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专利号: 2020100117561
申请人: 吉林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-07-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种智能高效硫化压力机,其特征在于,该机器包括机械本体(1)、往复运动机构(2)、压模机构(3)和升降机构(4)。所述的机械本体(1)是一个壳体,并且上部设有延伸架,中间设有一凸台,下部设有平台;所述往复运动机构(2)横向固定安装在机械本体(1)的中层,所述压模机构(3)通过螺栓固定安装在机械本体(1)上顶的中间位置,所述升降机构(4)通过螺栓固定安装在机械本体(1)下底的中间位置;

往复运动机构(2)包括上模板(201)、连杆Ⅰ(202)、连杆Ⅱ(203)、滑块Ⅰ(204)、连杆Ⅲ(205)、锥齿轮轴Ⅰ(206)、锥齿轮Ⅰ(207)、锥齿轮Ⅱ(208)、锥齿轮轴Ⅱ(209)、锥齿轮Ⅲ(210)、锥齿轮Ⅳ(211)、锥齿轮轴Ⅲ(212)、锥齿轮Ⅴ(213)、步进电机Ⅰ(214)、锥齿轮Ⅵ(215)、锥齿轮轴Ⅳ(216)、连杆Ⅳ(217)、滑块Ⅱ(218)、连杆Ⅴ(219)、连杆Ⅵ(220)、连杆Ⅶ(221)、连杆Ⅷ(222)、下模板(223)、连杆Ⅸ(224)、连杆Ⅹ(225)、连杆Ⅺ(226)、连杆Ⅻ(227)、连杆ⅩⅢ(228)、连杆ⅩⅣ(229);

所述步进电机Ⅰ(214)通过螺栓与机械本体(1)上的凸台固连,所述锥齿轮Ⅴ(213)与步进电机Ⅰ(214)的输出轴固连,所述Ⅴ(213)分别同锥齿轮Ⅵ(215)和锥齿轮Ⅳ(211)垂直啮合;锥齿轮Ⅱ(208)分别同锥齿轮Ⅰ(207)和锥齿轮Ⅲ(210)垂直啮合;所述锥齿轮Ⅲ(210)与锥齿轮Ⅳ(211)分别通过键固连在锥齿轮轴Ⅲ(212)上,所述锥齿轮轴Ⅲ(212)与锥齿轮轴Ⅱ(209)分别通过机械本体(1)凸台上安装的轴承固定,所述锥齿轮轴Ⅰ(206)与连杆Ⅲ(205)固连,所述连杆Ⅲ(205)与滑块Ⅰ(204)通过铰链铰接,所述连杆Ⅱ(203)的一端穿过滑块Ⅰ(204)与连杆Ⅰ(202)、连杆Ⅻ(227)的一端通过铰链铰接,连杆Ⅱ(203)另一端与连杆ⅩⅢ(228)、连杆ⅩⅣ(229)的一端通过铰链铰接,连杆Ⅻ(227)和连杆ⅩⅢ(228)的另一端分别通过铰链连接在连杆Ⅺ(226)的两端;连杆ⅩⅣ(229)另一端通过铰链连接在下模板(223)上;连杆Ⅰ(202)的另一端与上模板(201)通过铰链铰接;

所述锥齿轮轴Ⅳ(216)与连杆Ⅳ(217)固连,所述连杆Ⅳ(217)与滑块Ⅱ(218)通过铰链铰接,所述连杆Ⅸ(224)的一端穿过滑块Ⅱ(218)与连杆Ⅹ(225)、连杆Ⅵ(220)的一端通过铰链铰接,连杆Ⅸ(224)的另一端与连杆Ⅴ(219)、连杆Ⅶ(221)的一端通过铰链铰接,连杆Ⅵ(220)和连杆Ⅶ(221)的另一端分别通过铰链连接在连杆Ⅷ(222)上,连杆Ⅴ(219)的另一端通过铰链连接在下模板(223)上;连杆Ⅹ(225)的另一端与上模板(201)通过铰链铰接;

压模机构(3)位于往复运动机构(2)的上模板(201)加热成形工作位置的正上方,所述升降机构(4)通过螺栓固定安装在机械本体(1)下底的中间位置,位于往复运动机构(2)的下模板(223)加热成形工作位置的正下方。

2.根据权利要求1所述的智能高效硫化压力机,其特征在于,所述的压模机构(3)主要包括压模(301)、若干液压缸和位移传感器;所述的若干液压缸按照对称分布方式布置在压模上,液压缸的推杆与压模固定连接,液压缸上方固定在机械本体(1)上顶的中间位置;每个液压缸旁分别设置一个位移传感器,所述位移传感器通过粘接固定方式安装在机械本体(1)上顶的延伸架中间位置。

