一种锻造操作机的制作方法

1.本实用新型涉及锻造设备领域，具体地说是一种锻造操作机。


背景技术：

2.锻造操作机是锻造车间实现锻造自动化的重要设备，其通常与锻造液压机配合使用，能够提高锻件品质和生产效率。锻造操作机通常需要实现行走、升降、倾斜、夹持、夹钳旋转等多种动作，其中锻造操作机升降机构包括钢丝绳吊挂式、多杆机构组合式等类型，多杆机构组合式的优点是操作灵活，无论升降还是倾斜均可控制精确，但该结构升降范围较小，而钢丝绳吊挂式结构一般包括两组驱动装置，如授权公告号为cn103920842b的中国发明专利中公开了一种驱动锻造操作机上的钳架升降移动的传动装置，其设有前轴滚和后轴滚，前轴滚和后轴滚分别通过驱动装置驱动转动，转动时能够对钢丝绳缠绕或放开，从而实现钳架升降，而当前轴滚和后轴滚的驱动装置不同步时，能够使所述钳架与水平面之间形成一定夹角，从而实现钳架倾斜，该结构相对于多杆机构组合，其升降范围大大提高，但由于钢丝绳为柔性，其容易发生晃动，容易导致钳架无法保持水平，进而影响锻件加工，为了解决上述问题，现有技术中通常在钳架后端设置配重块，但由于锻件体积重量不同，经常需要根据锻件产品情况调整配重块，而调整配重块工序相对繁琐，会影响生产效率。专利cn205816695u的解决方式是利用一个液压缸垂直设置连接活动架和支撑座，但该装置还是存在升降范围小的问题，而专利cn202655539u的解决方式是在操作机后方用链条将升降平台后部与操作机机架下方相连，但链条长度较短的话还是会限制钳架的升降范围，链条长度较长则具有较大柔性，还是会出现钳架晃动问题。
3.另外现有技术中的钢丝绳吊挂结构采用前后两个驱动装置以实现钳架倾斜调整目的，但一旦两个驱动装置不同步，则很容易导致钳架重心偏移，升降无法保持平稳，另外利用钢丝绳收放调整钳架倾斜位姿，也很难保证调整精度。
4.再者现有技术中的操作机车体行走包括有轨和无轨两种形式，其中有轨结构是利用设于操作机车体上的电机驱动滚轮旋转沿着轨道移动，但由于锻造操作机承受较大冲击力，仅依靠电机自带的制动系统进行车体制动，容易导致制动失效，进而导致操作机在工作过程中受冲击力作用发生位移，造成较大的安全隐患，同时也会使锻件位置发生偏差，影响锻件质量。专利cn212094197u的解决方式是在锻造机本体的滚轮上方设置了两个交叉的刹车钳，其利用刹车钳将滚轮抱紧以固定住操作机的位置，但由于刹车钳直接作用于车体滚轮上，并且为了保证操作机固定牢固，刹车钳抱紧力较大，这容易对车体滚轮造成损伤，进而影响滚轮与导轨之间的配合，导致车体移动卡滞。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种锻造操作机，在保证钳架升降范围的同时，可以快速稳固地实现钳架固定，并且可以快速精确地控制钳架倾斜调整，缩短调整时间，提高了生产效率，另外本实用新型能够保证操作机移动锁定牢固，既降低了设备的安全风险，也可
以有效避免锻件发生位移影响锻造质量。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种锻造操作机，包括车体、钳架、升降驱动组件、液压缸、行走驱动组件和夹钳组件，其中车体包括下端的行走架和上端的升降驱动支架，钳架设于行走架和升降驱动支架之间，升降驱动组件设于升降驱动支架上，所述升降驱动组件包括升降驱动装置、第一钢丝绳和第二钢丝绳，且所述第一钢丝绳和第二钢丝绳通过所述升降驱动装置驱动同步收紧或释放，所述钳架两端设有连接座，且所述第一钢丝绳和第二钢丝绳分别与对应的连接座固连，各个连接座下端均铰接有距离传感器，所述行走架端部设有液压缸，且所述液压缸缸杆端部设有支撑夹爪，所述钳架内设有支撑轴，所述行走架后端设有行走驱动组件，所述钳架上设有夹钳组件，所述夹钳组件包括夹钳、连杆机构、张合驱动轴、旋转套筒、张合驱动装置和旋转驱动装置，其中夹钳设有两个夹持臂，张合驱动轴后端通过一个连接座与张合驱动装置相连、前端穿过旋转套筒后通过两个连杆机构分别与两个夹持臂连接，所述旋转套筒前端与夹钳后端固连，且所述旋转套筒通过所述旋转驱动装置驱动转动，所述张合驱动轴后端转动安装于所述连接座中。
