本发明涉及压力机，特别是涉及一种刚性压力机的无级离合安全装置以及该无级离合安全装置在刚性压力机上的安装方法。 刚性压力机的安全问题一向引人注目。由于老式刚性压力机在一次冲压工作循环中只能在上死点停靠一次，中途不能在任意位置制动，因此容易造成人身伤害事故。为了保证安全生产，已经有了许多改进刚性压力机离合器的尝试，以便在意外情况出现时，离合器能够立即分离，进而使包括曲轴、滑块等在内的工作部件随时迅速制动。
其中，一种解决方案是在飞轮内侧的曲轴上附加一对齿轮与摩擦片，通过电磁铁的作用使摩擦片离合，进而通过齿轮使曲轴与飞轮离合，以实现在任意位置紧急制动即无级制动。（参见《刚性离合器压力机的紧急制动安全装置》，《劳动保护科学技术》1989年第4期，第30-33页）但是，该方案的缺陷在于它未能实现断电制动。这样，当压力机电源电路或者电磁铁控制电路或者供电电网发生故障而电流中断时，该方案的装置就不能实现紧急制动;该方案的缺陷还在于，该装置在安装时需要卸下压力机的飞轮、曲轴与滑块，十分不方便，因此不便于对已有设备的改造。
另一种解决方案是在需要制动时，由交流固体继电器组成的驱动电路快速驱动电磁铁通电工作，当电磁铁衔铁完成自锁后，主电磁铁可断电而继续制动。（参见中国专利申请86104198）该方案的缺陷在于，它虽然具有制动进行中断电自锁的功能，但是，在制动开始时与直至衔铁自锁前，主电磁铁仍然必须通电，否则不能实现紧急制动，即实际上未能解决断电后立即自动制动的问题。
已有技术中的其它方案也存在着类似的缺陷，未能彻底实现断电制动，安装困难需要卸下飞轮曲轴滑块等部件而不便于改造已有设备。另外，原离合器的牵引电磁铁、打棒、关闭器等零部件工作时噪声往往较大，带来环境噪声污染，使操作人员难以忍受。
本发明的目的是提出一种结构简单，易于安装，能彻底实现断电制动，即不但在控制信号出现时而且在电源中断时也能立即迅速分离的刚性压力机无级离合安全装置，以便对已有的刚性压力机进行改造，使之成为安全压力机。
本发明的进一步目的是提出一种噪声显著减少的刚性压力机无级离合安全装置。
本发明的又一个目地是提出一种在刚性压力机上安装无级离合安全装置的方法，特别是，安装本发明所提出的无级离合安全装置的方法，以便进一步完善地实现对已有的刚性压力机的改造。
本发明的目的是通过如下方式实现的：
本发明的无级离合安全装置包括一个励磁作用式电磁离合器和一个转键操纵器。这里，所谓转键操纵器是指由主动件、从动件与其他附件构成的，在接合工作时只能从主动件向从动件传递扭矩而不能或基本不能从从动件向主动件传递扭矩的，可操纵转键进入或退出飞轮键槽的一类操纵器或其他等效机构。在本发明中，电磁离合器的输入端由刚性压力机的飞轮带动，其输出端在其通电接合时带动上述转键操纵器的主动件，而转键操纵器的从动件则带动刚性压力机的转键。当压力机启动，飞轮运行以后，向电磁离合器供电使其接合，这样，飞轮的扭矩经过电磁离合器传递到转键操纵器，转键操纵器的主动件带动从动件动作，并且在转过一定角度后进入接合工作状态，同时，也操纵转键使其转过所需角度进入飞轮的键槽，从而使曲轴与飞轮键合。在正向传递来的飞轮扭矩的作用下，且通过设计结构的保证，转键操纵器的这一接合状态将得到保持，即使在转健受到逆向扭矩作用时，也由于转键操纵器的隔离作用，使逆向扭矩不能传递到电磁离合器而影响到接合工作状态，特别是电磁离合器的接合状态。当要使曲轴与飞轮分离时，只要切断电磁离合器的工作电流使其输出端与输入端分离，这样，加在转键操纵器主动件的正向扭矩也就消失了，而这时，由于转键尚未退出飞轮键槽，飞轮的扭矩通过转键、曲轴而传递到转键操纵器上，使转键操纵器的主动件、从动件加速反转、迅速复位，同时带动转键退出飞轮键槽，实现曲轴与飞轮的加速分离。
显然，上述转键操纵器具有如下特点：在其接合工作状态时只能由其主动件向从动件传递扭矩;其接合工作或分离复位取决于其主动件上有无正向传递来的飞轮扭矩。
飞轮与电磁离合器的输入端之间、电磁离合器的输出端与转键操纵器的主动件之间、以及转键操纵器的从动件与转键之间的传动，可以通过适当的连接机构、传动机构和/或变速机构来实现，可以根据实际需要作出种种不同的变化，这对于了解了本发明的技术人员来说是容易的。
