李建為，楊毅勇，孟浩然，宋曙平

（濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東濟(jì)南250306）

輥壓線(xiàn)水平機(jī)架快換機(jī)構(gòu)

李建為，楊毅勇，孟浩然，宋曙平

（濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司，山東濟(jì)南250306）

介紹了一種制作冷彎薄板類(lèi)制件設(shè)備上使用的輥壓線(xiàn)水平機(jī)架快換機(jī)構(gòu)，闡述了快換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，最大程度地降低用戶(hù)設(shè)備成本，縮短模具更換時(shí)間，深受用戶(hù)歡迎。

機(jī)械制造；輥壓線(xiàn)；快換機(jī)構(gòu)；汽車(chē)零部件；牙嵌式離合器

如今，小型的輥壓成形生產(chǎn)線(xiàn)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于軋制薄板類(lèi)零部件行業(yè)中，例如用以生產(chǎn)汽車(chē)防撞緩沖梁、保險(xiǎn)杠、門(mén)框?qū)Р奂败?chē)廂瓦楞板等零部件[1,2]。隨著汽車(chē)行業(yè)新車(chē)型不斷推出，其零部件規(guī)格樣式不斷發(fā)生變化，這種改變又對(duì)零部件供應(yīng)商的生產(chǎn)設(shè)備提出了更高要求。如何確保短時(shí)間內(nèi)制造出合格的零部件，又能最大程度地降低設(shè)備投資，對(duì)于零部件供應(yīng)商來(lái)說(shuō)顯得十分重要。

本文以我公司生產(chǎn)的汽車(chē)防撞梁輥壓生產(chǎn)線(xiàn)為例，介紹一種能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換水平機(jī)架底座的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)輥壓成形機(jī)水平機(jī)架的快速更換?？梢允褂脩?hù)通過(guò)更換不同水平機(jī)架及模具，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格樣式防撞梁的生產(chǎn)，從而既縮短了零部件生產(chǎn)時(shí)間，又為用戶(hù)降低了設(shè)備制造成本。

1 輥壓成形機(jī)快換機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

輥壓成形機(jī)主要由底座、水平機(jī)架、模具以及傳動(dòng)等部分組成。本文介紹的快換機(jī)構(gòu)是在保留原成形機(jī)底座以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)快速更換模具的方案。本方案中水平機(jī)架是安裝于面板上，而不是傳統(tǒng)的將水平機(jī)架安裝于設(shè)備底座上。我公司設(shè)計(jì)的這套輥壓成形機(jī)，主機(jī)底座上安放四個(gè)面板，用于固定水平機(jī)架，每個(gè)面板上均開(kāi)有四個(gè)起吊螺紋孔，方便面板與水平機(jī)架的整體起吊，每個(gè)面板在底座上均采用三面固定基準(zhǔn)，一面可活動(dòng)基準(zhǔn)進(jìn)行定位調(diào)節(jié)，同時(shí)在面板的兩端采用壓板的方式將面板固定于底座上，如圖1所示。用于定位面板的固定塊均用螺栓固定于底座上，當(dāng)需要更換水平機(jī)架時(shí)只需將頂緊板和壓板的螺栓松開(kāi)即可將面板吊起。

圖1 快換面板及其固定

為了實(shí)現(xiàn)水平機(jī)架的快換功能，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與水平機(jī)架的連接采用牙嵌式離合器[3]方式進(jìn)行連接，如圖2所示。根據(jù)工藝要求，水平機(jī)架采用下輥主動(dòng)、上輥被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，為方便軋輥下軸與傳動(dòng)換向器的快速脫開(kāi)，設(shè)計(jì)了快速脫開(kāi)機(jī)構(gòu)?？焖倜撻_(kāi)機(jī)構(gòu)包括牙嵌式離合器、擺塊、支撐座、氣缸、壓縮彈簧、氣缸支架以及擺臂等部件。

快速脫開(kāi)機(jī)構(gòu)各部分結(jié)構(gòu)：牙嵌式離合器分為兩部分，一部分固定于水平機(jī)架下軸，另一部分安裝于換向器輸出軸上，并可在軸上沿軸向順暢滑動(dòng)；安裝于換向器軸上的離合器后端均勻地開(kāi)三個(gè)圓孔用于安裝三個(gè)壓縮彈簧，將壓縮彈簧一端深入離合器中，另一端與安裝于換向器上的彈簧擋板接觸；氣缸依靠固定于底座上的氣缸支架進(jìn)行固定，氣缸伸出桿通過(guò)Y型接頭與擺臂鉸接；擺臂下端穿插一長(zhǎng)軸，此軸通過(guò)固定于底座上的支撐座保持穩(wěn)定，在軸上對(duì)稱(chēng)安裝兩個(gè)固定擺塊，兩個(gè)擺塊通過(guò)軸承與后離合器實(shí)現(xiàn)表面接觸。

圖2 快換傳動(dòng)脫開(kāi)機(jī)構(gòu)

快速脫開(kāi)機(jī)構(gòu)工作方式：輥壓線(xiàn)正常工作時(shí)，兩個(gè)牙嵌式離合器依靠壓縮彈簧的彈力緊緊結(jié)合在一起，換向器通過(guò)兩個(gè)結(jié)合的離合器驅(qū)動(dòng)水平機(jī)架下軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)氣缸處于伸出狀態(tài)，擺臂處于豎直狀態(tài)，擺塊未與離合器接觸，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)；當(dāng)需要更換水平機(jī)架時(shí)需要將兩個(gè)牙嵌式離合器脫開(kāi)，此時(shí)氣缸處于縮回狀態(tài)，氣缸縮回帶動(dòng)擺臂扭轉(zhuǎn)，擺臂扭轉(zhuǎn)通過(guò)軸帶動(dòng)擺塊扭轉(zhuǎn)，擺塊扭轉(zhuǎn)后作用于后牙嵌式離合器上，迫使后離合器克服彈簧彈力與前離合器脫開(kāi)，這樣就可以使水平機(jī)架與傳動(dòng)部分完全脫開(kāi)，即可實(shí)現(xiàn)輥壓線(xiàn)水平機(jī)架底座的快換。

