专利名称：一种少耦合运动锻造操作机提升机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械工程领域的装置，具体涉及一种用于自由锻造的锻造操作机提升机构。
背景技术：
锻造操作机是大型锻造压力加工的基本工具之一，与压力机配合使用。一般来说， 锻造操作机需要实现包括钳口夹紧、钳杆旋转、钳杆升降、钳杆俯仰、钳杆横移、钳杆摆动、 大车行走等七个锻造操作功能。其中钳口夹紧、钳杆旋转、大车行走三个动作从结构上相互独立，分别由电机和液压独立驱动，夹钳实现工件的夹紧和旋转功能，大车承担行走功能， 其余的动作有提升机构实现。经过对现有技术的检索发现，申请号为201010133714. 1的专利公开了一种锻造操作机的提升机构，它实现了锻造操作需要的七个运动的相互独立控制，而且安装容易，结构简单。但是该方案中，由于钳杆长度不能调节，使得钳杆的横移和摆动会引起钳杆的升降，而且还会和前后缓冲装置发生耦合，不利于快速和准确调整钳杆位置，影响加工效率。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种锻造操作机提升机构，实现锻造操作需要的升降、俯仰、横移、摆动、以及前后和左右缓冲运动，具有各个运动之间耦合程度小，易于准确和快速定位，提高生产质量和生产率的特点。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括提升装置、摆移装置、前后缓冲装置、左右缓冲装置、钳杆和机架，其中摆移装置安装在提升装置上部，钳杆安装在提升装置底部，前后缓冲装置的前端连接在提升装置前悬挂杆的中部，后端与机架相连，左右缓冲装置安装在两个前悬挂杆之间。所述的提升装置包括两个前悬挂杆、两个前连接件、两个升降直线驱动器、前提升臂、前滑杆、后悬挂杆、后连接件、后提升臂、后滑杆、两个俯仰直线驱动器、悬挂杆连接件、钳杆长度调节件和钳杆，其中两个前悬挂杆上端分别用转动铰链连接在两个前连接件的下端，下端分别用球铰连接在悬挂杆连接件的两端，两个前连接件上端分别用转动铰链连接在前滑杆的两侧，两个升降直线驱动器上端分别用转动铰链连接在前提升臂两侧，下端分别用转动铰链连接在机架两侧，后悬挂杆上端用转动铰链连接在后连接件下端，下端用转动铰链连接在钳杆长度调节件的上端，后连接件上端用转动铰链连接在后滑杆中间， 钳杆长度调节件的下端通过轴线前后水平方向布置的圆柱副与钳杆后部相连，钳杆前部通过转动铰链与悬挂杆连接件的中部相连，两个俯仰直线驱动器前后水平置于提升臂顶部， 前端分别用转动铰链连接在前提升臂的两侧，后端分别用转动铰链连接在后提升臂的两侧。所述连接前悬挂杆和前连接件、后悬挂杆和后连接件的转动铰链轴线前后水平方向布置，所述连接后悬挂杆和钳杆长度调节件、钳杆和悬挂杆连接件的转动铰链轴线竖直方向布置，所述其余转动铰链轴线均左右水平方向布置。所述两个升降直线驱动器、两个前悬挂杆、两个前连接件、两个俯仰直线驱动器均左右对称布置。所述的摆移装置包括两个前左右直线驱动器、前滑杆、两个后左右直线驱动器和后滑杆，其中两个前左右直线驱动器左右对称分布，其运动端分别顶在前滑杆两端，固定端分别固定在前提升臂两侧，两个后左右直线驱动器也左右对称，其运动端分别顶在后滑杆两端，固定端分别固定在后提升臂两侧。