CN102794918A - 一种电动螺旋压力机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械工业设备领域，具体为一种电动螺旋压力机，它包括机身、偶数个的电动机、螺杆、滑块和外圈为大齿轮的惯性轮，电动机安装在机身上，每个电动机的伸出轴上装有小齿轮，螺杆与惯性轮连接为一体，螺杆通过与螺母构成螺旋副驱动滑块作直线移动，其中，每个所述小齿轮通过一个过渡齿轮轴与大齿轮啮合，所述过渡齿轮轴通过下轴承和上轴承安装在摆动臂上，摆动臂通过销轴安装在支臂上，拉杆通过拉杆销轴把对称于大齿轮的转动中心布置的一对摆动臂连接在一起。本发明适合于制造新型的电动螺旋压力机，也适合于把传统结构的摩擦螺旋压力机改造为电动螺旋压力机。
Description
技术领域
本发明涉及机械工业设备领域，具体为一种电动螺旋压力机。
背景技术
德国Muller-Weingarten公司样本中所述的螺杆直径小于560毫米的电动螺旋压力机采用电动机直接传动方式，电动机的定子固定在压力机机架的顶部，电动机的转子就是压力机的惯性轮。必须为每一种规格的压力机配制专用的电动机，因而制造难度比较大，制造成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可降低制造成本的电动螺旋压力机，它采用电动机经齿轮减速驱动惯性轮转动，并由螺旋副把惯性轮的转动转换为滑块的直线运动，可以选用偶数台电动机，以降低制造成本。本发明适用于制造新型的电动螺旋压力机，也适用于把传统结构的摩擦螺旋压力机改造为电动螺旋压力机。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种电动螺旋压力机，包括机身、偶数个的电动机、螺杆、滑块和外圈为大齿轮的惯性轮，电动机安装在机身上，每个电动机的伸出轴上装有小齿轮，螺杆与大齿轮连接为一体，螺杆通过与螺母构成螺旋副驱动滑块作直线移动，其中，每个所述小齿轮通过一个过渡齿轮轴与大齿轮啮合，所述过渡齿轮轴通过下轴承和上轴承安装在摆动臂上，摆动臂通过销轴安装在支臂上，拉杆通过拉杆销轴把对称于大齿轮的转动中心布置的一对摆动臂连接在一起。
而且，上述大齿轮的齿根处具有定位圈，该定位圈与大齿轮同心设置在一起，该定位圈的外径略大于大齿轮的齿根圆并且与过渡齿轮轴的齿顶圆为配合关系。
而且，上述小齿轮经由第一定位法兰和第二定位法兰设置在电动机的伸出轴上，小齿轮的内孔与两定位法兰是光滑接触，小齿轮与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片，伸出轴的轴向具有键齿，第一定位法兰和第二定位法兰的内孔具有与伸出轴的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与伸出轴的轴向为滑动配合，电动机壳体的外伸支座与电动机壳体固定连接为一体，液压缸体安装在电动机的外伸支座上并与电动机的伸出轴同心，液压缸体上设有油管接头，活塞与液压缸体的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰上的轴承相接触。
而且，上述小齿轮通过电动机伸出轴上的平键与伸出轴固定，小齿轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮经由第一定位法兰和第二定位法兰设置在过渡齿轮轴的外伸轴上，过渡齿轮的内孔与两定位法兰是光滑接触，过渡齿轮与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片，过渡齿轮轴的外伸轴的轴向具有键齿，第一定位法兰和第二定位法兰的内孔具有与过渡齿轮轴的外伸轴的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与过渡齿轮轴的外伸轴的轴向为滑动配合，摆动臂的外伸支座与摆动臂固定连接为一体，液压缸体安装在摆动臂的外伸支座上并与过渡齿轮轴的外伸轴同心，液压缸体上设有油管接头，活塞与液压缸体的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰上的轴承相接触。
