操縱系統(tǒng)包括離合器、制動器和操縱機構(gòu),是曲柄連桿機構(gòu)的控制裝置,用來結(jié)合或分離動力。在輸入動力時,制動器先松閘,離合器再結(jié)合;在切斷動力時,離合器先分離,制動器上閘克服曲柄連桿機構(gòu)的慣性,使運動迅速停止。離合器與制動器工作異常,會導(dǎo)致滑塊運動失去控制,引發(fā)沖壓事故。操縱系統(tǒng)是安全檢查的重點。
離合器分為剛性離合器和摩擦離合器兩類。
1.剛性離合器
剛性離合器授接合零件的型式不同,可分為轉(zhuǎn)鍵式和滾柱式。滾柱式離合器安全性較好,但由于技術(shù)原因目前壓力機較少使用。壓力機常用轉(zhuǎn)鍵式離合器,按轉(zhuǎn)鍵的數(shù)目分為單鍵和雙鍵兩種。接轉(zhuǎn)鍵的形狀又分為半圓形轉(zhuǎn)鍵和矩形轉(zhuǎn)鍵(又稱為切向轉(zhuǎn)鍵)。
(1)剛性離合器的工作原理。半圓形雙轉(zhuǎn)鍵離合器的結(jié)構(gòu)原理圖見圖1,它由主動部分(動力輸入端)、從動部分(與曲柄連桿機構(gòu)相連)、接合部分組成。
①主動部分:包括圖1中大齒輪8、中套4和滑動軸承1,5,中套借助平鍵14與大齒輪固定連接。
圖1 雙轉(zhuǎn)鍵離合器 E向圖
?、趶膭硬糠郑喊▓D1中曲軸3、內(nèi)套2和外套6。
?、劢雍喜糠郑喊▓D1中轉(zhuǎn)鍵16和15.轉(zhuǎn)鍵操縱機構(gòu)的關(guān)閉器9,彈簧12和拉板17。
關(guān)鍵元件的配合工作關(guān)系是這樣的(見圖1的D-D剖視圖):中套的內(nèi)壁有四個缺月形槽,曲軸的外壁有兩個豐月形的槽,內(nèi)政h套的內(nèi)壁各有兩個缺月形槽,曲軸及中、內(nèi)、外套的槽直徑相同。轉(zhuǎn)鍵的中部為豐月形實體,兩端為圓柱形軸頸,軸頸支承在由曲軸上的槽與內(nèi)、外套的槽共同形成的圓形軸孔中;轉(zhuǎn)鍵中部的豐月形實體與曲軸的豐月形槽配合,并在操縱機構(gòu)控制下可繞轉(zhuǎn)鍵自身的軸線在曲軸槽內(nèi)轉(zhuǎn)動。這樣可能出現(xiàn)兩種情況,當(dāng)轉(zhuǎn)鍵的豐月形實體與曲軸的豐月形槽完全重合時,轉(zhuǎn)鍵與曲軸共同組成一個實整圓(見圖1中D-D的左剖視圖),該整圓可相對中套滑動,曲軸不隨大齒輪轉(zhuǎn)動,離合器處于分離狀態(tài);當(dāng)大齒輪中套缺月形槽與曲軸豐月形槽對正成完整圓槽時,如恰好轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)動,卡在該圓槽中(見圖1中D-D的右剖視圖),則大齒輪帶動曲軸轉(zhuǎn)動,離合器處于結(jié)合狀態(tài)。
圖1 D-D剖視圖
轉(zhuǎn)鍵有主鍵(即工作鍵16)與副鍵(也稱填充鍵15)之分,兩鍵總是同時轉(zhuǎn)動但轉(zhuǎn)向相反。兩鍵的運動聯(lián)系靠右端裝配的鍵柄18,19和拉板17組成的四連桿機構(gòu)來完成(見圖1的E向圖)。在上模隨滑塊下行程沖壓工件時,主鍵起作用;當(dāng)傳動機構(gòu)反轉(zhuǎn)(如當(dāng)調(diào)整模具需要)時,副鍵起作用。副鍵可以防止滑塊下行程時,由于曲柄滑塊機構(gòu)的自重作用,造成曲柄發(fā)生超前于大齒輪的轉(zhuǎn)動,"超前"現(xiàn)象會引起主鍵與中套的撞擊。
控制轉(zhuǎn)鍵的轉(zhuǎn)動原理是這樣的(見圖1的C-C剖視圖):當(dāng)需要離合器結(jié)合時,轉(zhuǎn)動關(guān)閉器9,讓開尾板10在彈簧12作用下,尾板連同工作鍵有逆時針旋轉(zhuǎn)趨勢,只要中套和曲軸的圓槽對正,則工作鍵立刻逆時針轉(zhuǎn)過一角度,卡在中套和曲軸圓形槽中間,大齒輪借助中套和工作鍵帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。
圖1 C-C剖視圖