所述的前后缓冲装置包括两个前后缓冲直线驱动器和协调杆，两个前后缓冲直线驱动器前端分别通过轴线左右水平方向布置的圆柱副与两个前悬挂杆的中部相连，后端分别用球铰连接在协调杆两端，协调杆用转动铰链连接在机架上，其中转动铰链的轴线竖直方向布置。所述的左右缓冲装置包括左右缓冲直线驱动器、悬挂架和左右缓冲直线驱动器连接件，悬挂架上端用转动铰链连接在前滑杆中间，左右缓冲直线驱动器与悬挂架和左右缓冲直线驱动器连接件固定连接，左右缓冲直线驱动器连接件通过铰链与悬挂杆连接件连接，其中转动铰链的轴线左右水平方向布置。锻造操作机的各个运动分别由各个装置独立完成。升降运动时，两个升降直线驱动器推动前提升臂，带动前滑杆和两个前连接件进而带动两个前悬挂杆作上下同步运动， 同时通过两个保持原长的俯仰直线驱动器推动后提升臂，带动后滑杆和后连接件进而带动后悬挂杆和钳杆长度调节件作上下同步运动，从而带动钳杆作上下升降运动。俯仰运动时， 两个俯仰直线驱动器顶着前提升臂，推动后提升臂，带动后滑杆和后连接件进而带动后悬挂杆和钳杆长度调节件，从而带动带动钳杆作俯仰运动。横移和摆动运动是由前左右直线驱动器和后左右直线驱动器完成的；前左右直线驱动器推动前滑杆移动，带动两个前连接杆和两个前悬挂杆以及悬挂杆连接件，从钳杆的前部带动钳杆实现横向移动；后左右直线驱动器推动后滑杆移动，带动后连接杆和后悬挂杆以及钳杆长度调节件，从钳杆的后部带动钳杆实现横向移动；当前、后左右直线驱动器驱动方向一致且大小相等时，钳杆实现横向移动；当前、后左右直线驱动器驱动方向相反或者驱动量不同时，钳杆实现摆动运动。在大车启动加速和停车减速阶段以及大锻件锻造过程中，通过两个前后缓冲直线驱动器的伸缩运动，实现钳杆对前后突变外力进行适应的缓冲运动。当横向突变外力作用在钳杆上使得左右缓冲直线驱动器所受的轴向力达到驱动器预先设定的值时，左右缓冲直线驱动器左右两侧的两个运动部分可以任意地在其固定端内移动，从而实现钳杆对横向突变力进行适应的缓冲运动。本实用新型的有益效果是通过钳杆长度调节件将后悬挂杆和钳杆后部连接起来，使得钳杆在机构运动方面起作用的长度可以调节；通过使用转动铰链将钳杆前部和前悬挂杆连接件的中部连接，使得钳杆和悬挂杆连接件之间可以是任何角度；通过使用圆柱副将两个前悬挂杆利前后缓冲直线驱动器相连，使得前滑杆带动两个前悬挂杆运动时不会和前后缓冲直线驱动器耦合；通过使用铰链将前悬挂杆连接件与左右缓冲直线驱动器连接件连接，使得钳杆的俯仰运动与左右缓冲装置无关；进而减少了升降、俯仰、横移和摆动之间的耦合，使得钳杆的定位更准确、更快速，提高了生产质量和生产率。
图1为锻造操作机悬挂系统的机构简图。图2为悬挂系统在锻造操作机中的位置示意图。图中1.后提升臂，2.后滑杆，3.后左右直线驱动器，4.俯仰直线驱动器，5.机架， 6.前提升臂，7.前滑杆，8.前左右直线驱动器，9.前连接件，10.悬挂架，11.左右缓冲直线驱动器，12.前悬挂杆，13.左右缓冲直线驱动器连接件，14.悬挂杆连接件，15.钳杆，16.升降直线驱动器，17.前后缓冲直线驱动器，18.钳杆长度调节件，19.协调杆，20.后悬挂杆， 21.后连接件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本实用新型保护的范围不局限于述实施例。如附图所示，本实施例包括提升装置、摆移装置、前后缓冲装置、左右缓冲装置、 钳杆(1 和机架(5)，其中摆移装置安装在提升装置上部，钳杆(1 安装在提升装置底部， 前后缓冲装置的前端连接在提升装置的前悬挂杆(1 中部，后端与机架( 相连，左右缓冲装置安装在两个前悬挂杆(1 之间。