折彎?rùn)C(jī)托料輪架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

■ 徐工集團(tuán)隨車(chē)起重機(jī)有限公司 （江蘇徐州 221004） 秦 偉

隨著隨車(chē)起重機(jī)市場(chǎng)的回暖，產(chǎn)品需求量不斷增加，生產(chǎn)壓力倍增。臂體結(jié)構(gòu)是隨車(chē)起重機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵件，為了響應(yīng)市場(chǎng)需求，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加速，新產(chǎn)品研制的都是多級(jí)伸縮臂，臂體截面由原五邊形、六邊形逐步發(fā)展為八邊形、橢圓形等結(jié)構(gòu)形式，折彎刀數(shù)較多，導(dǎo)致臂體的生產(chǎn)壓力很大，因此折彎?rùn)C(jī)一直處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，折彎模具切換頻繁。折彎?rùn)C(jī)托料輪架是折彎?rùn)C(jī)上不可或缺的一部分，主要起放料及推料的作用，由于折彎模具高低不同，現(xiàn)有的托料結(jié)構(gòu)已經(jīng)制約折彎效率，本文以此為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)新的托料輪架，以期提高折彎效率。

1. 現(xiàn)狀

現(xiàn)有折彎?rùn)C(jī)托料輪架的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要缺點(diǎn)：由于產(chǎn)品臂體截面形式多樣化，所選用的模具高度也不同，臂體側(cè)板折彎過(guò)程中板材在高度方向上無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)。受以上因素的影響，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，需要根據(jù)板厚、模具等在板料下方增加墊塊，以此保證墊塊與模具平面平齊，而墊塊為手動(dòng)增加，不穩(wěn)定，在推料過(guò)程中很容易脫落，影響折彎效果，導(dǎo)致工件精度達(dá)不到要求，影響生產(chǎn)效率。

圖1 現(xiàn)有折彎?rùn)C(jī)托料輪架

2. 托料輪架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鑒于以上原因，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中操作者的反饋，對(duì)折彎?rùn)C(jī)托料輪架使用的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的歸納總結(jié)，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，保證其在高度上能夠進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同的模具及板厚調(diào)整不同的高度，方便推送料。

新型托料輪架結(jié)構(gòu)以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為主，該機(jī)構(gòu)沿用折彎?rùn)C(jī)現(xiàn)有的托料軌道，能夠保證其在滑動(dòng)過(guò)程中的直線度。新型托料輪架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（1）托料輪架總成 托料輪架由45圓鋼滾輪組成，設(shè)置在托料輪架的頂部，高出兩側(cè)支撐梁，該滾輪通過(guò)軸承聯(lián)接，如圖3所示，運(yùn)動(dòng)自由，板料推送輕便快捷，很大程度上減少了操作者的體力。

（2）支架總成 主要起擺放板料支撐的作用，設(shè)計(jì)時(shí)考慮要能同時(shí)擺放10塊以上板料，且有足夠的強(qiáng)度，采用矩形管框架結(jié)構(gòu)，能夠減少長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷作業(yè)變形，在折彎過(guò)程中方便操作者連續(xù)操作，減少起吊板時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

圖2 新型托料輪架結(jié)構(gòu)

圖3 托料滾輪聯(lián)接形式

（3）行走輪總成 該機(jī)構(gòu)通過(guò)滾輪與地面導(dǎo)軌聯(lián)接，如圖4所示，導(dǎo)軌的設(shè)置保證托料輪架沿著與折彎?rùn)C(jī)平行的直線行走，兩托料輪架可以根據(jù)板料長(zhǎng)度自由移動(dòng)調(diào)整，適應(yīng)不同長(zhǎng)度板料的折彎需求。

圖4 行走輪示意

（4）旋轉(zhuǎn)絲杠及拉桿總成 該升降機(jī)構(gòu)采用絲杠傳動(dòng)與拉桿原理設(shè)計(jì)，絲杠傳動(dòng)也稱(chēng)螺旋傳動(dòng)，絲杠傳動(dòng)的螺紋種類(lèi)很多，主要包括鋸齒形螺紋、矩形螺紋和梯形螺紋等。一般螺紋特點(diǎn)及應(yīng)用如下：①鋸齒形螺紋主要用于單向受力。②矩形螺紋雖傳動(dòng)效率較高，但加工較困難，且牙根強(qiáng)度差，對(duì)中性不好，磨損后間隙也無(wú)法補(bǔ)償，工藝性差，傳遞負(fù)載能力沒(méi)有梯形螺紋強(qiáng)。③梯形螺紋與矩形螺紋相比，效率略低，但工藝性好，牙根強(qiáng)度高，螺紋副對(duì)中性好，可以調(diào)整間隙，廣泛用于各種傳動(dòng)和大尺寸機(jī)件的緊固聯(lián)接，常用于傳動(dòng)螺桿、絲杠等。根據(jù)以上螺紋特點(diǎn)，結(jié)合托料輪架上下升降及前后推料功能，新型托料輪架絲杠傳動(dòng)螺紋選用梯形螺紋。