2 實(shí)際使用效果

2.1 快速脫開(kāi)機(jī)構(gòu)

設(shè)備需要將水平機(jī)架與傳動(dòng)脫開(kāi)時(shí)，應(yīng)先將主電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，并且把輥壓線(xiàn)中的板料全部取出，方可在控制面板上操作使氣缸脫開(kāi)。因?yàn)楫?dāng)板料在輥壓線(xiàn)內(nèi)部時(shí)，各軋輥均保持有一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩作用于傳動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)兩個(gè)牙嵌式離合器的接觸處于受力狀態(tài)，當(dāng)使用氣缸強(qiáng)迫兩個(gè)離合器脫開(kāi)后，會(huì)使脫開(kāi)后的水平機(jī)架下軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使原先相互嚙合的兩個(gè)牙嵌式離合器發(fā)生相對(duì)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)離合器脫開(kāi)后不能再重新嚙合的現(xiàn)象。

設(shè)備在調(diào)試過(guò)程中，我們將輥壓線(xiàn)內(nèi)的板料全部取出，將主電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，然后操作脫開(kāi)氣缸動(dòng)作，此時(shí)快換脫開(kāi)機(jī)構(gòu)能夠順利地使水平機(jī)架下軸與傳動(dòng)系統(tǒng)的換向器脫開(kāi)，并且再重新嚙合時(shí)也能夠順利嚙合，實(shí)際情況證明本機(jī)構(gòu)能夠滿(mǎn)足快換設(shè)計(jì)要求。

2.2 面板起吊

當(dāng)快換脫開(kāi)機(jī)構(gòu)作用后，水平機(jī)架已經(jīng)與傳動(dòng)部分完全脫開(kāi)，此時(shí)將用于壓緊面板的壓板松開(kāi)，并且把頂緊板上的兩個(gè)頂緊螺栓松開(kāi)，即可實(shí)現(xiàn)面板與水平機(jī)架的整體起吊。

2.3 水平機(jī)架與面板的重新裝入

將更換模具的水平機(jī)架重新裝入設(shè)備底座時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照原先面板順序裝入，因?yàn)槊總€(gè)面板的定位基準(zhǔn)已經(jīng)固定好，如果面板順序改變就會(huì)發(fā)生水平機(jī)架上軋輥中心線(xiàn)的偏移，造成生產(chǎn)工件缺陷。將面板與水平機(jī)架整體安裝于底座上之后，應(yīng)先將面板的三個(gè)基準(zhǔn)面與固定塊接觸，然后再通過(guò)頂緊板上的兩個(gè)螺栓進(jìn)行微調(diào)和固定，最后將兩個(gè)壓板壓緊面板，完成面板在底座上的固定。此時(shí)快速脫開(kāi)機(jī)構(gòu)氣缸處于縮回狀態(tài)，將每個(gè)水平機(jī)架下軸上的固定離合器與換向器上的離合器牙槽對(duì)正，即可操作氣缸使后離合器在彈簧力的作用下與前離合器結(jié)合，因?yàn)槊總€(gè)離合器均設(shè)計(jì)有錐度結(jié)構(gòu)，因此即使兩個(gè)離合器的牙槽有不對(duì)正現(xiàn)象，也能夠正常嚙合[4-6]。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明該輥壓線(xiàn)水平機(jī)架快換機(jī)構(gòu)可大大節(jié)省軋輥換模時(shí)間。本機(jī)構(gòu)以其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、新穎的設(shè)計(jì)，以及可為用戶(hù)最大程度節(jié)省設(shè)備投資而深受用戶(hù)歡迎。

[1]姜忠賢.輥壓成型及其在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用[J].汽車(chē)技術(shù)，1992，（7）.

[2]盈亮，賈治域，胡平，等.高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形工藝的改進(jìn)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（4）：75-78.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[4]高波，朱先民，姜丁，等.牙嵌式離合器的傳動(dòng)特性研究[J].礦山機(jī)械，2012，（9）.

[5]吳剛.牙嵌式離合器的防滑脫結(jié)構(gòu)[J].化工設(shè)備與防腐蝕，1999，（4）.

[6]張?zhí)m軍.一種壓力機(jī)分體式離合器制動(dòng)器及氣動(dòng)控制系統(tǒng)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45（3）：53-55.

The quick-changing mechanism of horizontal frame for roll form ing line

LI Jianwei，YANG Yiyong，MENG Haoran，SONG Shuping
（Jinan Foundry＆amp;Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250306，Shandong China）

A kind of quick-changing mechanism of horizontal frame for roll forming line for cold roll forming sheet has been introduced in the text.The structure and working principle of the quick-change mechanism have been expounded.The structure is simple,so that the manufacturing cost has been reduced maximally and the changing time for tool has been shortened,which satisfies the customers greatly.

Roll forming line;Quick-changing mechanism;Auto part;Jaw clutch

TG333.7+2

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.05.014

1672-0121（2016）05-0048-03

2016-01-10；

2016-03-17

李建為（1984-），男，助工，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論研究。