一种具有倍力功能的纸浆模塑设备的上模结构的制作方法

1.本发明涉及纸浆塑模设备技术领域，具体涉及一种具有倍力功能的纸浆模塑设备的上模结构。


背景技术：

2.纸浆模塑设备以植物纤维和废纸为主要原料，通过特定上模热压成型而得到的新型环保制品，所得制品结构多样，具有绿色环保、成本低、耐压、防震、防静电等特点，广泛应用于电子、电器、电脑、机械零部件、工业仪表、工艺玻璃。陶瓷、网剧、医药等行业的包装。
3.现有的纸浆模塑设备的上模与下模合模时，上模只能通过气缸上下运动，若要增大合模力则需要采用大功率的驱动装置，这提高了纸塑的成本。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中纸浆模塑设备上下模合模时，若需要增大合模力则需要采用大功率的驱动装置，从而提高了纸塑的成本的问题，本发明提供一种具有倍力功能的纸浆模塑设备的上模结构。本发明的上模结构通过四个摆臂，既能通过两个连杆驱动上模固定板向下运动，同时也实现倍力功能，其通过简单的结构实现了倍力的功能。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
6.一种具有倍力功能的纸浆模塑设备的上模结构，包括：
7.上模固定板以及设于所述上模固定板正上方的顶盖，所述上模固定板用于热压浆水；
8.第一摆臂、第二摆臂、第一连杆、第二连杆、第三摆臂和第四摆臂，所述第一摆臂的第一端和第二摆臂的第一端均与顶盖的底面铰接；所述第一摆臂的第二端与第一连杆的第一端和第三摆臂的第一端铰接；所述第二摆臂的第二端与第二连杆的第一端和第四摆臂的第二端铰接；所述第三摆臂的第二端与第四摆臂的第一端铰接，该铰接位置为触发端；所述第一连杆的第二端和第二连杆的第二端均与上模固定板铰接；所述第一摆臂与第二摆臂之间、第一连杆与第二连杆之间、第三摆臂与第四摆臂之间均关于所述触发端左右对称设置；所述第一摆臂与第一连杆之间的夹角不超过180
°
，当该角度最大时，所述上模固定板处于最低高度；
9.驱动装置，所述驱动装置的输出端与所述触发端连接从而驱动所述触发端上下运动。
10.进一步地，所述上模固定板处于最低高度时，所述第一摆臂与第三摆臂垂直。
11.进一步地，所述第一摆臂与水平面的夹角为15
°
～20
°
，所述第三摆臂和第四摆臂之间的夹角为140～145
°
。
12.进一步地，所述第一摆臂的长度为400mm～420mm，所述第三摆臂的长度为260mm～280mm。
13.进一步地，所述上模固定板处于最低高度时，所述第一摆臂、第二摆臂、第三摆臂、
第四摆臂、第一连杆和第二连杆的整体结构主视投影呈h型。
14.进一步地，所述第一摆臂和第二摆臂均向向所述触发端一侧倾斜设置。
15.进一步地，所述驱动装置的输出端设有传动件，所述传动件水平设置，所述传动件的左侧与第三摆臂的右端铰接，所述传动件的右侧与第四摆臂的左端铰接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的上模结构通过在上模固定板和顶盖之间设置四个摆臂，当驱动装置的输出端向下运动时驱动四个摆臂朝下发生转动直至其处于最低高度，四个摆臂朝下朝下转动的过程中均产生向下的作用力，最终实现对驱动装置输出的力的倍力。上述的上模结构通过四个摆臂，通过两个连杆驱动上模固定板向下运动，同时也在四个摆臂的作用下实现倍力功能，其通过简单的结构实现了倍力的功能。
附图说明
17.图1为本发明上模结构的透视图；
18.图2为上模结构的主视图；
19.图3为图2中a处的局部放大示意图；
20.图4为上模结构的结构简图；
