银锭浇铸机升降装置小连杆分析

黄 堃（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）



银锭浇铸机升降装置小连杆分析

黄 堃
（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

摘要：银锭浇铸机升降装置上部连接浇铸机熔化炉及倾转装置，下部连接行走装置。升降装置的主要作用是在浇铸机投料和浇铸银锭的过程中使熔化炉平稳地起升和下降，准确地到达工序位置。首先介绍升降装置的结构，然后分析了小连杆存在的必要性。

关键词：银锭浇铸机；升降装置；连杆机构；虚约束；自由度

1　引言

银锭浇铸机是具备投料、熔化、浇铸等功能的自动化浇铸设备，由升降装置、倾转装置、行走装置、熔化炉等部分组成［5］。升降装置上部连接浇铸机熔化炉及倾转装置，下部连接行走装置，主要作用是在浇铸机投料和浇铸银锭的过程中使熔化炉平稳地起升和下降，准确地到达工序位置，是保证浇铸机正常作业的一个重要装置。投料时行走装置先将熔化炉带到下料口下方，接着升降装置顶升熔化炉至与下料口接触的位置，然后开始投料。投料完成后，熔化炉下降至原位置，开始加热物料。浇铸时行走装置先将熔化炉移动到工序位置，然后升降装置再将熔化炉顶升至浇铸工位，接着通过倾转装置中油缸的顶升，使熔化炉炉体发生倾转，炉体中物料随着炉体倾转从熔化炉出料口浇铸到模具上形成银锭［4］。

2　升降装置结构

图1　升降装置模型图

银锭浇铸机升降装置主要由底座、内连杆、销轴、导向座、活动架、外连杆和小连杆组成（见图1），其中底座和导向座固定在行走装置上，内连杆下端和底座形成固定铰链，内连杆和外连杆通过销轴形成固定铰链，小连杆分别与活动架和内连杆形成固定铰链，其余连接均为活动铰链。

该装置由顶升油缸驱动，油缸尾部固定在外连杆下端横轴上，头部铰接在内连杆中部的横轴上，通过顶升油缸的运动带动装置的升降。

3　小连杆自由度及约束分析

图2所示为升降装置纵向垂直平面的机构运动简图（局部）。

图2　升降装置机构运动简图

小连杆为机构带入了3个自由度，但小连杆两端的两个转动副却带入了4个约束，所以增加小连杆多带入了1个约束（即小连杆为机构带入了一个虚约束），对机构的运动起重复约束的作用。只有当机构的自由度为1时，通过原动件顶升油缸的运动，装置才可以升降［1］。

4　升降装置小连杆利弊分析

有虚约束的机构，其相关尺寸的制造精度要求高，从而增大了制造成本［2］。如不能满足制作要求：误差较小时，机构的装配有困难，构件和运动副中的内应力将增大，机构运动不灵活；误差较大时，机构将无法装配，即使能勉强装配起来，机构运动也很困难，传动效率很低，机构易损坏［3］。

在升降装置的纵向垂直平面上，小连杆为机构带入了一个虚约束，对机构的运动起重复约束作用。而在升降装置的横向垂直平面上，底座和连杆固定在行走装置上，内连杆铰接在底座上，内连杆通过销轴与外连杆铰接，小连杆一端铰接在内连杆上，一端铰接在活动架上。装置升降过程中，各部件均可平稳地升降。

若去除小连杆，活动架在图3所示左右方向上则失去了唯一约束，即活动架可能沿图示左右方向运动。虽然该方向并无确定的原动力，但是由于缺少约束，在机构升降过程中，活动架及其上部承载的熔化炉可能出现不必要的偏移，导致熔化炉到达工序位置不准确，影响使用［6］。

5　结语

在升降装置纵向垂直平面上，小连杆给机构带来了重复约束，起虚约束的作用，因此小连杆及其相关部件——活动架、内连杆在制造、安装上有较高的要求。但是在升降装置横向垂直平面上，小连杆对机构起约束作用，限制活动架及活动架上部熔化炉的左右位移，保证了银锭浇铸机的正常生产运行。总之，小连杆对升降装置而言，是不可或缺的。

参考文献：

［1］孙桓，陈作模，等.机械原理［M］.6版.北京:高等教育出版社，2001:19-20.

［2］濮良贵，纪名刚，等.机械设计［M］.8版.北京:高等教育出版社，2006.5:3-20.

［3］黄平.常用机械零件及机构图册［M］.北京:化学工业出版社，1999，8:32-40.

［4］熊超.银锭浇铸机的应用与实践［J］.铜业工程，2008（1）:50-53.

［5］孙敬涛.银锭浇铸机去氧试剂的选型研究与生产实践［J］.铜业工程，2015（3）:27-29.

［6］陈海军，王光忠.银锭平模浇铸的生产实践［J］.中国有色冶金，2013（1）:52-54.

The Analysis of the Small Link in Silver Casting Equipment Lifting Gear

HUANG Kun
（Guixi Smelter，Jianagxi Copper Corporation，Guixi 335424，Jiangxi，China）

Abstract:Silver casting equipment lifting gear connected silver melting furnace and tilting device on the top，while the lifting gear connected running gear on the bottom.The main function of the lifting gear was to make silver smelting furance up and down steadily，and make it arrived at process positions accurately when silver casting equipment was feeding and casting.In this article ，the structure of the lifting gear is introduced and the function of the small link in silver casting equipment lifting gear is analyzed.

Keywords:silver casting equipment；lifting gear；link gear；redundant constraint；freedom

中图分类号：TF832

文献标识码：B

文章编号：1009-3842（2016）02-0088-02

收稿日期：2015-10-01

作者简介：黄堃（1989-），男，江西鹰潭人，主要从事机械设计方面工作。E-mail:13707014671@163.com