闭式四点八连杆压力机同步误差原因分析

胡健，严静芸，陈黎明，郑义祥

（江苏扬力集团有限公司重型机床研究所，江苏扬州225127）

闭式四点八连杆压力机同步误差原因分析

胡健，严静芸，陈黎明，郑义祥

（江苏扬力集团有限公司重型机床研究所，江苏扬州225127）

通过装配LS4-1600LR型闭式四点八连杆压力机，分析了加工与装配过程中可能对压力机精度产生影响的因素，提出了改进措施，保证了总装后产品精度要求，为此类问题的解决提供了借鉴。

八连杆；机械压力机；精度；改进措施

LS4-1600LR型机械闭式四点八连杆压力机能够取代油压机完成大型汽车覆盖件零件的深拉伸工艺，具有在工作区域速度低且均匀而在非工作区域速度快的特点。如图1所示，压机采用两个中间齿轮轴，每个中间齿轮轴分别带动一个偏心齿轮作异向旋转。相比于普通曲柄压力机的单根连杆，此类机型采用八根连杆来驱动传动系统。整个传动系统的同步误差由齿轮加工精度、连杆长度误差以及横梁上绞支点安装孔误差来决定。零件加工的精度决定了主传动的同步误差，由于影响因素较多，如果零件尺寸得不到保证，装配后势必造成精度调节困难，甚至不能调整出合格的精度。

我公司首台LS4-1600LR型多连杆压力机，在传动杆系装配后同步出现了较大误差：当偏心体中心在下死点时，左右两边导柱等高误差0.65mm，当偏心体中心在90°时，左右两边导柱等高误差36.07mm。经现场查看分析，其中一个偏心齿轮的齿顶中心由于人工失误错标一齿，偏心齿轮中心与偏心体中心不在一条直线上，造成两边杆系运转不同步。由于误差一齿并不影响接下来的安装，同时多连杆压力机在下死点附件行程速度相当小，曲柄每转动一度导柱只下行零点几毫米，所以两边同步误差测量起来相对比较困难，而把曲柄转过90°后再次测量导柱运动量的方法又比较麻烦。我们通过对各杆的运动轨迹做研究，对比发现L3与L4杆铰接点在导柱处于下死点附近时曲柄每转过一度，它在竖直方向上的位移量达到三点几毫米，利用平尺和卷尺测量铰接点到横梁顶部的距离就能判断出两边杆系运转是否同步，操作起来简单易行。那么还有哪些关键尺寸和因素会对压机的同步造成比较大的影响呢？要细化、深入分析，就需要建立数字模型进行量化研究研究。

图1 八连杆压力机传动结构示意图

1 数学模型的建立

八连杆压力机杆系如图2所示，其中L1为驱动杆，杆L4、L5组成一个整体（夹角θ5）绕固定点（a，b）摆动，L7杆带动滑块沿y轴方向运动。

以驱动杆L1固定点为坐标原点建立直角坐标系，列出图1情况下的位移平衡方程组：

图2 八连杆杆系结构示意图

式中：L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7是各杆长度，θ1为曲柄转角，θ5为杆L4与L5的固定夹角，a、b为固定点坐标值，为已知值。θ2、θ3、θ4、θ6、θ7分别为对应各杆与y轴的夹角，y是滑块位置，为未知数。方程数6个，未知数6个，有确定解。通过以上方程组即可求出滑块在对应曲柄角度的高度。

以上方程组只能表示滑块在整个行程过程中某一段的解，要研究滑块的整个行程过程需要列多组方程组，这给设计研究带来了很大麻烦。为了节约设计时间，避免人工计算引起的失误，利用三维分析软件建立机构三维模型，如图3所示，再将它转化为模型的运动分析问题，就能规避繁琐的数学计算，并得到精确的计算结果。

图3 八连杆杆系三维模型

先给出一组杆系尺寸，通过逐个改变杆长尺寸及铰点位置得到相应计算结果，再将计算结果相比较找出对压机性能影响较大的参数。在以后加工和装配过程中加以控制，保证压机性能。性能参数变化如表1所示。

表1 八连杆压力机性能参数变化

通过上表数据对比可以看出，各杆长及固定点位置对下死点300mm以下压机工作区域速度及行程速比系数影响不大，对行程影响较大，尤其是杆L1对行程影响最大，需要在加工过程中严格控制加工精度。我们在实际制造时将零件公差控制在±0.02mm以内，再次计算验证得出滑块行程最大误差为0.324mm。以工作台板长度4500mm为例，日本JIS一级精度平行度允差为0.344mm，能够达到最终精度要求。

2 结束语

八连杆压力机精度的影响因素较多，实际中应综合考虑，灵活运用各种方法，快速、准确地解决生产中遇到的问题。

[1]何德誉.曲柄压力机[M].北京：机械工业出版社，1987.

[2]李启鹏.基于Slidworks运动仿真的平面八连杆机构优化设计[J].机械传动，2009，（1）：63-67.

[3]邹慧君，傅祥志，张春林，等.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1999.

[4]罗中华，彭炎荣.多连杆压力机执行机构的优化设计[J].机械工程师，1998，（增刊）：27-29.

Reason analysis of synchronous error for closed four-point＆amp;eight-link press

HU Jian,YAN Jingyun,CHEN Liming,ZHENG Yixiang
（Research Institute of Heavy Duty Machine,Jiangsu Yangli Group Co.，Ltd., Yangzhou 225127,Jiangsu China）

According to the assembly of LS4-1600LR closed four-point＆amp;eight-link press,the factors which may influence the accuracy of press in the process of machining and assembly have been analyzed.The improvement measure has been put forward,which ensures the accuracy requirement of the product.It provides reference for the solution of above problem.

Eight-link;Mechanical press;Precision;Improvement measure

TG385.1+2

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.05.004

1672-0121（2016）05-0017-02

2016-03-07；

2016-05-14

胡健（1985-），男，助工，从事机械压力机开发与制造。E-mail：huj@yangli.com