8.所述夹钳包括夹持臂、固定臂和安装盘，其中安装盘转动设于钳架前端的第一连接座中，所述旋转套筒前端与所述安装盘固连，所述固定臂固设于所述安装盘远离旋转套筒一侧，且所述夹持臂与对应侧的固定臂铰接，所述张合驱动轴前端设有一个驱动板，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，且第一连杆一端铰接于所述驱动板上，另一端与第二连杆一端铰接，而第二连杆另一端与对应侧夹持臂和固定臂的铰接处铰接。
9.所述旋转驱动装置通过一个旋转传动组件传递转矩，所述旋转传动组件包括相互啮合的旋转驱动齿轮和旋转从动齿轮，其中旋转驱动齿轮安装于所述旋转驱动装置的输出轴上，旋转从动齿轮安装于所述旋转套筒上。
10.所述升降驱动装置两侧均设有辊筒，第一钢丝绳一端以及第二钢丝绳一端均缠绕于对应侧的辊筒上，并且位于同侧辊筒上的第一钢丝绳和第二钢丝绳绕向相反，所述升降驱动支架两端均设有转向轮，且所述第一钢丝绳和第二钢丝绳绕过对应的转向轮后与钳架上对应的连接座固连。
11.所述辊筒上设有多个容置槽，且第一钢丝绳和第二钢丝绳分别缠绕于对应的容置槽中。
12.所述行走驱动组件包括驱动电机、传动轴、滚轮驱动轴、滚轮和多个齿轮，其中驱动电机的输出轴上设有第一驱动齿轮，且所述第一驱动齿轮与设于传动轴一端的第一从动齿轮啮合，传动轴另一端设有第二驱动齿轮，且所述第二驱动齿轮与设于滚轮驱动轴上的第二从动齿轮啮合，所述滚轮驱动轴两端均设有第三驱动齿轮，各个滚轮均安装于所述行走架中，且所述滚轮内侧均同轴设有第三从动齿轮，所述第三驱动齿轮与对应的第三从动齿轮啮合，所述行走架外侧设有抱持组件，且所述第一从动齿轮通过所述抱持组件锁定。
13.所述行走架上设有支撑座，所述传动轴安装于所述支撑座上，且所述第一从动齿轮和第二驱动齿轮分设于所述支撑座两侧，另外所述滚轮驱动轴的对应侧端部也安装于所述支撑座上，所述行走架远离所述支撑座一侧设有滚轴支座，所述滚轮驱动轴)另一端安装于所述滚轴支座上。
14.所述抱持组件包括抱持驱动装置和抱持夹板，且两个抱持夹板通过所述抱持驱动
装置驱动闭合，所述抱持驱动装置安装于一个抱持支架上，所述抱持支架可调整地设于行走架上。
15.所述行走架后端设有液压缸。
16.所述行走架前端和后端均设有液压缸。
17.本实用新型的优点与积极效果为：
18.1、本实用新型的升降驱动组件利用一个升降驱动装置驱动两侧钢丝绳同步收放，可以保证钳架平稳升降，另外本实用新型在车体的行走架端部设有液压缸，当钳架下降到位后，所述液压缸伸出快速固定钳架，相比于现有技术中的配重块等结构，本实用新型既保证了钳架升降范围，也可以迅速稳固地固定钳架。
19.2、本实用新型可以只在行走架后端设置液压缸，在保证钳架固定同时实现钳架单向倾斜调整，也可以在行走架前端和后端均设置液压缸，在保证钳架固定同时实现钳架前后双向倾斜调整，并且所述钳架前后端的连接座下端均铰接有距离传感器用于实时检测与行走架台面间的距离，从而可以准确确认钳架的位姿，保证钳架调整精准，另外本实用新型的距离传感器上端与对应连接座铰接，无论钳架如何调整，其检测端均垂直朝下，从而保证设备系统换算控制准确。
20.3、本实用新型的行走驱动组件利用抱持组件抱持锁紧第一从动齿轮实现整个机构锁定，从而避免锁紧时滚轮直接受力产生损伤，并且本实用新型可根据需要在第一从动齿轮两侧各设置一组抱持组件，而所述抱持组件位置可根据需要进行调整，以充分保证机构锁定牢靠，另外本实用新型行走驱动组件中的齿轮可采用自锁齿轮辅助整个机构锁定，并且所述行走驱动组件采用多个齿轮传动，也能够精确控制操作机本体的位移。
21.4、本实用新型将夹钳组件整体结构紧凑，可集成于钳架上。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构示意图，
23.图2为图1中的夹钳组件结构示意图，
24.图3为图1中升降驱动支架的俯视图，
25.图4为本实用新型一个实施例的结构示意图，
26.图5为图4中的实施例钳架倾斜示意图，
27.图6为图5中的i处放大图，
