輥壓線水平機架快換機構(gòu)

李建為，楊毅勇，孟浩然，宋曙平

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東濟南250306）

輥壓線水平機架快換機構(gòu)

李建為，楊毅勇，孟浩然，宋曙平

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東濟南250306）

介紹了一種制作冷彎薄板類制件設(shè)備上使用的輥壓線水平機架快換機構(gòu)，闡述了快換機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，最大程度地降低用戶設(shè)備成本，縮短模具更換時間，深受用戶歡迎。

機械制造；輥壓線；快換機構(gòu)；汽車零部件；牙嵌式離合器

如今，小型的輥壓成形生產(chǎn)線越來越廣泛地應(yīng)用于軋制薄板類零部件行業(yè)中，例如用以生產(chǎn)汽車防撞緩沖梁、保險杠、門框?qū)Р奂败噹呃惆宓攘悴考1,2]。隨著汽車行業(yè)新車型不斷推出，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，對于零部件供應(yīng)商來說顯得十分重要。

本文以我公司生產(chǎn)的汽車防撞梁輥壓生產(chǎn)線為例，介紹一種能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換水平機架底座的機構(gòu)，該機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)輥壓成形機水平機架的快速更換。可以使用戶通過更換不同水平機架及模具，實現(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)時間，又為用戶降低了設(shè)備制造成本。

1 輥壓成形機快換機構(gòu)結(jié)構(gòu)

輥壓成形機主要由底座、水平機架、模具以及傳動等部分組成。本文介紹的快換機構(gòu)是在保留原成形機底座以及傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)快速更換模具的方案。本方案中水平機架是安裝于面板上，而不是傳統(tǒng)的將水平機架安裝于設(shè)備底座上。我公司設(shè)計的這套輥壓成形機，主機底座上安放四個面板，用于固定水平機架，每個面板上均開有四個起吊螺紋孔，方便面板與水平機架的整體起吊，每個面板在底座上均采用三面固定基準(zhǔn)，一面可活動基準(zhǔn)進行定位調(diào)節(jié)，同時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)需要更換水平機架時只需將頂緊板和壓板的螺栓松開即可將面板吊起。

圖1 快換面板及其固定

為了實現(xiàn)水平機架的快換功能，傳動機構(gòu)與水平機架的連接采用牙嵌式離合器[3]方式進行連接，如圖2所示。根據(jù)工藝要求，水平機架采用下輥主動、上輥被動的轉(zhuǎn)動方式，為方便軋輥下軸與傳動換向器的快速脫開，設(shè)計了快速脫開機構(gòu)。快速脫開機構(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。

快速脫開機構(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；安裝于換向器軸上的離合器后端均勻地開三個圓孔用于安裝三個壓縮彈簧，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行固定，氣缸伸出桿通過Y型接頭與擺臂鉸接；擺臂下端穿插一長軸，此軸通過固定于底座上的支撐座保持穩(wěn)定，在軸上對稱安裝兩個固定擺塊，兩個擺塊通過軸承與后離合器實現(xiàn)表面接觸。

圖2 快換傳動脫開機構(gòu)

快速脫開機構(gòu)工作方式：輥壓線正常工作時，兩個牙嵌式離合器依靠壓縮彈簧的彈力緊緊結(jié)合在一起，換向器通過兩個結(jié)合的離合器驅(qū)動水平機架下軸轉(zhuǎn)動，此時氣缸處于伸出狀態(tài)，擺臂處于豎直狀態(tài)，擺塊未與離合器接觸，彈簧處于伸長狀態(tài)；當(dāng)需要更換水平機架時需要將兩個牙嵌式離合器脫開，此時氣缸處于縮回狀態(tài)，氣缸縮回帶動擺臂扭轉(zhuǎn)，擺臂扭轉(zhuǎn)通過軸帶動擺塊扭轉(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，這樣就可以使水平機架與傳動部分完全脫開，即可實現(xiàn)輥壓線水平機架底座的快換。

2 實際使用效果

2.1 快速脫開機構(gòu)

設(shè)備需要將水平機架與傳動脫開時，應(yīng)先將主電機斷電停轉(zhuǎn)，并且把輥壓線中的板料全部取出，方可在控制面板上操作使氣缸脫開。因為當(dāng)板料在輥壓線內(nèi)部時，各軋輥均保持有一個旋轉(zhuǎn)力矩作用于傳動系統(tǒng)，此時兩個牙嵌式離合器的接觸處于受力狀態(tài)，當(dāng)使用氣缸強迫兩個離合器脫開后，會使脫開后的水平機架下軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而使原先相互嚙合的兩個牙嵌式離合器發(fā)生相對位置的轉(zhuǎn)動，會產(chǎn)生兩個離合器脫開后不能再重新嚙合的現(xiàn)象。

設(shè)備在調(diào)試過程中，我們將輥壓線內(nèi)的板料全部取出，將主電機斷電停轉(zhuǎn)，然后操作脫開氣缸動作，此時快換脫開機構(gòu)能夠順利地使水平機架下軸與傳動系統(tǒng)的換向器脫開，并且再重新嚙合時也能夠順利嚙合，實際情況證明本機構(gòu)能夠滿足快換設(shè)計要求。

2.2 面板起吊

當(dāng)快換脫開機構(gòu)作用后，水平機架已經(jīng)與傳動部分完全脫開，此時將用于壓緊面板的壓板松開，并且把頂緊板上的兩個頂緊螺栓松開，即可實現(xiàn)面板與水平機架的整體起吊。

2.3 水平機架與面板的重新裝入

將更換模具的水平機架重新裝入設(shè)備底座時，應(yīng)嚴(yán)格按照原先面板順序裝入，因為每個面板的定位基準(zhǔn)已經(jīng)固定好，如果面板順序改變就會發(fā)生水平機架上軋輥中心線的偏移，造成生產(chǎn)工件缺陷。將面板與水平機架整體安裝于底座上之后，應(yīng)先將面板的三個基準(zhǔn)面與固定塊接觸，然后再通過頂緊板上的兩個螺栓進行微調(diào)和固定，最后將兩個壓板壓緊面板，完成面板在底座上的固定。此時快速脫開機構(gòu)氣缸處于縮回狀態(tài)，將每個水平機架下軸上的固定離合器與換向器上的離合器牙槽對正，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，因為每個離合器均設(shè)計有錐度結(jié)構(gòu)，因此即使兩個離合器的牙槽有不對正現(xiàn)象，也能夠正常嚙合[4-6]。

3 結(jié)束語

實踐證明該輥壓線水平機架快換機構(gòu)可大大節(jié)省軋輥換模時間。本機構(gòu)以其簡單的結(jié)構(gòu)、新穎的設(shè)計，以及可為用戶最大程度節(jié)省設(shè)備投資而深受用戶歡迎。

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

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

[3]成大先.機械設(shè)計手冊[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特性研究[J].礦山機械，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.一種壓力機分體式離合器制動器及氣動控制系統(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，從事機械設(shè)計及理論研究。