[0048] 下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0049] 为使本发明的内容更加明显易懂,以下结合附图1-图19和具体实施方式做进一步的描述。
[0050] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0051] 如图1和2所示,本实施例中气锤冲击式自动冷锻铁锅设备,包括底座组件100、水平移动控制机构200、转动控制机构400、气动冲击锻打机构600和两个浮动支撑及倾斜控制机构 300,水平移动控制机构200设置在底座组件100上,两个浮动支撑及倾斜控制机构300对称设置在水平移动控制机构200上,气动冲击锻打机构600设置在底座组件100上对铁锅进行自动锤打。
[0052] 如图3所示,底座组件100包括底座101和设置在底座101上的呈梯形台状的铁砧102,在铁砧102顶面内凹设置成与铁锅锅底弧形相配合的圆弧形槽。
[0053] 如图4所示,为了保证锻打时铁锅的被锻打部位的锅底圆弧与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合,设置了水平移动控制机构200。
[0054] 水平移动控制机构200包括第一电机201、丝杆204、滚珠螺母205、右导轨211、左导轨212、右滑板213、左滑板214和横板215,右导轨211和左导轨212平行设置并且对称设置在底座101的两侧,右导轨211和左导轨212位于铁砧102的两侧;左滑板214通过滑块216与左导轨212滑动连接,右滑板213通过滑块216与右导轨211滑动连接;横板215同时连接左滑板214和右滑板213,横板215同时垂直于左滑板214和右滑板213;滚珠螺母 205固定设置在横板215的中间位置上,丝杆204与滚珠螺母205通过螺纹副连接,滚珠螺母205的一端通过联轴器连接第一电机201的电机轴,第一电机201外壳通过第一电机板202 连接电机固定架
203,电机固定架203设置在底座101上。
[0055] 水平移动控制机构200,第一电机201通过联轴器驱动丝杆204,丝杆204通过滚珠螺母 205和横板215推动左滑板214和右滑板213沿左导轨212 和右导轨211 滑移。
[0056] 如图4所示,水平移动控制机构200还包括减速机,减速机的输入轴连接第一电机201 的输出轴,减速机的输出轴通过联轴器连接丝杆204。
[0057] 如图5和6所示,为了保证锻打时铁锅的被锻打部位的锅底圆弧与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合,还设置了浮动支撑及倾斜控制机构300。
[0058] 两个浮动支撑及倾斜控制机构300分别设置在左滑板214和右滑板213上;两个浮动支撑及倾斜控制机构300关于铁砧102对称设置。
[0059] 两个浮动支撑及倾斜控制机构300均包括底板311、弹簧312、立管313、滑柱314和转轴316,底板311设置在水平移动控制机构200内的左滑板214或右滑板213上,立管313 竖直设置在底板311上,弹簧312设置在立管313内且弹簧312底端设置在立管313底部,弹簧312顶端连接滑柱314;滑柱314插入立管313内且可沿立管313上下滑动;转轴316 通过轴承座315水平转动设置在滑柱314的顶端,在转轴的一端端部设置联接法兰。
[0060] 弹簧312的设计用于抵消浮动支撑300和转动控制机构400及铁锅的大部分重量;固定在转动控制机构400下方的铁锅在较小的重力下始终保持与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合,方便锻打。
[0061] 如图5所示,在其中一个浮动支撑及倾斜控制机构300内的转轴316的另一端通过联轴器连接第二电机301,第二电机301外壳上设置第二电机板302,第二电机板302连接轴承座 315。
[0062] 第二电机301通过联轴器联结转轴316,驱动固定在转动控制机构400下方的铁锅做侧向运动。
[0063] 如图7和8所示,转动控制机构400包括固定部分、转动部分和驱动装置,固定部分与两个浮动支撑及倾斜控制机构300相连,转动部分设置在固定部分上且转动部分与固定部分之间通过多个滚珠414转动相连,驱动装置设置在固定部分上并驱动转动部分运动。
[0064] 固定部分包括环形固定盘411、垫环412和托环413,在环形固定盘411的上表面上竖直设置左固定耳座415和右固定耳座416,左固定耳座415和右固定耳座416分别连接两个浮动支撑及倾斜控制机构300内的转轴端部的联接法兰;垫环412设置在环形固定盘411的下表面上并且垫环412位于环形固定盘411的内环口处,托环413与垫环412固联,环形固定盘411、垫环412和托环413的内径均相等;
[0065] 转动部分包括转盘421和齿轮盘422,转盘421和齿轮盘422通过螺钉固联,齿轮盘422 的外环侧面上设置啮合齿;转盘421和齿轮盘422嵌入环形固定盘411与托环413之间,转盘421的下方、齿轮盘422的内环侧面、垫环412的外环侧面以及托环413的上表面围成一个用于设置滚珠414的环形槽;齿轮盘422通过滚珠414转动连接固定部分;如图7所示。