而且，在上述摆动臂的下端面或摆动臂平台上设置制动器，制动器通过制动过渡齿轮轴，从而制动大齿轮的螺旋运动。
而且，上述电动机设置在机身上，或者是通过电动机壳体法兰设置在支臂平台上表面。
而且，上述电动机通过齿形皮带连接旋转运动测量仪。
而且，上述机身安装有直线运动测量仪，且直线运动测量仪的运动部件与滑块同步运动。
而且，上述过渡齿轮轴的齿轮轴向两个端面分别设有护圈，两个护圈之间具有若干分层，各分层接触均匀，接触面之间涂有粘接剂，各分层的内空与轴相适应，通过填充体经过固化后把各个分层、护圈和轴连接为一个整体；各个分层是复合材料、粉末冶金材料或合金材料并且各个分层可以是相同的材料也可以是不同的材料，填充体是复合材料。
而且，上述过渡齿轮轴由轴和组合体构成，组合体是通过模铸成型或模压成型工艺与轴结合为一体，组合体是复合材料或有色金属合金材料。
而且，上述过渡齿轮轴为中空结构。
本发明的优点如下。
1、由螺旋副把螺旋运动转换为滑块的直线运动。
2、根据压力加工工艺的要求而改变电动机的工作参数，可以控制惯性轮的动能、滑块的运动（方向、速度、回程位置），适用于多种压力加工工艺。
3、当大齿轮在转动中有少量的径向移动时，过渡齿轮轴可以随着移动，而不会产生运动干涉，从而使小齿轮、过渡齿轮轴与大齿轮保持适当的啮合位置。
4、可以通过调节油压来改变第一定位法兰及第二定位法兰和小齿轮的摩擦结合面的压紧程度，当小齿轮受到过大的转矩肘，它可以相对第一定位法兰及第二定位法兰滑动旋转，以避免电动机伸出轴和齿轮的啮合面承受大的冲击载荷。
5、操纵液压阀通过油管接头排油，把液压缸体卸压时，活塞就退回，于是第一定位法兰及第二定位法兰和小齿轮的摩擦结合面之间便失去压紧力，使小齿轮和电动机之间为浮动连接，让电动机可以旋转也可以停止，而不受过渡齿轮轴和大齿轮的约束。
6、特别适用于把传统结构的摩擦螺旋压力机改造为电动螺旋压力机。
附图说明
图1为本发明所述的电动螺旋压力机的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图2中实施例一的A-A截面图。
图4为图2中实施例二的A-A截面图。
图5为多层叠加式组合结构型过渡齿轮轴29的结构示意图。
图6为不同材料的组合结构型过渡齿轮轴29的结构示意图。
图7为中空结构型过渡齿轮轴29的结构示意图。
图8为本发明所述的电动螺旋压力机的另一种结构示意图。
其中，1、机身，2、滑块，3、推力轴承，4、轴承，5、螺杆，6、法兰，7、键，8、螺母，9、圆盘，10、大齿轮，11、摩擦块，12、轮毂，13、螺栓，14、弹簧，15、定位圈，16、电动机，16.1、伸出轴，16.2、电动机的外伸支座，16.3、电动机壳体法兰，16.4、平键，17、螺栓，18、第一定位法兰，18.1、第二定位法兰，19、小齿轮，19A、小齿轮，19B、过渡齿轮，20、摩擦片，21、活塞，21.1、轴承，22、液压缸体，22.1、油管接头，22.2、齿形皮带，22.3、旋转运动测量仪，23、支臂，23.1、支臂螺栓，23.2、支臂平台，24、制动器，25、非转动体，25.1、制动弹簧，25. 2、流体压力缸体，25.3、支座，26、转动体，27、拉杆，28、拉杆销轴，29、过渡齿轮轴，29B、外伸轴，29.1、轴，29.2、分层，29.3、填充体，29.4、护圈，29.5、组合体，29.6、轴，30、摆动臂，30.1、摆动臂平台，30.2、摆动臂的外伸支座，31、销轴，33、下轴承，33.1、上轴承，34、导轨，35、直线运动测量仪。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种电动螺旋压力机，如图1和图2所示，包括机身1、偶数个的电动机16、螺杆5、滑块2和外圈为大齿轮10的惯性轮，机身1上有四条导轨34，滑块2可沿机身导轨34作往复直线运动。螺母8通过法兰6和键7与机身1连接为一体，螺杆5与螺母8是螺纹配合。螺杆5的下端部装有推力轴承3，并通过轴承4与滑块2配合。螺杆5通过与螺母8构成螺旋副驱动滑块2作直线移动。