一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置制造方法
【专利摘要】一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置，包括主机身和与其配合的配气机构和夹料机构，下料机构由沿主机身径向分布的四套相同的锻打机构组成，依靠液化天然气燃烧产生的高压气体驱动下料锤头运动从而给棒管料一个径向的偏载力，四套锻打机构的锤头分别顺次锤击棒管料使得棒管料发生疲劳断裂，即完成了下料过程，利用液化天然气燃烧时产生的膨胀气体推动下料锤头运动进行下料的，污染小，本发明在低应力疲劳下料法的基础上利用液化天然气燃烧爆炸膨胀的方法来驱动锤头实现金属棒管料的精密下料，具有生产效率高和节省材料的优点。
【专利说明】一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置
【技术领域】
[0001]本发明属于材料加工机械【技术领域】，具体涉及一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置。
【背景技术】
[0002]金属棒管料是工业生产中使用的最基本的一种坯料形式，其下料问题也是生产制造的第一步，传统的大都是采用车床、带锯、热切割机、冲裁机等机器进行下料，但是用这些下料机构下料都存在断面质量差、浪费材料和生产效率低等问题。目前还处于实验室研宄阶段的低应力疲劳下料法，是先在棒管料外壁上分段预制出环状V形槽，然后将棒管料一端夹紧，再向棒管料的悬臂端施加高频的周向循环弯曲载荷，使棒管料在V形槽处发生疲劳断裂，通常这种工艺能够生产出高质量断面的坯料，而且载荷频率越高下料速度越快断面质量越好，但是这种工艺一般都是在棒管料周向布置多个锤头，靠锤头顺次锻打棒管料来产生周向循环弯曲载荷，一般情况下锤头的动力是靠电机驱动凸轮再驱动锤头或是靠液压气压来直接驱动锤头来产生的。靠电机驱动凸轮的这种方法虽然可获得高的锻打频率但是机器噪音大且易损坏，而采用液压气压直接驱动锤头的方式，通常难以达到较高的锻打频率，也就限制了下料速率和断面质量的提高。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置，在低应力疲劳下料法的基础上利用液化天然气燃烧爆炸膨胀的方法来驱动锤头实现金属棒管料的精密下料，具有生产效率高和节省材料的优点。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0005]一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置，包括主机身和与其配合的配气机构和夹料机构，其中主机身包括通过两盖板安装于机架18上的主缸体1，主缸体I沿周向均布有四套相同的由缸筒4、弹簧3和锤头2组成的锻打机构，每套锻打机构通过缸盖7固定在主缸体I上，缸盖7上装有相应的配气机构，
[0006]配气机构包括由进气塞6、进气弹簧8组成的进气气门和由排气塞13、排气弹簧14组成的排气气门，其中进气塞6和排气塞13均安装于导板9上，并与由伺服电机11驱动的端面凸轮12相配合，同时缸盖7上还装有点火装置5、进气管接头a和排气管接头b ;
[0007]夹料机构包括用于夹持棒管料16的上夹料夹15、下夹料夹17和高压油进出管接头c，其中下夹料夹17固定于机架18上，上夹料夹15通过弹簧支撑于下夹料夹17的上边，同时上夹料夹15的位置由固连的四个壁板约束着，使其只能在竖直方向运动，四个壁板的上部固连着带有高压油进出管接头c的顶板19，顶板19和上加料夹15之间的密封空间用来存储高压油，整个夹料结构固定于机架18上，棒管料16的端头伸入锻打机构的工作区，棒管料16上有预制的环状V形槽；
[0008]所述的进气管接头a和外部天然气与空气的混合高压气源的出气管相连接；所述的排气管接头b与外部大气直接相连；所述的高压油进出管接头C与外部高压油源相连。
[0009]所述下料装置的下料工艺，包括以下步骤:
[0010]下料时，先将棒管料16放入上夹料夹15和下夹料夹17中间，再通过高压油进出管接头c通入高压油将棒管料16加紧，然后控制伺服电机11带动端面凸轮12在当前状态下转动90°，此时端面凸轮12推动进气塞6向下运动，进气气门被打开，通过进气管接头a向缸筒4内通入一定量的天然气与空气的混合气体，然后再控制端面凸轮12转动90°，使进气气门和排气气门同时保持关闭状态，之后通过点火装置5将气体引燃使气体发生爆炸式燃烧，由燃烧产生的膨胀气体推动锤头2向下高速运动给棒管料16 —个瞬时的锻打作用，燃烧完后再控制端面凸轮12转动90°，打开排气塞13将燃烧后的废气从排气管接头b排出，这样顺次向四个缸筒4中通入混合气体并点燃，靠气体燃烧膨胀来推动锤头2顺次锻打棒管料使其发生疲劳断裂。
[0011]本发明是利用液化天然气燃烧时产生的膨胀气体推动下料锤头运动进行下料，下料速率高，其能源为干净清洁的天然气，下料装置结构简单，污染小。该下料装置可实现近净下料的目的，可用于多种棒管料材料的下料，下料断面质量高，节省材料，生产效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的正面剖视图。
[0013]图2是图1的A-A剖视图。
[0014]图3是图1的B-B剖视图。