切向轉(zhuǎn)鍵式離合器(見圖2)工作原理與雙鍵離合器相似,只是其轉(zhuǎn)鍵斷面為近似矩形,中套內(nèi)緣有3個槽。在操縱機構(gòu)作用下;切向轉(zhuǎn)鍵5轉(zhuǎn)入中套三角槽內(nèi)則離合器結(jié)合,當(dāng)轉(zhuǎn)鍵完全位于曲軸內(nèi)套的鍵槽中時,離合器脫開。
剛性離合器構(gòu)造簡單,便于制造,不需要額外動力源。但它傳遞扭矩小,連接元件受撞擊載荷,容易損壞,而且滑塊只能停止在上死點,不能在行程的任意位置停止。
圖2切向轉(zhuǎn)鍵離合器
l-尾板 2-曲軸 3-大齒輪 4-中套 5-切向轉(zhuǎn)鍵
(2)剛性離合器的安全要求:
?、賱傂噪x合器承受沖擊的零件(如轉(zhuǎn)鍵、滑銷、牙碳等)應(yīng)在材質(zhì)及熱處理方面采取措施,提高其強度和沖擊韌性。必要時應(yīng)對其內(nèi)在質(zhì)量進行無損探傷檢查。
?、趧傂噪x合器的單次行程工作機構(gòu)必須安全、可靠。
?、蹌傂噪x合器的操縱機構(gòu)的支架,必須安裝正確、牢固,不得因受振動而產(chǎn)生松動。
?、苻D(zhuǎn)鍵離合器的操縱機構(gòu)的關(guān)閉器應(yīng)與轉(zhuǎn)鍵的鍵尾接觸良好。
?、蒉D(zhuǎn)鍵在鍵槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活、可靠。在單次行程操作后,應(yīng)能及時復(fù)位。在非操作的情況下,應(yīng)不會被其他外力推動而轉(zhuǎn)動。
2.摩擦離合器
摩擦離合器是借助摩擦副的摩擦力來傳遞扭矩。壓緊摩擦元件,在結(jié)合面形成摩擦副,產(chǎn)生摩擦力,使離合器主動部分與從動部分結(jié)合;壓緊力解除,結(jié)合面分離,摩擦力消失,離合器的動力切斷。按工作情況,摩擦離合器分為干式(摩擦面暴露在空氣中)和濕式(摩擦面浸在油里)兩種。按摩擦面的形狀,又可分為圓盤式、浮動鑲塊式和圓錐式多種類型。
(1)摩擦離合器的工作原理。以浮動鑲塊式摩擦離合器為例,它由主動部分、從動部分和結(jié)合部分組成(見圖3)。
圖3浮動鑲塊式摩擦離合器
l-飛輪 2-環(huán)形汽缸活塞 3-復(fù)位彈簧 4-浮動摩擦塊 5-調(diào)整墊片
6-主動盤 7-保持盤 8-鍵 9-傳動軸
①主動部分:由圖3中飛輪1(大齒輪)、活塞2、主動盤 6組成,飛輪外部是大齒輪,內(nèi)部是環(huán)形氣缸;
?、趶膭硬糠郑簣D3中傳動軸9與保持盤7用鍵連接,傳動軸與曲軸同步運動;
?、劢Y(jié)合部分:圖3中摩擦塊4、活塞2、復(fù)位彈簧3,摩擦塊浮動鑲嵌在環(huán)形汽缸內(nèi),處于主動盤和活塞之間,可軸向移動。
本裝置的動作過程是:壓縮空氣進入汽缸內(nèi),圖3中推動活塞2,將摩擦塊擠壓變形,同時壓縮彈簧3,摩擦塊內(nèi)環(huán)面和右側(cè)面分別緊貼在保持盤7和主動盤6上形成摩擦副.離合器接合,動力經(jīng)保持盤通過摩擦塊傳遞給主動盤,曲軸轉(zhuǎn)動;當(dāng)汽缸中的空氣排出時,在復(fù)位彈簧張力作用下,活塞壓力解除,摩擦塊消除變形恢復(fù)浮動狀態(tài),摩擦副不復(fù)存在,離合器分離,保持盤和主動盤的聯(lián)系切斷,在制動器作用下,曲軸停止轉(zhuǎn)動。
摩擦式還可以將離合器和制動器設(shè)計成一體,實現(xiàn)二者的聯(lián)鎖動作。
(2)摩擦離合器的安全要求:
?、匐x合器與制動器的聯(lián)鎖控制動作應(yīng)靈活、可靠,不得相互干涉;
?、谥苿悠鞯闹苿訌椈晒ぷ餍阅軕?yīng)可靠,并應(yīng)能防止彈簧飛出;
③干式摩擦離合器應(yīng)有措施,能防止油脂、水等進入摩擦面上;
④氣動摩擦離合器中氣動摩擦片(或塊)的比壓、工作溫升及線速度,應(yīng)在摩擦材料允許的范圍內(nèi)。
摩擦離合器結(jié)合平穩(wěn),沖擊和噪聲小,構(gòu)件不會突然損壞,傳遞扭矩大,滑決可停止在行程的任意位置。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價較高,需要壓縮空氣作動力能源。