另一方面，本发明的无级离合安全装置具有特别适合于在已有的刚性压力机上安装的结构，只要将电磁离合器的输入端、转键操纵器的从动件和刚性压力机形成传动连接即可。在本发明中，无级离合安全装置可以方便地安装在飞轮外侧轴心处，通过适当的连接件将上述部件分别与飞轮、转键、曲轴相连接。而这种连接在该位置是非常容易实现的，安装操作十分简便。
本发明的优点是明显的：
与已有的无级离合装置相比，本发明不仅实现了无级离合，而且巧妙方便彻底地实现了断电分离和制动。不仅在任意时刻、任意位置都能使刚性压力机的滑块停止，而且一旦压力机电源电路或者电磁离合器控制电路或者供电电网发生故障使电流意外中断时，也能随即自动实现紧急制动，从而消除了可能导致发生人身伤害事故的上述不可忽视的危险因素。这是已有技术所不具有的。因此，大大提高了刚性压力机的安全性。
其次，采用本发明的刚性压力机，由于革除了已有刚性压力机中关闭器、打棒、牵引电磁铁等工作噪声较大的零部件，消除了压力机上一个影响较大的噪声源，大大减小了离合制动时的噪声，改善了工作条件，也非常有利于保护操作工人的身体健康与消除对环境的噪声污染。
再次，由于本发明的无级离合安全装置安装在刚性压力机的飞轮外侧，所以对已有设备的改造来说，显得特别方便。在已有技术中，通常需要卸下笨重庞大的飞轮、曲轴、滑块等部件才能安装，操作不便，又有一定的危险。而在本发明中，如下面的实施例将要表明的那样，只需卸下飞轮的端盖即可安装。
再次，采用本发明的刚性压力机可以省去原有的离合装置中的许多零部件，因此，新的安全压力机的生产成本的增加也是十分有限的，而性能价格比却可极大地提高。
图1 是本发明一个实施例的安全装置的截面图，
图2 是图1中安全装置沿A-A截面的示意图，
图3 是图1中安全装置沿B-B截面的示意图，
图4 是图1中安全装置在刚性压力机上安装示意图。
下面参照附图给出本发明的一个实施例。
参见图1图4。本发明最佳实施例的安全装置包括分别安装在刚性压力机飞轮1外侧轴心处的曲轴2端面上的转键操纵器3和端盖4上的励磁作用式电磁离合器5。端盖4中心开孔固定安装一轴承座6，用来安装轴承7和电磁离合器5。电磁离合器5的输入端5a与轴承座6固定连接。电磁离合器5的输出端5b与一端具有槽形拨块22a的转轴22固定连接，该转轴22由轴承7支承，可以平稳地转动。通过其一端的槽形拨块22a，可以带动转键操纵器3。
转键操纵器3位于端盖4内部，其结构如图1、图2所示。各个构件均安装在支架8上。支架8为圆盘状，中心开有中孔，中孔和支架8外缘的圆心同心。支架8内壁为一偏心圆，这样，支架8的周壁厚度不等。支架8用例如螺栓9等固定在安装在曲轴2端面的盖板21上。
一个带有尾轴10a的凸轮座10置于支架8上，尾轴10a穿过支架8的中孔，由此凸轮座10可相对于支架8转动。凸轮11放置在凸轮座10内可相对于凸轮座10转动。凸轮11具有一对与电磁离合器输出端5b转轴22的拨块22a槽口对应的凸块11a，由此，电磁离合器5可将飞轮1的扭矩传递给凸轮11而带动凸轮11转动。凸轮11有一渐进的工作曲面11b，用来推动滑件12在凸轮座10的滑道10b内沿径向滑动，直至滑件12端部的滚柱12a与支架8的偏心内壁相接触并且沿该内壁顺飞轮1的转向滑移一定角度为止。凸轮11的另一工作曲面11c与一滑销13的一端相接触，该滑销13的另一端穿过凸轮座10外沿上狭槽10d与挡块14相接触。该挡块14的一端与固定在支架8上的短轴15相连接，而其另一端可绕上述连接点上下摆动。挡块14在压簧25的作用下压向凸轮座10，其摆动端在转键操纵器3分离复位的状态下紧抵住凸轮座10上相应的缺口10e。
此外，转键操纵器3还包括两端分别安装在凸轮11和凸轮座10上的拉簧16和一端安装在短轴15上，另一端与凸轮座10相连接的第二拉簧17。第一拉簧16用来使凸轮11和凸轮座10联动，第二拉簧17用于使凸轮座10复位。