[0066] 驱动装置包括转动电机431和设置在转动电机431电机轴上的主动齿轮433,转动电机 431外壳上设置第三电机固定板432,转动电机431通过第三电机固定板432设置在环形固定盘411的上表面上,主动齿轮433啮合齿轮盘422上的啮合齿。
[0067] 如图7所示,在齿轮盘422的下表面上设置有与铁锅锅把402相配合的锅把固定块423,锅把固定块423上内凹设置有用于卡合铁锅锅把402的凹槽,在锅把固定块423上还设置有将铁锅锅把402固定在凹槽内的封板425,封板425通过螺栓固联锅把固定块423。铁锅
401 上在铁锅锅把402的对边设有工艺边403,在齿轮盘422的下表面上设置有与铁锅401上设置的工艺边403相配合的固定块424。铁锅401通过锅把402和对边的工艺边403固定在齿轮盘422的下方。
[0068] 转动控制机构400中的转动电机431通过轴端的主动齿轮433驱动齿轮盘422转动,带动安装在转动部分下方的铁锅401做旋转运动。
[0069] 如图9所示,气动冲击锻打机构600包括立柱601、托板603、上支撑臂606、下支撑臂607和气锤610,立柱601直立固定在底座101上,上支撑臂606和下支撑臂607的一端均通过一个接头602设置在立柱601上,上支撑臂606和下支撑臂607均与接头602铰接,气锤 610通过气锤夹头608设置在上支撑臂606和下支撑臂607的另一端;气锤610与上支撑臂 606和下支撑臂607均铰接;接头602国定在立柱601的上方,气锤610夹固在气锤夹头608 上,气锤
610始终处于垂直状态。气锤夹头608和接头602通过上支撑臂606和下支撑臂607 构成了平行结构。
[0070] 在立柱601上水平固定托板603,托板603位于接头602下方,托板603上竖直设置支撑螺钉604,支撑螺钉604与托板603之间通过螺纹副连接;支撑螺钉604的顶部抵住设置在下支撑臂607上的用来调整气锤610垂直位置的支撑板605。
[0071] 如图10、11、12和14所示,气锤610包括活塞611、缸体612、阀体613、弹性销614、阀片615、限位销616和缸盖617,
[0072] 缸体612呈中空圆筒状,缸体612的底端设置圆台状的缸头,缸头的中心轴线处设置与缸体中空内腔同轴的导向通孔612-1,活塞611设置在缸体612的内腔中且活塞611与缸体 612内腔滑动配合,活塞611下端设置锤体611-1,锤体611-1由缸头的导向通孔612-1伸出对铁锅401进行锤打,锤体611-1与导向通孔612-1滑动配合,锤体611-1外表面与缸体612 内腔壁之间形成气缸内孔611-2;阀体613密封设置在缸体612顶部的开口处,缸盖617套在缸体612顶部,阀体613和缸盖617均通过弹性销614与缸体612固定;阀片615放置在阀体613的上表面上,并通过销618定位在阀体613上;限位销616与缸盖617上的销孔过盈配合,限位销616的下端面限制阀片615的轴向位置。
[0073] 如图13所示,缸体612的内腔与活塞611滑配,缸体612底端缸头的导向通孔612-1与活塞611上的锤体611-1滑配。如图14所示,锤体611-1末端的截面呈与铁锅401相配合的圆弧形。锤体611-1末端的圆弧形设置,目的是便于与铁锅401的内圆弧相配,提高锤打的贴合度。
[0074] 如图13所示,缸体612的侧壁上沿轴向方向设置轴向盲孔622,轴向盲孔622的开口处设置堵头619;轴向盲孔622的上端通过第一缸体径向孔621与阀体613上设置的第一阀体径向孔613-1相通,第一阀体径向孔613-1为在阀体613外表面上沿径向方向设置的盲孔,第一缸体径向孔621为在缸体612内腔壁上沿径向方向设置的盲孔;轴向盲孔622的下端通过第二缸体径向孔623与气缸内孔611-2相通;第二缸体径向孔623为在缸体612内腔壁上沿径向方向设置的盲孔;在缸体612的中部位置处对称开有两个缸体径向排气孔624,缸体径向排气孔624为在缸体612外表面上沿径向方向设置的通孔;缸体612的上端对称开有两个供弹性销614穿过的缸体径向销孔625。
[0075] 如图15和16所示,阀体613呈圆柱形,阀体613外表面上沿径向方向开有供弹性销614 穿过的阀体径向销孔613-6;在阀体613的上表面上沿轴向方向设置径向进气盲孔613-
2,径向进气盲孔613-2与第一阀体径向孔613-1相通;在阀体613的上表面上沿轴向方向设置截面呈弧形的贯穿阀体613的进气道613-5,进气道613-5连通缸体612的缸体内腔;进气道 613-5与径向进气盲孔613-2位于阀体径向销孔613-6的两侧,在位于阀体613上表面的进气道613-5口处内凹设置进气槽613-4;在阀体613上表面上设置用于固定销618的限位销孔613-3;销618与限位销孔613-3紧配合。
