直移式锻造操作机提升机构设计

于牧冰

（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东 青岛 266000）

锻造操作机作为一种辅助锻压机械，用来配合水压机或者锻锤完成各种锻造工艺。锻造操作机按照传动方式分为全机械式、机械液压混合式和全液压式三种，按照夹钳运动形式分为直移式、回转式、摆移式和平移式四种，按照行走方式分为有轨式和无轨式两种。锻造操作机不仅用于锻造以及锻压行业，还可以用于装炉、出炉，实现遥控，并能与主机一起动作，应用在模锻和大件冲压中的机械手即为一种自动化的锻造操作机。虽然我国在锻造及锻压行业已经有了很大的进步，在锻造技术方面有了重大的突破，但是与其他发达国家相比，仍存在相当大的差距。因此，锻造操作机的设计与制造技术的改进尤为重要。通过本次设计，对大学四年中所学到的知识进行一次重新的理解和运用，增加实践经验，拓展自己的专业视野。

1 直移式锻造操作机综述

（1）锻造操作机发展现状。随着科学技术的发展，现在的锻造操作机有如下研究现状：目前，德国的丹戈（DDS）公司、捷克的史达施（ZDAS）公司和韩国的HBE PRESS公司掌握的锻造操作机的制造技术在全球范围内遥遥领先。其中，德国的潘克（WEPUKQ）公司和丹戈（DDS）公司是世界上实力雄厚的专门生产制造锻造操作机的企业，在大型锻造操作机研制方面具有深厚的基础和悠久的历史。此外，日本三菱长崎公司研制的操作机扬名中外，因其机械手和控制系统不仅能保证很高的速度，也能保证足够高的精度。我国的锻造操作机研制虽然比发达国家起步晚，但近几年来，锻造操作机的研制得到了很大的发展。近几年，科技发展迅猛，国内的全液压数控式锻造操作机的比重大幅增加。

（2）直移式锻造操作机的结构组成及其工作原理。直移式锻造操作机整机结构由三部分组成，分别是提升机构/大车架3/夹钳机构4。其中，提升机构包括前提升机构1和后提升机构2。由大车架3承受整个操作机的重量。其工作原理如下：当前提升机构和后提升机构同时上升或下降相同的高度时，可以实现夹钳的平行升降动作；当前提升机构和后提升机构同时升降不同的高度时，可以实现夹钳的俯仰动作。由大车行驶系的电机驱动后轮，可以实现整个锻造操作机前进或者后退。夹钳部分由电机驱动，可以使夹钳绕着自身的轴线进行360°旋转，还可以实现钳口的夹紧和松开动作，全机械直移式有轨锻造操作机的结构组成如图1所示。

2 提升机构的结构组成及其工作原理

如图2所示，直移式锻造操作机的提升机构由前提升机构和后提升机构组成。整个提升机构安装固定在顶架11上。

图2 提升机构的结构图

图3 前提升机构

前提升机构的设计方案只采用一根钢丝绳，绕过导向滑轮组1、均衡滑轮2及动滑轮组3，均衡滑轮的作用是当钢丝绳两个分支上的张力有差别时，均衡滑轮会绕心轴转动，使钢丝绳上的拉力平衡，其结构如图3所示。

后提升机构采用对称结构，与前提升对称的动滑轮组一样，可以使钳头活动架水平。其工作原理为：将螺母3的转动转化为丝杠1的直线移动。结构上，通过销轴7将丝杠1与接头8连接起来，通过销轴9将接头8和楔块10连接为一体，最后利用螺钉连接减振装置11。丝杠螺母的设计保证螺纹升角小于当量摩擦角，能实现自锁。后提升机构的结构组成如图4所示。

图4 后提升机构

3 结语

本次毕业设计主要进行了直移式锻造操作机提升机构包括前提升机构和后提升机构，前提升机构又分为驱动装置和升降装置两部分，后提升机构分为驱动装置和减振装置两部分。由二者协调工作，方可实现钳头活动架的平行升降和下俯上仰动作。

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