所述的提升装置包括两个前悬挂杆(1 、两个前连接件(9)、两个升降直线驱动器(16)、前提升臂(6)、前滑杆(7)、后悬挂杆(20)、后连接件(21)、后提升臂(1)、后滑杆 O)、两个俯仰直线驱动器G)、悬挂杆连接件(14)、钳杆长度调节件(18)和钳杆(15)，其中两个前悬挂杆(1 上端分别用转动铰链连接在两个前连接件(9)的下端，下端分别用球铰连接在悬挂杆连接件(14)的两端，两个前连接件(9)上端分别用转动铰链连接在前滑杆(7)的两侧，两个升降直线驱动器(16)上端分别用转动铰链连接在前提升臂(6)两侧， 下端分别用转动铰链连接在机架( 两侧，后悬挂杆00)上端用转动铰链连接在后连接件 (21)下端，下端用转动铰链连接在钳杆长度调节件(18)的上端，后连接件上端用转动铰链连接在后滑杆( 中间，钳杆长度调节件(18)的下端通过轴线前后水平方向布置的圆柱副与钳杆(1 后部相连，钳杆(1 前部通过转动铰链与悬挂杆连接件(14)的中部相连，两个俯仰直线驱动器(4)前后水平置于提升臂顶部，前端分别用转动铰链连接在前提升臂(6)的两侧，后端分别用转动铰链连接在后提升臂(1)的两侧。所述连接前悬挂杆(1 和前连接件(9)、后悬挂杆00)和后连接件的转动铰链轴线前后水平方向布置，所述连接后悬挂杆00)和钳杆长度调节件(18)、钳杆(15)和悬挂杆连接件(14)的转动铰链轴线竖直方向布置，所述其余转动铰链轴线均左右水平方向布置。所述两个升降直线驱动器(16)、两个前悬挂杆(1 、两个前连接件(9)、两个俯仰直线驱动器(4)均左右对称布置。所述的摆移装置包括两个前左右直线驱动器(8)、前滑杆(7)、两个后左右直线驱动器C3)和后滑杆O)，其中两个前左右直线驱动器(8)左右对称分布，其运动端分别顶在前滑杆(7)两端，固定端分别固定在前提升臂(6)两侧，两个后左右直线驱动器(3)也左右对称，其运动端分别顶在后滑杆( 两端，固定端分别固定在后提升臂(1)两侧。[0023]所述的前后缓冲装置包括两个前后缓冲直线驱动器(17)和协调杆(19)，两个前后缓冲直线驱动器(17)前端分别通过轴线左右水平方向布置的圆柱副与两个前悬挂杆 (12)的中部相连，后端分别用球铰连接在协调杆(19)两端，协调杆(19)用转动铰链连接在机架( 上，其中转动铰链的轴线竖直方向布置。所述的左右缓冲装置包括左右缓冲直线驱动器(11)、悬挂架(10)和左右缓冲直线驱动器连接件(13)，悬挂架(10)上端用转动铰链连接在前滑杆(7)中间，左右缓冲直线驱动器(11)与悬挂架(10)和左右缓冲直线驱动器连接件(1 固定连接，左右缓冲直线驱动器连接件(1 通过铰链与悬挂杆连接件(14)连接，其中转动铰链的轴线左右水平方向布置。锻造操作机的各个运动分别由各个装置独立完成。升降运动时，两个升降直线驱动器(16)推动前提升臂(6)，带动前滑杆(7)和两个前连接件(9)进而带动两个前悬挂杆 (12)作上下同步运动，同时通过两个保持原长的俯仰直线驱动器(4)推动后提升臂(1)，带动后滑杆( 和后连接件进而带动后悬挂杆00)和钳杆长度调节件(18)作上下同步运动，从而带动钳杆(1 作上下升降运动。俯仰运动时，两个俯仰直线驱动器(4)顶着前提升臂(6)，推动后提升臂(1)，带动后滑杆( 和后连接件进而带动后悬挂杆OO) 和钳杆长度调节件(18)，从而带动带动钳杆(1 作俯仰运动。