参见图1和图3，凸轮座10的尾轴10a穿过支架8的中孔与一个齿轮传动机构相连接。其中，中心齿轮18安装在尾轴10a上，并且与两个分别套装在各自对应的转键（未画出）端部19上的转键齿轮20相啮合。由此，转键操纵器3可以拨动转键。这里，中心齿轮18与转键齿轮20的传动比，以及转键齿轮20的个数都视具体情况而定。在本实施例中，传动比为1，压力机的转键有两根，故转键齿轮20的数目也为两个。
当刚性压力机启动时，飞轮1转动，其端盖4也同时转动，带动安装在轴承座6上的电磁离合器5的输入端5a转动。当通过适当的控制电路向电磁离合器5供电时，电磁离合器5吸合，其输出端5b及转轴22随即转动，从而带动转键操纵器3的凸轮11顺飞轮1的转向转动。在图2中，凸轮11逆时针方向转动，第一拉簧16被拉长;同时，凸轮11的工作曲面11c向外推动滑销13，顶起挡块14，释放凸轮座10，使凸轮座10可在拉簧16的作用下与凸轮11联动;同时，凸轮11的工作曲面11b将滑件12沿径向推出至其端部的滚柱12a与支架8的偏心内壁接触。此时，由于凸轮11上的飞轮扭矩的作用，滑件12将沿着支架8的偏心内壁滑移一定角度，直至间隙最大处锁定为止。凸轮11经过滑件12和拉簧16带动凸轮座10也转过一个角度。于是，凸轮座10的尾轴10a上的中心齿轮18带动两个转键齿轮20转动，拨动转键进入飞轮1上的键槽，使曲轴2与飞轮1键合。完成键合后，由于转键无法进一步转动，因此，中心齿轮18、凸轮座10和凸轮11就不再相对支架8转动，转键操纵器3处于接合工作状态。此时拉簧16、17均被拉伸处于工作状态。这时，刚性压力机处于正常工作状态。
需要指出的是，当电磁离合器5处于通电接合状态时，在飞轮1的驱动下，凸轮11上始终有一适当大小的正向扭矩作用存在，正是该正向扭矩的存在维持了曲轴2与飞轮1的键合状态。
还需要特别指出的是，在刚性压力机工作时，转键受到一个使其退出飞轮键槽的反向扭矩的作用，特别是，当压制工件时该扭矩达到最大值。在上述实施例中，该反向扭矩的存在，使得接合后的转键操纵器3中的凸轮座10有朝使其分离复位方向转动的趋势，由于上述凸轮11上正向扭矩的存在，以及滑件12受到支架8偏心内壁的阻挡而无法退回，因此确保了转键操纵器3可靠地接合而不致分离复位。
当在任意时刻需要紧急制动时，控制电路切断电磁离合器5的工作电流使其输出端5b与输入端5a分离，从而凸轮11上所受到的正向扭矩消失了。由于在断电的瞬间，飞轮1与曲轴2仍处于键合状态，飞轮1的扭矩通过曲轴2传递到支架8上，在其偏心内壁与拉簧17的联合作用下，推动滑件12沿径向与逆飞轮转向退回，从而使凸轮11与凸轮座10都沿顺时针方向退回。转键在凸轮座10与飞轮1的联合作用下也迅速退出飞轮键槽，曲轴2与飞轮实现了快速分离，从而被紧急制动。转键操纵器3迅速回复到图2所示的初始位置，处于分离复位状态。在此过程中，挡块14防止了过冲与反弹而使整个机构能准确定位。需要指出的是，在上述分离制动的过程中，飞轮的转矩起到了加速上述分离制动过程的作用。
显然，当压力机电源电路或者电磁离合器5的控制电路或供电电网故障而造成电流中断时，本发明的上述实施例可实现断电自动制动。
在上述实施例中，电磁离合器5是安装在端盖4外面的。当然，它也可以安装在端盖4内部。它与端盖4的连接方式也可以加以改变，只要其输入端5a能跟随飞轮1转动即可。其它，例如电磁离合器5带动转键操纵器3的主动件即在实施例中的凸轮11的方式，也可以改用其他的传动系统来实现。此外，转键操纵器3的从动件即本实施例中的凸轮座10也可以通过拨块或其它连接传动机构带动转键。即使在本实施例中，齿轮传动机构的传动比和转键齿轮20的个数也都可以根据具体情况而加以变化。
与本实施例的安全装置配合的控制装置是技术人员所熟悉的，不属于本发明的范围，因此在这里略去不再叙述。
综上所述，由于本发明的安全装置实现了无级离合，巧妙方便彻底地实现了断电快速分离，使得原有的刚性压力机成为具有相应的无级制动和断电制动功能的安全压力机。同时，消除了原有刚性压力机上一个影响较大的噪声源，使得上述安全压力机又具有噪声较小的优点。又由于本发明的安全装置的安装方法十分简便，因此，有利于原有设备的改造，以及新设备的维修。又由于本发明的安全装置设计上的特点，电磁离合器所需功率较小，因此，它又是一个节能型的安全装置。