直移式鍛造操作機提升機構設計

于牧冰

（中國石油大學（華東）機電工程學院，山東 青島 266000）

鍛造操作機作為一種輔助鍛壓機械，用來配合水壓機或者鍛錘完成各種鍛造工藝。鍛造操作機按照傳動方式分為全機械式、機械液壓混合式和全液壓式三種，按照夾鉗運動形式分為直移式、回轉式、擺移式和平移式四種，按照行走方式分為有軌式和無軌式兩種。鍛造操作機不僅用于鍛造以及鍛壓行業，還可以用于裝爐、出爐，實現遙控，并能與主機一起動作，應用在模鍛和大件沖壓中的機械手即為一種自動化的鍛造操作機。雖然我國在鍛造及鍛壓行業已經有了很大的進步，在鍛造技術方面有了重大的突破，但是與其他發達國家相比，仍存在相當大的差距。因此，鍛造操作機的設計與制造技術的改進尤為重要。通過本次設計，對大學四年中所學到的知識進行一次重新的理解和運用，增加實踐經驗，拓展自己的專業視野。

1 直移式鍛造操作機綜述

（1）鍛造操作機發展現狀。隨著科學技術的發展，現在的鍛造操作機有如下研究現狀：目前，德國的丹戈（DDS）公司、捷克的史達施（ZDAS）公司和韓國的HBE PRESS公司掌握的鍛造操作機的制造技術在全球范圍內遙遙領先。其中，德國的潘克（WEPUKQ）公司和丹戈（DDS）公司是世界上實力雄厚的專門生產制造鍛造操作機的企業，在大型鍛造操作機研制方面具有深厚的基礎和悠久的歷史。此外，日本三菱長崎公司研制的操作機揚名中外，因其機械手和控制系統不僅能保證很高的速度，也能保證足夠高的精度。我國的鍛造操作機研制雖然比發達國家起步晚，但近幾年來，鍛造操作機的研制得到了很大的發展。近幾年，科技發展迅猛，國內的全液壓數控式鍛造操作機的比重大幅增加。

（2）直移式鍛造操作機的結構組成及其工作原理。直移式鍛造操作機整機結構由三部分組成，分別是提升機構/大車架3/夾鉗機構4。其中，提升機構包括前提升機構1和后提升機構2。由大車架3承受整個操作機的重量。其工作原理如下：當前提升機構和后提升機構同時上升或下降相同的高度時，可以實現夾鉗的平行升降動作；當前提升機構和后提升機構同時升降不同的高度時，可以實現夾鉗的俯仰動作。由大車行駛系的電機驅動后輪，可以實現整個鍛造操作機前進或者后退。夾鉗部分由電機驅動，可以使夾鉗繞著自身的軸線進行360°旋轉，還可以實現鉗口的夾緊和松開動作，全機械直移式有軌鍛造操作機的結構組成如圖1所示。

2 提升機構的結構組成及其工作原理

如圖2所示，直移式鍛造操作機的提升機構由前提升機構和后提升機構組成。整個提升機構安裝固定在頂架11上。

圖2 提升機構的結構圖

圖3 前提升機構

前提升機構的設計方案只采用一根鋼絲繩，繞過導向滑輪組1、均衡滑輪2及動滑輪組3，均衡滑輪的作用是當鋼絲繩兩個分支上的張力有差別時，均衡滑輪會繞心軸轉動，使鋼絲繩上的拉力平衡，其結構如圖3所示。

后提升機構采用對稱結構，與前提升對稱的動滑輪組一樣，可以使鉗頭活動架水平。其工作原理為：將螺母3的轉動轉化為絲杠1的直線移動。結構上，通過銷軸7將絲杠1與接頭8連接起來，通過銷軸9將接頭8和楔塊10連接為一體，最后利用螺釘連接減振裝置11。絲杠螺母的設計保證螺紋升角小于當量摩擦角，能實現自鎖。后提升機構的結構組成如圖4所示。

圖4 后提升機構

3 結語

本次畢業設計主要進行了直移式鍛造操作機提升機構包括前提升機構和后提升機構，前提升機構又分為驅動裝置和升降裝置兩部分，后提升機構分為驅動裝置和減振裝置兩部分。由二者協調工作，方可實現鉗頭活動架的平行升降和下俯上仰動作。

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