本发明专利技术提出了一种根据压力机的行程、频率、工作台尺寸、人机关系等客观数据制定安全制动的技术指标，并建立了相应的数学公式的安全压力机快速制动法及转键离合器制动机构。然后经分析对比，得出了中小型压力机目前只能采用具有快速制动机构的转键离合器才可实现安全制动的结论，即紧急制动角需小于安全停止角和方便角，脱键角尽量小，并设计出快速制动机构的实施方案和计算公式。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中小型安全压力机快速制动法及转键离合器制动机构。为了使刚性离合器能够实现紧急停车，给压力机的安全操纵提供条件，国内已出现了多种具有急停机构的转键离合器，如河北沧州锻压机床厂生产的无级寸动刚性离合器冲床，上海打火机厂的QF-1型冲床系列紧急制动安全装置，本专利技术人曾在86104198号专利申请中公开的由挡键销和带式制动盘构成的无级制动装置等。但经过近十年的实践证明，这些方案虽然理论上似乎可行，但由于种种理论上或工艺上的问题考虑不周，或缺乏必要的配套技术，至今都尚未得到推广应用。目前，国内外对安全机械压力机或安全离合器的定义和技术指标尚无统一的说法和标准，如机工部标准JB3350-83《机械压力气机安全技术条件》第6，12条将具有两种以上安全装置的压力机称为安全压力机，但对总紧急制动响应时间未提出具体指标，只是要求操作者按规定设置安全距离。《曲柄压力机》(清华大学何德誉主编，机械工业出版社，1987年第93页上将“具有急停机构的刚性离合器称为安全刚性离合器，或称寸动刚性离合器”。该文只列举了某种方案所达到的技术参数，但该参数是否已满足安全要求未见论证。ZBnJ62016-88《开式压力机性能要求与试验方法》规定了摩擦离合器压力机的制动角指标，但该指标是否满足具体机床的安全要求也无检验标准。日本塑性加工学会编的《压力加工手册》(机械工业出版社，1984年10月中文版)第1043～1064页有关安全装置的内容中也无此类论述。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中存在的不足之处，设计了一种紧急制动角需小于安全停止角和方便角的安全压力机快速制动法及脱键角尽量小的转键离合器制动机构。本专利技术的目的以通过以下措施来达到一种安全压力机快速制动法及转键离合器制动机构，其特征是安全压力机快速制动法中压力机的紧急制动角αZ的设计方法是根据滑块行程H，上下模面的交合高度hj，最小安全高度ha计算出安全停止角αA，用安全停止角αA减去不保护角αP的差值作为紧急制动角αZ的最大允许值之一，根据机床工作台前后宽度M，滑块连续工作频率n和方便系数N及国际上设定的手最大运动速度V手计算出方便角α1作为紧急制动角α2的另一个最大允许值，将(αA-αP)和α1的最小值作为αZ的设计指标，其中，hj=0.4H,ha=20～35mm,αp=10°～60°,N=3～4,V手=1600mm/秒；实现紧急制动角αZ设计指标的方法是使用响应时间小于1.5ms的光电传感器、响应时间小于0.5ms的逻辑判断和功放电路、吸合时间8～15ms的制动驱动机构，将制动准备时间控制在10～22ms之间，然后根据滑块连续工作频率n和设定的紧急制动角αZ指标计算出脱键角α脱的设计指标。以下结合附图对本专利技术进行详细阐述。附图说明图1为现有曲柄压力机的工况示意简图。图2为现有一种分离式安全刚性离合器图。图3为本专利技术带式脱键制动机构示意图。图4为本专利技术带式脱键制动机构在机床上安装位置示意图。图5为本专利技术曲柄滑块脱键方式安全转键离合器结构示意图。图6为本专利技术曲柄滑块脱键方式安全转键离合器运动示意图。图7为本专利技术曲柄滑槽脱键方式安全转键离合器结构示意图。图8为本专利技术曲柄滑槽脱键方式安全转键离合器运动示意图。首先结合图1分析安全压力机应达到的实际紧急制动角指标。图1中，H为滑块行程；h为曲轴从上死点开始转动α角度时对应的滑块下沿至下死点高度；hj为滑块运动到下死点时上下模面的交合高度；ha规定为滑块紧急制动时上下模面应保持的不挤手最小安全高度，一般应取20～30毫米；hA为h1与ha之和，此处定义为滑块安全停止高度；αA是与hA相对应的曲轴自上死点起转过的角度，此处定义为安全停止角；L为连杆长度。根据曲柄滑块机构的运动关系，可得出α与h有如下关系式a=cos-11λ---(1)]]>式中，α，h，H的意义如前所述，λ为连杆系数，λ= (H)/(2L)用hA=hj+ha代替(1)式的h，则得到αAaA=cos-11λ---(2)]]>对于普通用途的压力机，模具交合高度hj从零(冲裁时)到0.4H(引伸时)都有可能，若对所有情况均适用，hj应取得最大值0.4H。