组成大梁冲制压力机，压力机主体主要由上梁(1)、滑块(2)、立柱(3)、底座(4)、移动工作台(5)、拉伸垫(6)、移动工作台夹紧器(7)、上模夹紧器(10)、上打料(11)等组成，传动系统安装在上梁(1)的内部，微动装置通过螺栓把合安装在上梁(1)的顶部，主电机(27)和飞轮(26)均位于上梁(1)的后方，通过皮带(28)连接，离合器(25)通过支架和螺栓固定在上梁(1)的后方，制动器(30)通过支承套用螺栓固定在上梁(1)的前方，其特征在于上梁(1)和底座(4)按结构要求各分成三块，并用螺栓和键将它们组合在一起。上梁(1)、底座(4)和四根立柱(3)通过四根拉紧螺栓预紧组成刚性的压力机框架，滑块(2)位于上梁(1)的下方，通过曲柄连杆机构和滑块调整机构与上梁(1)内的传动系统相连接，其两侧可以在立柱(3)的导轨内移动，移动工作台(5)位于底座(4)的上方，通过移动工作台夹紧器(7)夹紧在底座(4)上，拉伸垫(6)用螺栓把合在底座(4)的内部，上打料(11)用螺栓把合在滑块(2)的前侧和后侧，上模夹紧器(10)固定在滑块(2)前侧和后侧。压力机的操作控制和监控都集中在右前立柱(3)旁边的主操作盘(34)和监控盘(35)上，集中显示压力机工作状态，包括液压系统、润滑系统、气动系统、电气控制系统的工作状态，并可以对压力机的工作状态进行操作和调控。传动系统由一个两级齿轮传动系统和两个曲柄连杆机构组成，连杆采用柱塞导向，传动系统全部封闭在上梁(1)的内部空腔内，四个主齿轮齿的厚度误差为0.03～0.05mm。四个主齿轮分成左主齿轮组(32)和右主齿轮组(29)，每个主齿轮组通过螺栓和销子分别与曲柄(33)、连杆(21)和导柱(22)把合成左右两个传动机构，再通过调整左右两侧的中间齿轮(23)和花键轮毂(24)，使左主齿轮组(32)和右主齿轮组(29)同步啮合误差小于0.05mm。润滑系统与液压系统共用一套泵站，由一套组合泵分高低压供油，14MPa高压油用于本发明的过载保护系统，0.8MPa低压油用于对全部轴承和齿轮稀油强制润滑。对传动系统的轴承采用三重监控，第一重监控是对所有轴承进行压力监控。第二重监控是对连杆(21)的大端轴承，左主齿轮组(32)和右主齿轮组(29)的支承轴承，左右两个齿轮轴(31)的支承轴承，离合器(25)、飞轮(26)和制动器(30)的支承轴承进行润滑小流量监控，并可实时显示各润滑点的流量和低限报警。第三重监控是对重要连杆(21)和曲柄(33)的滑动轴承进行温度监控，并可实时显示各润滑点轴承的温度和上限报警。微动装置采用软启动工作方式。
2.一种如权利要求1所述的大梁冲制压力机，其特征在于润滑小流量监控系统主要元件有流量计、监控器和显示器，流量计连接在各润滑点的油路上，监控器和显示器集成在操作显示盘(35)上。
3.一种如权利要求1所述的大梁冲制压力机，其特征在于轴承温度监控系统主要元件有室温检测传感元件、轴温检测传感元件、监控器和触摸屏，触摸屏集成在操作显示盘(35)上。
4.一种如权利要求1所述的大梁冲制压力机，其特征在于微动装置的软启动方式为电动机得到预设定的初始转矩，该转矩可在转子堵转矩的0％～90％范围内进行设定。在线性加速期间，输出给电动机的电压，从初始转矩相对应的电压开始无级加速，加速时间可在0～30秒范围内设定。在电压升高的过程中，当控制器检测到电动机已达到额定转速状态，输出电压将会自动切换到全电压。
5.一种如权利要求1所述的大梁冲制压力机，其特征在于采用触摸屏技术将现有压力机的自动化盘和主操作盘上的设定和监视功能、部分操作功能以及压力机状态监视功能等全部汇集到一个多重触摸屏画面操作CRT上。用触摸信号代替原来的按钮信号，变有触点操作信号为无触点操作。
全文摘要
本发明公开了一种主要由压力机主体、微动装置、传动系统、液压系统、气动系统、润滑监控系统和电气控制系统等组成的大梁冲制压力机。压力机主体主要由上梁1、滑块2、立柱3、底座4、移动工作台5、拉伸垫6、移动工作台夹紧器7、上模夹紧器10、上打料11等组成。本发明将四个主齿轮分成左主齿轮组和右主齿轮组，通过调整左右两侧的中间齿轮和花键轮毂，使左主齿轮组和右主齿轮组同步，啮合误差小于0.05mm。本发明对传动系统的轴承采用三重监控，第一重监控是对所有轴承进行压力监控。第二重监控是对重要的轴承进行润滑小流量监控。第三重监控是对重要连杆和曲柄的滑动轴承进行温度监控。由于本发明冲制梁的质量高、重量轻，可使重型车的载重能力提高25％左右。
文档编号B21J9/00GK1552539SQ03137258
公开日2004年12月8日 申请日期2003年6月3日 优先权日2003年6月3日
发明者刘苏, 王建新, 杨晶, 王爱国, 刘 苏 申请人:一重集团大连设计研究院