铰杆_杠杆串联增力液压_机械复合传动压力机

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铰杆杠杆串联增力液压机械复合传动压力机铰杆 /杠杆串联增力液压 /机械复合传动压力机
窦云霞! 钟康民
（苏州大学机电工程学院， 江苏 苏州 012301）
摘! 要： 介绍了-种新型的液压 /机械复合传动压力机的工作原理， 给出了相应的力学计算公式， 并分析了
其技术特性。该压力机由于采用了无杆活塞式液压缸与滚动高副双边铰杆 /杠杆串联增力机构， 不
仅刚性好， 力传递效率高， 且在液压缸直径及输出力-定的条件下， 能显著降低系统工作压力。
关键词： 压力机! 液压 /机械复合传动! 铰杆 /杠杆串联增力机构! 增力系数
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液压传动压力机是-种应用广泛的压力机械， 其
基本工作原理是通过液压泵把电动机输出的机械能，
转换为液体的压力能， 来推动液压缸活塞输出所需的
运动和作用力。在活塞面积-定的条件下， 要想提高
压力机的输出力， 人们自然会想到用提高系统压力的
方法来解决。但是， 过高的系统压力， 会导致泵、 阀等
元件的价格及密封系统的成本急剧上扬。利用机械增
力机构与液压传动技术进行组合， 形成液压 / 机械复
合传动压力机， 能在-定程度上弥补单纯液压传动压
力机的不足。
图1 所示是我们设计的基于无杆液压缸与滚动高
副双边铰杆 /杠杆二级增力机构的液压 /机械复合传
动压力机。
工作原理
在无杆活塞液压缸的活塞中部， 加工出-个矩形
的径向孔。以适当间隙与该径向孔配合的滚轮， 与两
只铰杆用销轴铰接在-起， 形成滚动高副双边铰杆增
力机构。下端的铰杆与压力机固定机体铰接， 上端的
铰杆与杠杆的动力臂铰接， 压力机的输出滑块则通过
过渡铰杆与杠杆的阻力臂铰接。
当换向阀处于图1( 所示左位状态时， 活塞在液压
缸左腔压力油的作用下向右运动， 滚动高副双边铰杆
增力机构的滚轮， 便在矩形径向孔中向上运动， 继而通
过上端铰杆推动杠杆机构逆时针摆动， 再通过过渡铰
杆推动输出滑块向下运动， 对工件进行压力加工。由
于双边铰杆增力机构是-个角度效应机构， 而杠杆是
-个长度效应增力机构， 因此， 由压力油作用于活塞左
端面上的力， 是经过了二次放大后， 最后由滑块进行输
出。
输出力 随铰杆压力角 的减小而增大， 当两根
铰杆同时处于垂直位置即临界状态时， 达到最大值，
这-加工过程便告结束。此后活塞继续向右运动， 直
至终点停止。卸下已加工好的工件并再次安装上待加
工工件后， 换向阀切换至图 1P 所示右位状态工作， 液
压缸右腔压力油使活塞向左运动， 双边铰杆机构与滚
轮、 杠杆、 输出滑块等， 以上述同样的方式工作， 即再次
以作用力对工件进行压力加工。如此进行往复工