3.根据权利要求1所述的智能高效硫化压力机,其特征在于,所述的升降机构(4)包括升降连杆Ⅰ(401)、升降连杆Ⅱ(402)、导向柱Ⅰ(403)、导向柱Ⅱ(404)、推板(405)、加热板(406)、导向柱Ⅲ(407)、导向柱Ⅳ(408)、联轴器(409)、步进电机Ⅱ(410)、输出轴(411)和轴承座(412);

所述步进电机Ⅱ(410)通过螺栓固定安装在机械本体(1)下底的中间位置,所述输出轴(411)一端通过联轴器(409)与步进电机Ⅱ(410)的输出端固连,所述轴承座(412)通过螺栓固定安装在机械本体(1)下底的中间位置,所述输出轴(411)另一端与升降连杆Ⅰ(401)固连,所述升降连杆Ⅰ(401)与升降连杆Ⅱ(402)通过铰链铰接,所述升降连杆Ⅱ(402)与推板(405)的下端通过铰链铰接,所述加热板(406)通过螺栓固定安装在推板(405)上表面;导向柱Ⅰ(403)、导向柱Ⅱ(404)、导向柱Ⅲ(407)和导向柱Ⅳ(408)对称布置在推板(405)下表面,导向柱Ⅰ(403)、导向柱Ⅱ(404)、导向柱Ⅲ(407)和导向柱Ⅳ(408)机械本体(1)下部平台的导向孔中。

4.根据权利要求1所述的智能高效硫化压力机,其特征在于,

连杆Ⅶ(221)的长度L1、连杆Ⅴ(219)的长度L2由式(3)和式(4)

其中,h1为铰链点A与铰链点F之间的垂直距离,由式(2)得到,

式中,l2为铰链点A与铰链点F之间的水平距离,α1为连杆Ⅶ(221)与竖直方向的夹角,由式(1)得到,式中R为连杆Ⅸ(224)的长度,l1为上模板(201)和下模板(223)的长度;

连杆Ⅷ(222)和连杆Ⅵ(220)的长度由下式计算得到;

其中,L5为铰链点(A)与铰链点(C)之间的距离,

β3为L1与铰链点(A)与铰链点(C)之间连线的夹角

β2为L1与L3之间的夹角;

β2=π-α3-β1           (7)

式(7)中α3为L1与水平方向的夹角,

式中β1为L1与水平方向的夹角

连杆Ⅳ(217)的长度等于回转圆的半径(R),连杆Ⅹ(225)的长度等于下模板(223)的长度l1。

5.一种如权利要求1所述的智能高效硫化压力机的控制方法,具体包括下列步骤:

步骤(1):开启电源,开始工作,此时锥齿轮Ⅵ(215)由步进电机Ⅰ(214)驱动逆时针旋转,连杆Ⅳ(217)与竖直面夹角为0度到arccos(R/L6)度,式中L6为铰链点G和铰链点F之间的距离,两个模板状态为上模板(201)进,下模板(223)出;同时步进电机Ⅱ(410)驱动升降机构(4)中的推板(405)升起;

步骤(2):由加热板(406)对上模板(201)加热,下模板(223)取件上料;

步骤(3):步进电机Ⅰ(214)停止工作,待加热满足要求后,压模机构(3)中液压缸带动压模(301)下压,并保压设定时间后,压模机构(3)中液压缸带动压模(301)抬起;

步骤(4):步进电机Ⅰ(214)驱动锥齿轮Ⅵ(215)继续旋转,连杆Ⅳ(217)与竖直面夹角为arccos(R/L6)度到0度,此时状态为上模板(201)出,下模板(223)进;步进电机Ⅱ(410)驱动升降机构(4)中的推板(405)下降,步骤(5):对上模板(201)取件上料,由加热板(406)对下模板(223)加热;

步骤(6):步进电机Ⅰ(214)停止工作,待加热满足要求后,压模机构(3)中液压缸带动压模(301)下压,并保压设定时间后,压模机构(3)中液压缸带动压模(301)抬起;

步骤(7):由步进电机Ⅰ(214)驱动,上模板(201)进,下模板(223)出;

步骤(8):此时若继续工作,继续依次循环步骤(2)~步骤(7);若停止工作,则对下模板(223)取件,关闭电源,工作结束。