[0076] 如图17和18所示,阀片615呈圆板状,阀片615上表面为平面,阀片615厚度为自阀片615中心向边缘逐渐变薄;在阀片615边缘处对称设置两个用于卡合销618的“U”型缺口 615-1;在阀片615边缘处设置第一弧形进气缺口615-3,第一弧形进气缺口615-3位于两个“U”型缺口615-1之间,在与第一弧形进气缺口615-3相对的阀片615边缘处设置第二弧形进气缺口615-2,第二弧形进气缺口615-2的弧长大于第一弧形进气缺口615-3的弧长。
[0077] 如图19所示,缸盖617呈圆柱形,缸盖617的底端内凹设置用于缸体612上端插入的缸盖空腔617-5,缸盖617上端的外表面上沿径向方向设置进气通道617-2,进气通道617-2的长度大于缸盖617的半径小于缸盖617的直径;在进气通道617-2的进口处设置进气接口 617-1;在缸盖空腔617-5的腔底设置环形布气槽617-4,进气通道617-2的末端通过轴向气孔617-3连通环形布气槽617-4;高压空气经由进气接口617-1、横向气道617-2和轴向气孔
617-3后经环形布气槽617-4进入缸盖空腔617-5内。在缸盖空腔617-5的内腔壁上设置用于安装O型密封圈的环形密封槽617-6,环形密封槽617-6内装上O形密封圈起到密封作用;在缸盖617下端对称开有两个供弹性销614穿过的缸盖径向销孔617-7,弹性销614将阀体
613、缸体612、缸盖617固定。
[0078] 本气锤的工作原理如下:
[0079] 高压空气经由进气接口617-1、横向气道617-2和轴向气孔617-3后经环形布气槽617-4 进入缸盖空腔617-5内,见附图11、12。
[0080] 初始时,活塞611由于重力处于下方,活塞611上方的缸体612的缸体内腔通过两个缸体径向排气孔624与外界相通,阀片615在上方高压空气的压力下向一侧倾倒(例如右倾),见附图11,阀片615盖住了阀体613右侧的进气槽613-4和进气道613-5。缸盖空腔617-5 内的压缩空气经由阀片615左侧的第一弧形进气缺口615-3、该侧阀片615下表面(斜面) 与阀体613上表面之间的缝隙,再经阀体613上的径向进气盲孔613-2、阀体上的第一阀体径向孔613-1、缸体612上部的第一缸体径向孔621、轴向盲孔622、第二缸体径向孔623后进入缸体下腔,此时,活塞611下端的锤体611-1将缸体下端的导向通孔612-1封闭,锤体 611-1的外侧面与缸体下端的内腔之间的空间成封闭状态,压缩空气推动活塞611快速上行。
[0081] 待缸体612的中部的两个缸体径向排气孔624与活塞611下方相通后,见附图12,缸体下腔压力骤减。径向进气盲孔613-2一侧的压力下降,阀片615在上方压缩空气的压力下向左侧摆动,阀片615将阀体613左侧的径向进气盲孔613-2封闭,而阀体613右侧的进气槽 613-4打开。缸盖空腔617-5内的压缩空气经由阀片615右侧的第二弧形进气缺口615-2和该侧阀片615的下表面与阀体613上表面之间的缝隙,再经阀体613上的进气槽613-4、进气道
613-5后直接进入缸体内腔,由于该侧的气道大于左侧的气道,且路径短,可以推动活塞611快速下行。
[0082] 在活塞611的下端部的锤体611-1冲击到铁锅时,活塞611上部也刚好经缸体径向排气孔624与大气相通,活塞611上部的压力骤降,阀片615在上方高压空气的压力下向右侧摆动,阀片615将进气道613-5一侧封闭。重复初始时的动作,如此反复,活塞611实现上下连续冲击运动,带动锤体611-1连续锤打铁锅401。
[0083] 本气锤冲击式自动冷锻铁锅设备的工作过程:
[0084] 本设备使用时,先将热锻成形后的铁锅401通过锅把402和对边的工艺边403固定在齿轮盘422的下方。将铁锅401的中心置于铁砧102的正上方,铁锅401在较小的重力下始终保持与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合。
[0085] 启动气动冲击锻打机构600。
[0086] 转动电机431通过轴端的主动齿轮433驱动齿轮盘422,带动安装在转动部分下方的铁锅沿铁锅中心做旋转运动;使铁锅沿圆周方向均匀受到锻打。
[0087] 铁锅401每旋转一周,侧向运动的第二电机301通过联轴器和转轴316驱动铁锅侧向转动一个小角度,同时根据程序设定,水平移动的第一电机201通过丝杆204和滚珠螺母205 推动水平移动控制机构沿导轨做一微小滑移,以保证锻打时铁锅的被锻打部位的锅底圆弧与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合;侧向运动的目的是保证铁锅沿径向均匀受到锻打。
[0088] 本气锤冲击式自动冷锻铁锅设备,使得铁锅在锻打过程中铁锅401在较小的重力下始终保持与铁砧102上端部内凹的圆弧形槽相贴合,同时铁锅沿径向均匀受到锻打;有效地克服了手工锻打效率低,工人劳动强度大,工作环境差、产量满足不了社会需求的技术问题。
[0089] 凡本发明说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现,应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。