ha的选取，根据经验可视机床行程H的大小确定当H小于50毫米时，ha取20毫米，当H大于100毫米时，ha取30毫米，当H为50～100毫米时，ha取25毫米。压力机的操纵方式一般均有单次行程、连续行程和自动行程三种方式，后两种行种控制方式中清除废料和零件及送进新料的动作均需在滑块上升过程到刚开始下降的阶段完成，这时应允许遮挡光幕而不紧急制动，即这段时间应具备GB5091-85《压力机的安全装置技术要求》第6.4、7.4条所规定的不保护区功能才可能进行连续行程的操作。这就要求既使手遮挡光幕，也要曲轴运动到图1所示的D点之后才开始发生紧急制动，这样就得出安全压力机紧急制动性能的第一个技术指标压力机的紧急制动角αZ(定义为从手进入光电传感器光幕到滑块完全停止期间曲轴所转过的角度)应符合(3)式要求αZ≤αA-αp(3)αP定义为不保护角，可根据机床的行程和连续工作频率选取，一般为10°～60°之间。代入具体的数据计算后可知，目前被认为是世界上最先进的摩擦离合器，在25吨以下的普通压力机(行程H小于80毫米，行程次数大于100次min)上，其紧急制动性能均不能满足(3)式的要求，而在快速型机床上则相差更远。对于行程较大行程频率较低的机床，紧急制动角度满足(3)式并不一定就能保证安全。现继续以图1进行分析计算当滑块运行过程中发生紧急制动的时刻使滑块停在hA高度以下时，在ha为零之前，若手先进入上下模面之间，仍会伤手，此时应该用设置光幕安全距离Ds的办法保证安全当手穿过光幕到达模口之前，滑块已停止运动。这一要求可用(4)式表示(αZ)/(ω) ＞ (DS)/(V手) (4)式中，ω-曲轴角速度，Ds-安全距离，V手-手的运动速度，一般取为1600毫米/秒。现以63吨压力机为例进行计算标准型的63吨压力机参数为H=120毫米λ=0.1n=50次/分(行程次数)工作台前后宽度M=480mm根据(2)、(3)、(4)式计算则有 取αP=30°则αZ=75°-30°=45°ω=6n=300(0/s)Ds＞ (αZ)/(ω) ×1600=240(mm)计算结果表明，光幕位置必须设置在工作台之外才能保证安全。但实际操作中，操作者为此深感不便，为追求高工作效率和减轻劳动强度往往将光幕靠近模具设置，这就仍有可能发生伤手事故。实践表明，只强调操作者去严格执行过大的安全距离是行不通的，根本的解决办法应是根据操作者能够接受的安全距离去设计紧急制动角。本专利技术人经多年调查了解，认为将安全距离设定为工作台前后宽度的1/4～1/3，操作者还是乐意接受的。为此，根据(4)式的要求设置一个“方便角”的概念为方便操作，安全距离不应超过工作台前后宽度的1/4～1/3，在此距离内手运动的时间应大于滑块紧急制动所需的时间，在此时间内曲轴的转角称为方便角。方便角可用(5)式计算αf= (3M·n)/(800N) (5)式中，α1-方设角，度，M-工作台前后宽度，mm，n-连续工作频率，次/min，N-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种安全压力机快速制动法及转键离合器制动机构，其特征是安全压力机构紧急制动角α↓［ｚ］的设计方法是：根据滑块行程Ｈ，上下模面的交合高度ｈ↓［ｊ］，最小安全高度ｈ↓［ａ］计算出安全停止角α↓［Ａ］，用安全停止角α↓［Ａ］减去不保护角α↓［ｐ］的差值作为紧急制动角α↓［ｚ］的最大允许值之一，根据机床工作台前后宽度Ｍ，滑块连续工作频率ｎ和方便系数Ｎ及国际上设定的手最大运动速度Ｖ↓［手］计算出方便角α↓［＊］作为紧急制动的另一个最大允许值，将（α↓［Ａ］－α↓［ｐ］）和α↓［＊］的最小值作为α↓［ｚ］的设计指标，其中，ｈ↓［ｊ］＝０. ４Ｈ，ｈ↓［ａ］＝２０～３５ｍｍ，α↓［ｐ］＝１０°～６０°，Ｎ＝３～４，Ｖ↓［手］＝１６００ｍｍ／秒；实现紧急制动角α↓［ｚ］设计指标的方法是：使用响应时间小于１. ５ｍｓ的光电传感器、响应时间小于０. ５ｍｓ的逻辑判断和功放电路、吸合时间８～１５ｍｓ的制动驱动机构，将制动准备时间Ｔ’控制在１０～２２ｍｓ之间，然后根据滑块连续工作频率ｎ和设定的紧急制动角α↓［ｚ］指标计算出脱键角α脱的设计指标。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛云登，张才良，赵金源，贺建平，潘星亮，
申请(专利权)人：张才良，薛云登，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。