横移和摆动运动是由前左右直线驱动器(8)和后左右直线驱动器(3)完成的；前左右直线驱动器(3)推动前滑杆(7) 移动，带动两个前连接杆(9)和两个前悬挂杆(12)，从钳杆(15)的前部带动钳杆(15)实现横向移动；后左右直线驱动器C3)推动后滑杆( 移动，带动后连接杆和后悬挂杆 (20)以及钳杆长度调节件(18)，从钳杆(1 的后部带动钳杆(1 实现横向移动；当前、后左右直线驱动器驱动方向一致且大小相等时，钳杆(15)实现横向移动；当前、后左右直线驱动器驱动方向相反或者驱动量不同时，钳杆(1 实现摆动运动。在大车启动加速和停车减速阶段以及大锻件锻造过程中，通过两个前后缓冲直线驱动器(17)的伸缩运动，实现钳杆(1 对前后突变外力进行适应的缓冲运动。当横向突变外力作用在钳杆(1 上使得左右缓冲直线驱动器(17)所受的轴向力达到驱动器预先设定的值时，左右缓冲直线驱动器 (11)左右两侧的两个运动部分可以任意地在其固定端内移动，从而实现钳杆(1 对横向突变力进行适应的缓冲运动。
权利要求1. 一种少耦合运动锻造操作机提升机构，包括提升装置、摆移装置、前后缓冲装置、左右缓冲装置、钳杆(1 和机架(5)，其中摆移装置安装在提升装置上部，钳杆(1 安装在提升装置底部，前后缓冲装置的前端连接在提升装置的前悬挂杆(1 中部，后端与机架(5) 相连，左右缓冲装置安装在两个前悬挂杆(1 之间，其特征是所述的提升装置包括两个前悬挂杆(12)、两个前连接件(9)、两个升降直线驱动器 (16)、前提升臂(6)、前滑杆(7)、后悬挂杆(20)、后连接件(21)、后提升臂(1)、后滑杆(2)、 两个俯仰直线驱动器G)、悬挂杆连接件(14)、钳杆长度调节件(18)和钳杆(15)，其中后悬挂杆00)下端用轴线竖直方向布置的转动铰链连接在钳杆长度调节件(18)的上端，钳杆长度调节件(18)的下端通过轴线前后水平方向布置的圆柱副与钳杆(1 后部相连；所述的前后缓冲装置包括两个前后缓冲直线驱动器(17)和协调杆(19)，两个前后缓冲直线驱动器(17)前端分别通过轴线左右水平方向布置的圆柱副与两个前悬挂杆(12)的中部相连；所述的左右缓冲装置包括左右缓冲直线驱动器(11)、悬挂架(10)和左右缓冲直线驱动器连接件(13)，左右缓冲直线驱动器(11)与悬挂架(10)和左右缓冲直线驱动器连接件 (13)固定连接，左右缓冲直线驱动器连接件(1 通过轴线左右水平方向布置的转动铰链与悬挂杆连接件(14)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种机械工程技术领域的锻造操作机提升机构，其特征是，后悬挂杆(20)下端用转动铰链连接在钳杆长度调节件(18)的上端，钳杆长度调节件(18)的下端通过圆柱副与钳杆(15)后部相连；两个前后缓冲直线驱动器(17)前端分别通过圆柱副与两个前悬挂杆(12)的中部相连；左右缓冲直线驱动器(11)与悬挂架(10)和左右缓冲直线驱动器连接件(13)固定连接，左右缓冲直线驱动器连接件(13)通过转动铰链与悬挂杆连接件(14)连接。本实用新型具有各个运动之间耦合程度小，易于钳杆的准确和快速定位，可以提高生产质量和生产率的特点。
文档编号B21J13/10GK202155463SQ20112024105
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者谷立永, 黄士军 申请人:燕山大学