由圆盘9、大齿轮10、摩擦块11、轮毂12、螺栓13、弹簧14和定位圈15组合成惯性轮，惯性轮安装在螺杆5的上端部，连接为一体。用支臂螺栓23.1把支臂23安装在机身1的侧面，在支臂23的上端有支臂平台23.2把二个支臂23连接为一体以增强稳固性。电动机16通过螺栓17安装在机身1上，每个电动机16的伸出轴16.1上装有小齿轮19。其中，如图3所示，每个所述小齿轮19通过一个过渡齿轮轴29与大齿轮10啮合，所述过渡齿轮轴29通过下轴承33和上轴承33.1安装在摆动臂30上，摆动臂30通过销轴31安装在支臂23上，拉杆27通过拉杆销28把对称于大齿轮10的转动中心布置的一对摆动臂30连接在一起，当大齿轮10在转动中有少量的径向移动时，过渡齿轮轴29可以随着移动，而不会产生运动干涉。
上述大齿轮10的齿根处具有定位圈15，该定位圈15的外径略大于大齿轮10的齿根圆，且该定位圈15与大齿轮10同心设置在一起。在压力机运行时保持定位圈15和过渡齿轮轴29的齿顶圆的配合关系，以便保证过渡齿轮轴29与大齿轮10的适当啮合位置。
如图3所示，上述小齿轮19经由第一定位法兰18和第二定位法兰18.1设置在电动机16的伸出轴16.1上，小齿轮19的内孔与两定位法兰是光滑接触，小齿轮19与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片20，伸出轴16.1的轴向具有键齿，第一定位法兰18和第二定位法兰18.1的内孔具有与伸出轴16.1的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与伸出轴16.1的轴向为滑动配合，电动机壳体的外伸支座16.2与电动机壳体固定连接为一体，液压缸体安装在电动机16的外伸支座16.2上并与电动机16的伸出轴16.1同心，液压缸体22上设有油管接头22.1，活塞21与液压缸体22的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰18上的轴承相接触。
如图4所示，上述小齿轮19A通过电动机伸出轴16.1上的平键16.4与伸出轴16.1固定，小齿轮19A与过渡齿轮19B啮合，过渡齿轮19B经由第一定位法兰18和第二定位法兰18.1设置在过渡齿轮轴29的外伸轴29B上，过渡齿轮19B的内孔与两定位法兰是光滑接触，过渡齿轮19B与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片20，外伸轴29B的轴向具有键齿，第一定位法兰18和第二定位法兰18.1的内孔具有与外伸轴29B的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与外伸轴29B的轴向为滑动配合，摆动臂的外伸支座30.2与摆动臂30固定连接为一体，液压缸体22安装在摆动臂的外伸支座30.2上并与过渡齿轮轴29的外伸轴29B同心，液压缸体22上设有油管接头22.1，活塞21与液压缸体22的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰18上的轴承相接触。
在所述摆动臂30的下端面或摆动臂平台30.1上设置制动器24，制动器24通过制动过渡齿轮轴29，从而制动大齿轮10的螺旋运动。制动器是由转动体26、非转动体25、制动弹簧25.1、流体压力缸体25.2、支座25.3等机械零件组成，它可以是圆盘式结构，也可以是轮鼓式结构。转动体26位于过渡齿轮轴29的上端或者下端，二者同心连接；非转动体25与转动体26相对应，在二者的接触表面之间设有摩擦材料以增大接触摩擦阻力，非转动体25通过支座25.3安装在摆动臂平台30.1上或者安装在摆动臂30的下端面。当制动弹簧25.1把非转动体25和转动体26压紧时，产生摩擦力阻止过渡齿轮轴29转动的同时也阻止大齿轮10的螺旋运动；当向流体压力缸体25.2中注入压力流体时，则可以克服制动弹簧25.1的作用力使非转动体25与转动体26脱离接触，从而使过渡齿轮轴29和大齿轮10都可以自由转动。
上述电动机16可以设置在机身1上。