28.图7为本实用新型另一个实施例的结构示意图，
29.图8为图7中的实施例钳架倾斜示意图，
30.图9为图8中的ii处放大图，
31.图10为图1中行走架后侧的行走驱动组件示意图，
32.图11为图10中行走驱动组件的传动示意图，
33.图12为图10中的抱持组件示意图，
34.图13为图1中的转向轮放大示意图。
35.其中，1为车体，101为行走架，102为升降驱动支架，2为钳架，201为第一连接座，202为第二连接座，203为距离传感器，204为吊装螺栓，3为升降驱动组件，301为第一钢丝绳，302为第二钢丝绳，303为转向轮，3031为侧挡板，304为辊筒，305为升降驱动装置，4为液
压缸，401为支撑夹爪，5为夹钳组件，501为夹持臂，502为固定臂，503为第二连杆，504为第一连杆，505为驱动板，506为张合驱动轴，507为连接座，508为张合驱动装置，509为旋转套筒，510为旋转从动齿轮，511为旋转驱动齿轮，512为旋转驱动装置，6为行走驱动组件，601为驱动电机，602为第一驱动齿轮，603为第一从动齿轮，604为传动轴，605为第二驱动齿轮，606为第二从动齿轮，607为滚轮驱动轴，608为支撑座，609为第三驱动齿轮，610为第三从动齿轮，611为滚轮，612为抱持组件，6121为抱持驱动装置，6122为抱持夹板，6123为抱持支架，613为滚轴支座。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
37.如图1～13所示，本实用新型包括车体1、钳架2、升降驱动组件3、液压缸4、行走驱动组件6和夹钳组件5，其中车体1包括下端的行走架101和上端的升降驱动支架102，钳架2设于行走架101和升降驱动支架102之间，升降驱动组件3设于升降驱动支架102上，所述升降驱动组件3包括升降驱动装置305、第一钢丝绳301和第二钢丝绳302，且所述第一钢丝绳301和第二钢丝绳302通过所述升降驱动装置305驱动同步收紧或释放，所述升降驱动支架102两端均设有转向轮303，所述钳架2一端设有第一连接座201，另一端设有第二连接座202，且所述第一钢丝绳301绕过对应侧的转向轮303后与对应侧的第一连接座201固连，所述第二钢丝绳302绕过对应侧的转向轮303后与对应侧的第二连接座202固连，所述第一连接座201下端和第二连接座202下端均铰接有距离传感器203，如图5和图8所示，由于所述距离传感器203上端与对应连接座铰接，无论钳架2水平还是倾斜，其检测端均朝向下方并准确检测与行走架101台面之间的垂直距离，所述行走架101端部设有液压缸4，另外行走架101后端设有行走驱动组件6，所述钳架2上设有夹钳组件5。
38.如图2所示，所述夹钳组件5包括夹钳、连杆机构、张合驱动轴506、旋转套筒509、张合驱动装置508和旋转驱动装置512，其中夹钳设有两个夹持臂501，张合驱动轴506后端通过一个连接座507与张合驱动装置508相连、前端穿过旋转套筒509后通过两个连杆机构分别与两个夹持臂501连接，所述旋转套筒509通过轴承支撑转动设于所述钳架2上，且所述旋转套筒509前端与夹钳后端固连，所述旋转套筒509通过所述旋转驱动装置512驱动转动，且所述旋转驱动装置512通过一个旋转传动组件传递转矩，所述张合驱动轴506后端通过轴承支撑转动安装于所述连接座507中。机构工作时，所述张合驱动轴506通过所述张合驱动装置508驱动移动，进而通过连杆机构传递力矩驱动两个夹持臂501张合，所述旋转套筒509通过所述旋转驱动装置512驱动转动，进而带动夹钳一起转动，而张合驱动轴506由于后端通过轴承支撑转动安装于所述连接座507中，其随夹钳同步转动。
39.如图2所示，所述夹钳包括夹持臂501、固定臂502和安装盘，其中安装盘通过轴承支撑转动安装于所述第一连接座201中，且所述旋转套筒509前端与所述安装盘固连，所述旋转套筒509后端通过轴承支撑，所述固定臂502固设于所述安装盘远离旋转套筒509一侧，所述夹持臂501与对应侧的固定臂502铰接，所述张合驱动轴506前端设有一个驱动板505，所述连杆机构包括第一连杆504和第二连杆503，且第一连杆504一端铰接于所述驱动板505上，另一端与第二连杆503一端铰接，而第二连杆503另一端与对应侧夹持臂501和固定臂502的铰接处铰接。