[0015]图4是图1的G处局部放大图。
[0016]图5是端面凸轮12沿母线的展开图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0018]如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置，包括主机身和与其配合的配气机构和夹料机构，其中主机身包括通过两盖板安装于机架18上的主缸体1，主缸体I沿周向均布有四套相同的由缸筒4、弹簧3和锤头2组成的锻打机构，每套锻打机构通过缸盖7固定在主缸体I上，缸盖7上装有相应的配气机构；
[0019]配气机构包括由进气塞6、进气弹簧8组成的进气气门和由排气塞13、排气弹簧14组成的排气气门，其中进气塞6和排气塞13均安装于由螺栓固定着的导板9上，并与由伺服电机11驱动的端面凸轮12相配合，同时缸盖7上还装有点火装置5、进气管接头a和排气管接头b ;
[0020]夹料机构包括用于夹持棒管料16的上夹料夹15、下夹料夹17和高压油进出管接头c，其中下夹料夹17通过螺栓固定于机架18上，上夹料夹15通过弹簧支撑于下夹料夹17的上边，同时上夹料夹15的位置由通过螺栓固连的四个壁板约束着，使其只能在竖直方向运动，四个壁板的上部通过螺栓固连着带有高压油进出管接头c的顶板19，顶板19和上加料夹15之间的密封空间用来存储高压油，整个夹料结构通过螺栓固定于机架18上，棒管料16的端头伸入锻打机构的工作区，棒管料16上有预制的环状V形槽；
[0021]所述的进气管接头a和外部天然气与空气的混合高压气源的出气管相连接；所述的排气管接头b与外部大气直接相连；所述的高压油进出管接头C与外部高压油源相连。
[0022]所述下料装置的下料工艺，包括以下步骤:
[0023]下料时先将棒管料16放入上夹料夹15和下夹料夹17中间，再通过高压油进出管接头c通入高压油将棒管料16加紧，然后控制伺服电机11带动端面凸轮12在当前状态下转动90°，此时端面凸轮12推动进气塞6向下运动，进气气门被打开，通过进气管接头a向缸筒4内通入一定量的天然气与空气的混合气体，然后再控制端面凸轮12转动90°，使进气气门和排气气门同时保持关闭状态，之后通过点火装置5将气体引燃使气体发生爆炸式燃烧，由燃烧产生的膨胀气体推动锤头2向下高速运动给棒管料16 —个瞬时的锻打作用，燃烧完后再控制端面凸轮12转动90°，打开排气塞13将燃烧后的废气从排气管接头b排出，这样顺次向四个缸筒4中通入混合气体并点燃，靠气体燃烧膨胀来推动锤头2顺次锻打棒管料使其发生疲劳断裂。
【权利要求】
1.一种液化天然气驱动的径向非对称下料装置，包括主机身和与其配合的配气机构和夹料机构，其特征在于:主机身包括通过两盖板安装于机架(18)上的主缸体(1)，主缸体(I)沿周向均布着四套相同的由缸筒(4)、弹簧(3)和锤头(2)组成的锻打机构，每套锻打机构通过缸盖(7)固定在主缸体(I)上，缸盖(7)上装有相应的配气机构， 配气机构包括由进气塞￠)、进气弹簧(8)组成的进气气门和由排气塞(13)、排气弹簧(14)组成的排气气门，其中进气塞(6)和排气塞(13)均安装于导板(9)上，并与由伺服电机(11)驱动的端面凸轮(12)相配合，同时缸盖(7)上还装有点火装置(5)、进气管接头(a)和排气管接头(b); 夹料机构包括用于夹持棒管料(16)的上夹料夹(15)、下夹料夹(17)和高压油进出管接头(c)，其中下夹料夹(17)固定于机架(18)上，上夹料夹(15)通过弹簧支撑于下夹料夹(17)的上边，同时上夹料夹(15)的位置由固连的四个壁板约束着，使其只能在竖直方向运动，四个壁板的上部固连着带有高压油进出管接头(c)的顶板(19)，顶板(19)和上加料夹(15)之间的密封空间用来存储高压油，整个夹料结构固定于机架(18)上，棒管料(16)的端头伸入锻打机构的工作区，棒管料(16)上有预制的环状V形槽； 所述的进气管接头(a)和外部天然气与空气的混合高压气源的出气管相连接；所述的排气管接头(b)与外部大气直接相连；所述的高压油进出管接头(c)与外部高压油源相连。
2.根据权利要求1所述下料装置的下料工艺，其特征在于，包括以下步骤: 下料时先将棒管料(16)放入上夹料夹(15)和下夹料夹(17)中间，再通过高压油进出管接头(c)通入高压油将棒管料(16)加紧，然后控制伺服电机(11)带动端面凸轮(12)在当前状态下转动90°，此时端面凸轮(12)推动进气塞(6)向下运动，进气气门被打开，通过进气管接头(a)向缸筒(4)内通入一定量的天然气与空气的混合气体，然后再控制端面凸轮(12)转动90°，使进气气门和排气气门同时保持关闭状态，之后通过点火装置(5)将气体引燃使气体发生爆炸式燃烧，由燃烧产生的膨胀气体推动锤头(2)向下高速运动给棒管料(16) —个瞬时的锻打作用，燃烧完后再控制端面凸轮(12)转动90°，打开排气塞(13)将燃烧后的废气从排气管接头(b)排出，这样顺次向四个缸筒⑷中通入混合气体并点燃，靠气体燃烧膨胀来推动锤头(2)顺次锻打棒管料使其发生疲劳断裂。
【文档编号】B21J5/06GK104493034SQ201410606096
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】赵升吨, 景飞, 范淑琴, 于扬惠文, 陈超 申请人:西安交通大学