銀錠澆鑄機(jī)升降裝置小連桿分析

黃 堃（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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銀錠澆鑄機(jī)升降裝置小連桿分析

黃 堃
（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘要：銀錠澆鑄機(jī)升降裝置上部連接澆鑄機(jī)熔化爐及傾轉(zhuǎn)裝置，下部連接行走裝置。升降裝置的主要作用是在澆鑄機(jī)投料和澆鑄銀錠的過程中使熔化爐平穩(wěn)地起升和下降，準(zhǔn)確地到達(dá)工序位置。首先介紹升降裝置的結(jié)構(gòu)，然后分析了小連桿存在的必要性。

關(guān)鍵詞：銀錠澆鑄機(jī)；升降裝置；連桿機(jī)構(gòu)；虛約束；自由度

1　引言

銀錠澆鑄機(jī)是具備投料、熔化、澆鑄等功能的自動(dòng)化澆鑄設(shè)備，由升降裝置、傾轉(zhuǎn)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(jī)熔化爐及傾轉(zhuǎn)裝置，下部連接行走裝置，主要作用是在澆鑄機(jī)投料和澆鑄銀錠的過程中使熔化爐平穩(wěn)地起升和下降，準(zhǔn)確地到達(dá)工序位置，是保證澆鑄機(jī)正常作業(yè)的一個(gè)重要裝置。投料時(shí)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(shí)行走裝置先將熔化爐移動(dòng)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(zhuǎn)裝置中油缸的頂升，使熔化爐爐體發(fā)生傾轉(zhuǎn)，爐體中物料隨著爐體傾轉(zhuǎn)從熔化爐出料口澆鑄到模具上形成銀錠［4］。

2　升降裝置結(jié)構(gòu)

圖1　升降裝置模型圖

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

該裝置由頂升油缸驅(qū)動(dòng)，油缸尾部固定在外連桿下端橫軸上，頭部鉸接在內(nèi)連桿中部的橫軸上，通過頂升油缸的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（局部）。

圖2　升降裝置機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

小連桿為機(jī)構(gòu)帶入了3個(gè)自由度，但小連桿兩端的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副卻帶入了4個(gè)約束，所以增加小連桿多帶入了1個(gè)約束（即小連桿為機(jī)構(gòu)帶入了一個(gè)虛約束），對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)起重復(fù)約束的作用。只有當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為1時(shí)，通過原動(dòng)件頂升油缸的運(yùn)動(dòng)，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(jī)構(gòu)，其相關(guān)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(shí)，機(jī)構(gòu)的裝配有困難，構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副中的內(nèi)應(yīng)力將增大，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不靈活；誤差較大時(shí)，機(jī)構(gòu)將無法裝配，即使能勉強(qiáng)裝配起來，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)也很困難，傳動(dòng)效率很低，機(jī)構(gòu)易損壞［3］。

在升降裝置的縱向垂直平面上，小連桿為機(jī)構(gòu)帶入了一個(gè)虛約束，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)起重復(fù)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(nèi)連桿鉸接在底座上，內(nèi)連桿通過銷軸與外連桿鉸接，小連桿一端鉸接在內(nèi)連桿上，一端鉸接在活動(dòng)架上。裝置升降過程中，各部件均可平穩(wěn)地升降。

若去除小連桿，活動(dòng)架在圖3所示左右方向上則失去了唯一約束，即活動(dòng)架可能沿圖示左右方向運(yùn)動(dòng)。雖然該方向并無確定的原動(dòng)力，但是由于缺少約束，在機(jī)構(gòu)升降過程中，活動(dòng)架及其上部承載的熔化爐可能出現(xiàn)不必要的偏移，導(dǎo)致熔化爐到達(dá)工序位置不準(zhǔn)確，影響使用［6］。

5　結(jié)語

在升降裝置縱向垂直平面上，小連桿給機(jī)構(gòu)帶來了重復(fù)約束，起虛約束的作用，因此小連桿及其相關(guān)部件——活動(dòng)架、內(nèi)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(duì)機(jī)構(gòu)起約束作用，限制活動(dòng)架及活動(dòng)架上部熔化爐的左右位移，保證了銀錠澆鑄機(jī)的正常生產(chǎn)運(yùn)行?？傊∵B桿對(duì)升降裝置而言，是不可或缺的。

參考文獻(xiàn)：

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［2］濮良貴，紀(jì)名剛，等.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.8版.北京:高等教育出版社，2006.5:3-20.

［3］黃平.常用機(jī)械零件及機(jī)構(gòu)圖冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999，8:32-40.

［4］熊超.銀錠澆鑄機(jī)的應(yīng)用與實(shí)踐［J］.銅業(yè)工程，2008（1）:50-53.

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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(hào)：TF832

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-3842（2016）02-0088-02

收稿日期：2015-10-01

作者簡(jiǎn)介：黃堃（1989-），男，江西鷹潭人，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)方面工作。E-mail:13707014671@163.com