銀錠澆鑄機升降裝置小連桿分析

黃 堃（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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銀錠澆鑄機升降裝置小連桿分析

黃 堃
（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘要：銀錠澆鑄機升降裝置上部連接澆鑄機熔化爐及傾轉裝置，下部連接行走裝置。升降裝置的主要作用是在澆鑄機投料和澆鑄銀錠的過程中使熔化爐平穩地起升和下降，準確地到達工序位置。首先介紹升降裝置的結構，然后分析了小連桿存在的必要性。

關鍵詞：銀錠澆鑄機；升降裝置；連桿機構；虛約束；自由度

1　引言

銀錠澆鑄機是具備投料、熔化、澆鑄等功能的自動化澆鑄設備，由升降裝置、傾轉裝置、行走裝置、熔化爐等部分組成［5］。升降裝置上部連接澆鑄機熔化爐及傾轉裝置，下部連接行走裝置，主要作用是在澆鑄機投料和澆鑄銀錠的過程中使熔化爐平穩地起升和下降，準確地到達工序位置，是保證澆鑄機正常作業的一個重要裝置。投料時行走裝置先將熔化爐帶到下料口下方，接著升降裝置頂升熔化爐至與下料口接觸的位置，然后開始投料。投料完成后，熔化爐下降至原位置，開始加熱物料。澆鑄時行走裝置先將熔化爐移動到工序位置，然后升降裝置再將熔化爐頂升至澆鑄工位，接著通過傾轉裝置中油缸的頂升，使熔化爐爐體發生傾轉，爐體中物料隨著爐體傾轉從熔化爐出料口澆鑄到模具上形成銀錠［4］。

2　升降裝置結構

圖1　升降裝置模型圖

銀錠澆鑄機升降裝置主要由底座、內連桿、銷軸、導向座、活動架、外連桿和小連桿組成（見圖1），其中底座和導向座固定在行走裝置上，內連桿下端和底座形成固定鉸鏈，內連桿和外連桿通過銷軸形成固定鉸鏈，小連桿分別與活動架和內連桿形成固定鉸鏈，其余連接均為活動鉸鏈。

該裝置由頂升油缸驅動，油缸尾部固定在外連桿下端橫軸上，頭部鉸接在內連桿中部的橫軸上，通過頂升油缸的運動帶動裝置的升降。

3　小連桿自由度及約束分析

圖2所示為升降裝置縱向垂直平面的機構運動簡圖（局部）。

圖2　升降裝置機構運動簡圖

小連桿為機構帶入了3個自由度，但小連桿兩端的兩個轉動副卻帶入了4個約束，所以增加小連桿多帶入了1個約束（即小連桿為機構帶入了一個虛約束），對機構的運動起重復約束的作用。只有當機構的自由度為1時，通過原動件頂升油缸的運動，裝置才可以升降［1］。

4　升降裝置小連桿利弊分析

有虛約束的機構，其相關尺寸的制造精度要求高，從而增大了制造成本［2］。如不能滿足制作要求：誤差較小時，機構的裝配有困難，構件和運動副中的內應力將增大，機構運動不靈活；誤差較大時，機構將無法裝配，即使能勉強裝配起來，機構運動也很困難，傳動效率很低，機構易損壞［3］。

在升降裝置的縱向垂直平面上，小連桿為機構帶入了一個虛約束，對機構的運動起重復約束作用。而在升降裝置的橫向垂直平面上，底座和連桿固定在行走裝置上，內連桿鉸接在底座上，內連桿通過銷軸與外連桿鉸接，小連桿一端鉸接在內連桿上，一端鉸接在活動架上。裝置升降過程中，各部件均可平穩地升降。

若去除小連桿，活動架在圖3所示左右方向上則失去了唯一約束，即活動架可能沿圖示左右方向運動。雖然該方向并無確定的原動力，但是由于缺少約束，在機構升降過程中，活動架及其上部承載的熔化爐可能出現不必要的偏移，導致熔化爐到達工序位置不準確，影響使用［6］。

5　結語

在升降裝置縱向垂直平面上，小連桿給機構帶來了重復約束，起虛約束的作用，因此小連桿及其相關部件——活動架、內連桿在制造、安裝上有較高的要求。但是在升降裝置橫向垂直平面上，小連桿對機構起約束作用，限制活動架及活動架上部熔化爐的左右位移，保證了銀錠澆鑄機的正常生產運行。總之，小連桿對升降裝置而言，是不可或缺的。

參考文獻：

［1］孫桓，陳作模，等.機械原理［M］.6版.北京:高等教育出版社，2001:19-20.

［2］濮良貴，紀名剛，等.機械設計［M］.8版.北京:高等教育出版社，2006.5:3-20.

［3］黃平.常用機械零件及機構圖冊［M］.北京:化學工業出版社，1999，8:32-40.

［4］熊超.銀錠澆鑄機的應用與實踐［J］.銅業工程，2008（1）:50-53.

［5］孫敬濤.銀錠澆鑄機去氧試劑的選型研究與生產實踐［J］.銅業工程，2015（3）:27-29.

［6］陳海軍，王光忠.銀錠平模澆鑄的生產實踐［J］.中國有色冶金，2013（1）:52-54.

The Analysis of the Small Link in Silver Casting Equipment Lifting Gear

HUANG Kun
（Guixi Smelter，Jianagxi Copper Corporation，Guixi 335424，Jiangxi，China）

Abstract:Silver casting equipment lifting gear connected silver melting furnace and tilting device on the top，while the lifting gear connected running gear on the bottom.The main function of the lifting gear was to make silver smelting furance up and down steadily，and make it arrived at process positions accurately when silver casting equipment was feeding and casting.In this article ，the structure of the lifting gear is introduced and the function of the small link in silver casting equipment lifting gear is analyzed.

Keywords:silver casting equipment；lifting gear；link gear；redundant constraint；freedom

中圖分類號：TF832

文獻標識碼：B

文章編號：1009-3842（2016）02-0088-02

收稿日期：2015-10-01

作者簡介：黃堃（1989-），男，江西鷹潭人，主要從事機械設計方面工作。E-mail:13707014671@163.com