左右旋轉(zhuǎn)絲杠主要由絲杠和螺母組成，考慮到絲杠長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，以及良好的加工性能，材料選用40Cr。旋轉(zhuǎn)絲杠兩側(cè)分別采用左右旋螺紋，分別與左右旋螺紋螺母聯(lián)接，保證螺母軸線與兩個(gè)螺紋座孔軸線的同軸度及絲杠軸線與基準(zhǔn)面的平行度，絲杠與螺母應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、平穩(wěn)，在絲杠的不同軸向位置所需的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩保持恒定。絲杠中間裝置旋轉(zhuǎn)手輪，如圖5所示。通過(guò)手輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)行螺桿調(diào)節(jié)控制托料輪架的高度，以適應(yīng)不同高度模具的需要。

圖5 左右旋絲杠聯(lián)接示意

（5）托料輪架直線導(dǎo)軌總成 該機(jī)構(gòu)導(dǎo)向安裝座安裝在支架總成上，導(dǎo)向安裝座外端分別是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和直線滾動(dòng)軸承，分別與折彎?rùn)C(jī)線性導(dǎo)軌和滾動(dòng)軸承凹槽相嵌，線性導(dǎo)軌水平設(shè)置，如圖6所示。整個(gè)托料裝置通過(guò)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副滑塊及滾動(dòng)軸承兩個(gè)固定裝置與折彎?rùn)C(jī)聯(lián)接，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副滾動(dòng)體與線性導(dǎo)軌相嵌，運(yùn)動(dòng)靈活，承載能力強(qiáng)，剛性好，通過(guò)該裝置托料輪架輪架機(jī)構(gòu)可沿著折彎?rùn)C(jī)直線導(dǎo)軌左右移動(dòng)，能夠很好地控制位置尺寸，以調(diào)整兩托料機(jī)構(gòu)之間的距離，適應(yīng)不同長(zhǎng)度板料的折彎需求。

圖6 直線導(dǎo)軌聯(lián)接示意

3. 托料輪架工作原理

現(xiàn)簡(jiǎn)要說(shuō)明新型托料輪架（見(jiàn)圖7）的工作過(guò)程即工作原理。

此托料輪架結(jié)構(gòu)采用絲杠及拉桿機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，托料輪架在使用過(guò)程中，要保證托料板與下模具的上平面平齊。在使用不同高度的模具需要托料輪架升或降時(shí)，通過(guò)扳動(dòng)旋轉(zhuǎn)手輪，旋轉(zhuǎn)手輪與左右旋轉(zhuǎn)絲杠聯(lián)接在中間位置，左右旋轉(zhuǎn)絲杠使用左右旋螺紋，分別與左旋螺紋螺母和右旋螺紋螺母聯(lián)接，左右旋螺紋螺母與托料輪架升降拉桿聯(lián)接，在旋轉(zhuǎn)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)左右旋轉(zhuǎn)絲杠旋轉(zhuǎn)螺紋帶動(dòng)左右旋螺紋螺母分別向兩側(cè)相反方向移動(dòng)。拉動(dòng)升降拉桿及升降螺桿作升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)托料輪架旋轉(zhuǎn)至所需高度時(shí)，鎖緊升降螺桿中4個(gè)升降鎖緊螺母及兩個(gè)左右旋轉(zhuǎn)絲杠鎖緊螺母，使得拖料輪架總成及支架總成為一個(gè)整體，保證了托料輪架的穩(wěn)定。在加工不同長(zhǎng)度的托料板材時(shí)，需要托料輪架作橫向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)與折彎?rùn)C(jī)槽聯(lián)接的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、直線滾動(dòng)軸承和地面橫向移動(dòng)小車(chē)移動(dòng)，調(diào)整至所需要的長(zhǎng)度位置。托料輪架高度及長(zhǎng)度尺寸固定完成后，通過(guò)托料滾輪推動(dòng)托料板作縱向移動(dòng)進(jìn)行折彎，如圖8所示。

圖7 新型托料輪架

圖8 新型托料輪架工作示意

圖9 新型托料輪架作業(yè)

新型托料輪架使用時(shí)，如圖9所示，將工件放置在托料滾輪上，操作者只要推動(dòng)該工件，就能夠?qū)⒃摷椒€(wěn)地推入到折彎?rùn)C(jī)中，從而減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，相比原托料輪架，新型托料輪架的使用不僅折彎效果好，而且能夠很好地控制推送距離，折彎效率也得到提升。

4. 結(jié)語(yǔ)

該裝置作為折彎?rùn)C(jī)推送料的輔助裝置，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造以實(shí)用為原則，降低了成本。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝調(diào)整方便快捷，易于操作，具有上下、左右的調(diào)整功能和更廣泛的適應(yīng)性，可用于不同高度下模、不同長(zhǎng)度寬度及不同厚度板料的折彎，解決了長(zhǎng)期使用不同調(diào)整塊的問(wèn)題，同時(shí)減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了板料折彎的精度，效率得到明顯提升。