40.如图2所示，所述旋转传动组件包括相互啮合的旋转驱动齿轮511和旋转从动齿轮510，其中旋转驱动齿轮511安装于所述旋转驱动装置512的输出轴上，旋转从动齿轮510安装于所述旋转套筒509上。
41.所述旋转驱动装置512可采用电机等装置，所述张合驱动装置508可采用气缸、油缸、直线电机等直线驱动装置。
42.如图3所示，所述升降驱动装置305两侧均设有辊筒304，第一钢丝绳301一端以及第二钢丝绳302一端均缠绕于对应侧的辊筒304上，并且位于同侧辊筒304上的第一钢丝绳301和第二钢丝绳302绕向相反，这样当辊筒304转动时可以同时实现第一钢丝绳301和第二钢丝绳302的缠绕收紧或同时释放，进而实现钳架2升降。本实施例中，所述升降驱动装置305为双出轴电机，其为市购产品。
43.如图3所示，所述辊筒304上设有多个容置槽，且第一钢丝绳301和第二钢丝绳302分别缠绕于对应的容置槽中，所述容置槽避免钢丝绳脱离所述辊筒304，所述容置槽上可根据需要设置挡板结构。另外如图13所示，所述转向轮303的轮槽外侧设有侧挡板3031，当钳架2倾斜调整时，其抬起端部对应的钢丝绳处于松弛状态，所述侧挡板3031可避免该钢丝绳脱离转向轮303。
44.如图1所示，所述第一连接座201上端和第二连接座202上端均设有吊装螺栓204，所述第一钢丝绳301和第二钢丝绳302分别与对应的吊装螺栓204固连。所述吊装螺栓204与对应连接座螺纹连接，这样可以根据实际情况旋转吊装螺栓204微调钢丝绳连接端高度，从而实现钳架2调平。所述吊装螺栓204为本领域公知技术且市购产品。
45.如图9所示，所述液压缸4缸杆端部设有支撑夹爪401，所述钳架2端部内设有支撑轴，本实用新型工作时，所述液压缸4的缸杆伸出，并且缸杆端部的支撑夹爪401夹持支撑钳架2内的支撑轴，从而可以使所述液压缸4代替配重块起到稳定钳架2的作用，而钳架2需要倾斜时，所述液压缸4的缸杆可进一步伸出驱动钳架2端部抬起。
46.所述液压缸4缸杆端部的支撑夹爪401可采用弧形的固定夹爪结构，此时支撑夹爪401对准钳架2端部内的支撑轴，钳架2下降过程中，钳架2端部内的支撑轴自动落入支撑夹爪401中。所述支撑夹爪401也可以采用自动夹爪结构，此时所述支撑夹爪401包括夹爪气缸，且所述夹爪气缸驱动两侧夹爪张合夹持钳架2端部内的支撑轴，此为本领域公知技术且为市购产品。
47.如图10～12所示，所述行走驱动组件6包括驱动电机601、传动轴604、滚轮驱动轴607、滚轮611和多个齿轮，其中驱动电机601的输出轴上设有第一驱动齿轮602，且所述第一驱动齿轮602与设于传动轴604一端的第一从动齿轮603啮合，传动轴604另一端设有第二驱动齿轮605，且所述第二驱动齿轮605与设于滚轮驱动轴607上的第二从动齿轮606啮合，所述滚轮驱动轴607两端均设有第三驱动齿轮609，各个滚轮611均安装于所述行走架101中，且所述滚轮611内侧均同轴设有第三从动齿轮610，所述第三驱动齿轮609与对应的第三从动齿轮610啮合，所述行走架101外侧设有抱持组件612，且所述第一从动齿轮603通过所述抱持组件612锁定。
48.如图10～11所示，所述行走架101上设有支撑座608，所述传动轴604安装于所述支撑座608上，且所述第一从动齿轮603和第二驱动齿轮605分设于所述支撑座608两侧，另外所述滚轮驱动轴607的对应侧端部也安装于所述支撑座608上。所述行走架101远离所述支
撑座608一侧设有滚轴支座613，所述滚轮驱动轴607另一端安装于所述滚轴支座613上。
49.如图12所示，所述抱持组件612包括抱持驱动装置6121和抱持夹板6122，且两个抱持夹板6122通过所述抱持驱动装置6121驱动闭合夹紧所述第一从动齿轮603边缘。所述抱持驱动装置6121可采用夹爪气缸或夹爪液压缸，此为本领域公知技术且为市购产品。