21.上模固定板1；顶盖2；连接通孔21；气缸3；活塞杆31；传动件4；第一摆臂5；第二摆臂6；第三摆臂7、第四摆臂8、第一连杆9和第二连杆10。
具体实施方式
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
25.下面结合附图1-4对本发明的技术方案作进一步说明。
26.一种具有倍力功能的纸浆模塑设备的上模结构，如图1-4所示，包括上模固定板1、顶盖2、驱动装置、传动件4、以及呈直杆状的第一摆臂5、第二摆臂6、第三摆臂7、第四摆臂8、第一连杆9和第二连杆10。其中，所述上模使用时与下模配合，用于固定板用于热压浆水，顶盖2设于所述上模固定板1正上方，所述顶盖2的中间位置设有连接通孔21。驱动装置设于顶盖2的中间位置上，传动件4、第一摆臂5、第二摆臂6、第三摆臂7、第四摆臂8、第一连杆9和第二连杆10设于上模固定板1与顶盖2之间从而实现驱动上模固定板1上下运动，具体为：所述驱动装置为气缸3，其固定于顶盖2上，气缸3的活塞杆31可滑动的连接于连接通孔21中，其可沿竖直方向上下运动，活塞杆31的底部连接于传动件4顶面的中间位置连接(可螺纹、螺
栓等方式连接)，工况下，气缸3的活塞杆31沿连接通孔21上下运动，从而使传动件4向上运动至第一位置，此时其高度最高，当向下运动时传动件4可运动至第二位置，此时其高度最低。如图2所示，所述第一摆臂5和第二摆臂6的顶端均与顶盖2的底面铰接；所述第一摆臂5的底端与第三摆臂7的左端和第一连杆9的顶端铰接；所述第二摆臂6的底端与第四摆臂8的右端和第二连杆10的顶端铰接；所述第一连杆的右端与第二连杆的左端铰接，该铰接位置为触发端，该触发端与传动件4铰接；所述第一连杆9和第二连杆10的底端均与上模固定板1铰接。由图2可知，所述第一摆臂5与第二摆臂6之间、第一连杆9与第二连杆10之间、第三摆臂7与第四摆臂8之间均关于所述触发端左右对称设置。所述第一摆臂5与第一连杆9之间的夹角不超过180
°
，在本实施例中，具体的，当传动件4处于第一位置时，该角度小于180
°
，夹角的开口朝外；当传动件4处于第二位置时，该角度为180
°
，此时第一摆臂5与第一连杆9位于同一直线上。同理，当传动件4处于第一位置时，所述第二摆臂6和第二连杆10之间的角度小于180
°
；当传动件4处于第二位置时，第二摆臂6和第二连杆10之间的角度为180
°
。工况下，气缸3的活塞杆31向上运动至第一位置的过程中，气缸3的活塞杆31通过传动件4驱动第三摆臂7逆时针转动、驱动第四摆臂8顺时针转动，进而驱动第一摆臂5逆时针转动、驱动第二摆臂6顺时针转动，第一摆臂5逆时针转动和第二摆臂6顺时针转动的过程中，其底部端部向上提，进而通过第一摆臂5的底端提起第一连杆9、通过第二摆臂6的底端提起第二连杆10，最终通过第一连杆9和第二连杆10提起上模固定板1，使上模固定板1位于最高高度。同理，气缸3的活塞杆31向下运动至第二位置的过程中，气缸3的活塞杆31通过传动件4驱动第三摆臂7顺时针转动、驱动第四摆臂8逆时针转动，进而驱动第一摆臂5顺时针转动、驱动第二摆臂6逆时针转动，第一摆臂5顺时针转动和第二摆臂6逆时针转动的过程中，其底部端部圆弧向下运动，进而通过第一摆臂5的底端下压第一连杆9、通过第二摆臂6的底端下压第二连杆10，最终通过第一连杆9和第二连杆10驱动上模固定板1向下运动，使上模固定板1位于最低高度。上述的上模结构通过在上模固定板1和顶盖2之间设置第一摆臂5、第二摆臂6、第三摆臂7、第四摆臂8，当电机的活塞杆向下运动时带动传动件4向下运动，传动件4向下运动时带动第三摆臂7和第四摆臂8朝下发生转动，从而驱动第一摆臂5和第二摆臂6朝下发生转动，进而驱动第一连杆9和第二连杆10向下运动，最终在第一摆臂5与第三摆臂7、第二摆臂6与第四摆臂8的作用下，通过第一连杆9和第二连杆10驱动上模固定板1向下运动，在上模固定板1向下运动时，第一摆臂5与第三摆臂7、第二摆臂6与第四摆臂8沿均产生竖直向下的分力从而实现倍力功能，最终提高纸浆模塑设备上模和下模的合模力。