50.如图12所示，所述抱持驱动装置6121安装于一个抱持支架6123上，所述抱持支架6123可调整地设于行走架101上，比如所述行走架101外侧设有多组螺栓孔，所述抱持支架6123根据抱持锁定需要调整位置和高度，待抱持支架6123位置确定后再通过螺栓安装于对应一组螺栓孔上实现固定。
51.所述第一驱动齿轮602、第一从动齿轮603、第二驱动齿轮605、第二从动齿轮606、第三驱动齿轮609、第三从动齿轮610均采用自锁齿轮以辅助行走架101锁定，另外所述第一从动齿轮603两侧可根据需要各设有一组抱持组件612，保证抱持锁紧牢靠。
52.所述驱动电机601上设有编码器用于精确测量输出转速，本实用新型采用齿轮传动，设备系统可根据驱动电机601输出转速以及各个齿轮传动比进行换算以精确获得滚轮611移动距离，进而通过控制驱动电机601转速实现操作机本体位移的精确控制。所述编码器为市购产品。
53.本实用新型可以只在行走架101后端设置液压缸4，也可以在行走架101前后两端均设有液压缸4。
54.实施例一：
55.如图4～6所示，本实施例中，所述行走架101仅后端设有液压缸4。
56.本实施例工作时，升降驱动装置305启动驱动第一钢丝绳301和第二钢丝绳302同步收放，从而实现钳架2水平升降，当钳架2下降到设定高度时，如图3所示，所述液压缸4的缸杆伸出，并且缸杆端部的支撑夹爪401夹持住钳架2后端的支撑轴，这样所述液压缸4便快速稳固地固定钳架2后端以代替现有技术中的配重块等结构。
57.本实施例也可以进一步调整钳架2倾斜，如图4所示，此时所述液压缸4进一步伸出将钳架2抬起，使钳架2处于倾斜状态，而如图5所示，由于距离传感器203上端与对应连接座铰接，无论钳架2如何倾斜，距离传感器203的检测端始终垂直朝下，从而可以准确测量与行走架101台面之间的垂直距离。如图4所示，本实施例中两个距离传感器203之间距离a保持不变，其为直角三角形斜边，两个距离传感器203检测到的与行走架101台面距离h1和h2的差值为直角三角形一个直角边，这样设备系统便根据直角三角形公式换算可精确获得钳架2倾斜角度，并控制所述液压缸4实时伸缩调整，从而保证钳架2倾斜精度。
58.当液压缸4缩回后，钳架2恢复水平升降状态，此时各个距离传感器203如果检测其与行走架101台面距离不同时，则钳架2有倾斜并非水平，此时作业人员可通过旋拧吊装螺栓204实现钳架2微调直至距离传感器203检测值相同，从而保证钳架2水平平稳升降。
59.另外如图9～11所示，行走架101移动时，行走驱动组件6中的驱动电机601通过第一驱动齿轮602和第一从动齿轮603传递转矩驱动传动轴604转动，所述传动轴604通过第二驱动齿轮605和第二从动齿轮606驱动滚轮驱动轴607转动，所述滚轮驱动轴607则通过两端的第三驱动齿轮609分别驱动对应滚轮611内侧的第三从动齿轮610转动，进而实现行走架后端的滚轮611转动，所述滚轮611与设于地面上的导轨配合移动并驱动整个操作机移动，所述驱动电机601、支撑座8、滚轴支座13均安装于所述行走架101上，另外所述行走架101前
端设有从动滚轮沿着地面上的导轨移动。当操作机停止时，本实用新型一方面利用抱持组件612抱持锁紧所述第一从动齿轮603实现整个机构锁定，另一方面本实用新型中的齿轮可采用自锁齿轮辅助机构锁定，并且由于第一从动齿轮603面积相对较大，所述第一从动齿轮603两侧可根据各设有一组抱持组件612，以保证机构锁定牢靠。
60.如图2所示，当钳架2位置锁定后，夹钳组件5中的张合驱动轴506通过所述张合驱动装置508驱动移动，进而通过连杆机构传递力矩驱动两个夹持臂501张合，而所述旋转套筒509通过所述旋转驱动装置512驱动转动，进而带动夹钳一起转动。
61.实施例二：
62.如图6～8所示，本实施例和实施例一的区别在于：本实施例在行走架101前端和后端均设有液压缸4，相比于实施例一，本实施例利用两个液压缸4固定钳架2以代替配重块等结构，钳架2更为稳定牢固，同时如图7所示，本实施例可以实现钳架2前后两个方向的倾斜调整，调整更为灵活，本实施例的控制原理和实施例一相同。