27.作为一种改进，如图2所示，第一摆臂5和第二摆臂6向传动件4一侧倾斜设置，第一摆臂5与第三摆臂7之间、第二摆臂6与第四摆臂8之间的夹角不超过90
°
。以上结构保证了第一摆臂5、第二摆臂6、第三摆臂7和第四摆臂8在转动时，其高度单向递增或者递减，从而使其驱动上模固定板1的运动简单；另外，上述结构也能实现稳定、顺畅地驱动第一摆臂5、第二摆臂6、第三摆臂7和第四摆臂8，避免了四个摆臂在转动时发生卡死现象。作为一种优选的实施方式，当传动件4向下运动至第二位置时，所述第一摆臂5与第三摆臂6垂直，第二摆臂6与第四摆臂8垂直，此时四个摆臂对上模固定板1具有最大的倍力作用。
28.如图2-4所示，所述第一摆臂与水平面的夹角为15
°
～20
°
，所述第三摆臂7和第四摆臂8之间的夹角为140～145
°
，优选的，a为145
°
，β为20
°
，所述第一摆臂的长度为400mm～420mm，所述第三摆臂的长度为260mm～280mm。上述具体的角度、尺寸方案为一种具体的、使
用最佳的方案，在实际使用过程中，其相互配合，最终使其运动传动简单、不会有多余的运动过程(如运动先递增后递减等，而不是单向运动)，而且也具有最佳的倍力功能。
29.以上结构中，其实现倍力的原理为：
30.根据b(第三摆臂7)、c(第一摆臂5)杆系中的力的平衡条件，位于一侧的b杆和c杆对上模固定板1的作用力p：
[0031][0032]
又
[0033]
所以：
[0034][0035]
将(2)带入(1)得：
[0036][0037]
根据两根b杆和气缸3活塞杆31系中力的平衡条件，
[0038][0039]
所以
[0040][0041]
将(4)代入(3)，则：
[0042][0043]
所以，两侧的b杆和c杆对上模固定板1的作用力q：
[0044][0045]
考虑摩擦力时，则(5)式为：
[0046][0047]
式中，f为铰链处的摩擦系数；f’为滚轮的诱导擦系数；将其代入(6)中得：
[0048][0049]
如果气缸3活塞杆31的输出pa＝1060kg，气缸3直径φ200mm，d＝60mm，d＝30mm，a角取145度，β角在15
°
～20
°
之间；
[0050][0051]
(此时无摩擦力)
[0052]
当若来考虑摩擦损耗时，则按公式(7)计算，
[0053][0054]
(有算摩擦损耗)
[0055]
如果a角取175度，β角在1.5
°
时，
[0056][0057][0058]
可见，以上结构的上模结构能将气缸3活塞杆31的力放大约624倍。
[0059]
所述传动件4水平设置，所述传动件4的顶面与气缸3的活塞杆31连接，当传动杆4向上运动时其也向上运动；所述传动件4的左侧与第三摆臂7的右端铰接，所述传动件4的右侧与第四摆臂8的左端铰接这样，当传动件4向上运动时，第一摆臂5和第一连杆9向内收缩，第一摆臂5与第三摆臂7之间的角度缩小，第二摆臂6和第二连杆10向内收缩，第二摆臂6与第四摆臂8之间的角度缩小。上述结构简单，传动过程稳定。
[0060]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。