在有些场合，电动机16不方便安装在机身1上，如图8所示，可以在两个支臂23的上端设置较为坚固的支臂平台23.2，电动机16可以通过其壳体法兰16.3安装在支臂平台23.2上表面，制动器24可以对应安装在摆动臂30的下端面。
上述电动机16通过齿形皮带22.2连接旋转运动测量仪22.3。
上述机身1安装有直线运动测量仪35，且直线运动测量仪35的运动部件与滑块2同步运动。
为了使过渡齿轮轴29和大齿轮10的传动效率高且运行平稳，可以用多层叠加式组合结构来制造过渡齿轮轴29。如图5所示，上述过渡齿轮轴29的齿轮轴向两个端面分别设有护圈29.4，两个护圈29.4之间具有若干分层29.2，各分层29.2接触均匀，接触面之间涂有粘接剂，各分层29.2的内空与轴29.1相适应，通过填充体29.3把各个分层29.2、护圈29.4和轴29.1连接为一个整体。填充体29.3的材料为含有丝状纤维骨料的复合材料，其初始状态为复合可流动体，经固化后便可以把相关零件连接为一个整体。应该选用力学性能好、摩擦与润滑性能好的材料制造分层29.2，例如可以选用复合材料、粉末冶金材料或合金材料等，并且各个分层可以是相同的材料也可以是不同的材料，填充体是复合材料。
为了使过渡齿轮轴29和大齿轮10的传动效率高且运行平稳，还可以用不同材料的组合式结构来制造过渡齿轮轴29。如图6所示，上述过渡齿轮轴29由轴29.6和组合体29.5构成，组合体29.5可采用模铸成型或模压成型的工艺与轴29.6结合为一体，组合体是复合材料或有色金属合金材料，例如可以选用短纤维增强热塑性聚合物复合材料、尼龙、铜合金等材料。
过渡齿轮轴29还可以为中空结构，如图7所示，此种结构可以减小转动惯量。
本发明的工作原理如下：操纵液压阀通过油管接头22.1向液压缸体22输入压力油，活塞21就外伸，其压力经过轴承21.1使第一定位法兰18与第二定位法兰18.1把小齿轮19（或者过渡齿轮19B）夹紧，可以通过调节油压来改变第一定位法兰18及第二定位法兰18.1和小齿轮19（或者过渡齿轮19B）的摩擦结合面的压紧程度，然后松开制动器24，数字控制系统可以使电动机16按要求的转向、转速和转矩旋转。小齿轮19与过渡齿轮轴29相啮合，过渡齿轮轴29与大齿轮10相啮合，小齿轮19是通过过渡齿轮轴29驱动大齿轮10做正向或反向的转动（或者小齿轮19A与过渡齿轮19B相啮合并且通过过渡齿轮轴29驱动大齿轮10转动）。当电动机16正向旋转时，通过螺母8之螺纹把螺杆5的转动变换为滑块2沿机身导轨34的向下运动，大齿轮10的转速由小到大，惯性轮动能也由小到大。动能的大小取决于电动机16的驱动过程参数。当滑块2下行到模具压制工件时，阻力增加，惯性轮减速并释放动能，通过螺杆5和螺母8变成滑块2的向下压力，使工件成形。当电动机16反向旋转时，过渡齿轮轴29、大齿轮10和螺杆5也反向转动，于是滑块2沿机身导轨34向上运动（回程），滑块2回程的加速和减速过程取决于电动机16的控制参数。临近回程预设位置时，由直线运动测量仪35发出信号，电动机16停止工作，制动器24刹车，于是大齿轮10停止转动，滑块2停止在回程预设位置。
当需要使电动机16的旋转运动不受过渡齿轮轴29和大齿轮10的约束时，数控系统可以操纵液压阀通过油管接头22.1排油，把液压缸体22卸压，活塞21就退回，于是第一定位法兰18及第二定位法兰18.1和小齿轮19（或者过渡齿轮19B）的摩擦结合面之间便失去压紧力，使小齿轮19和电动机16之间为浮动连接（或者使过渡齿轮19B和过渡齿轮轴29之间为浮动连接），让电动机16可以旋转也可以停止，而不受过渡齿轮轴29和大齿轮10的约束，从而避免承受惯性轮或者电动机转子的惯性力冲击。
本文所述实施例仅是对本发明做举例说明，本发明所属技术领域的技术人员对所述实施例做各样修改或补充或采用类似的方式替代，只要不脱离本发明的精神，就不能超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种电动螺旋压力机，包括机身、偶数个的电动机、螺杆、滑块和外圈为大齿轮的惯性轮，电动机安装在机身上，每个电动机的伸出轴上装有小齿轮，螺杆与惯性轮连接为一体，螺杆通过与螺母构成螺旋副驱动滑块作直线移动，其特征在于：每个所述小齿轮通过一个过渡齿轮轴与大齿轮啮合，所述过渡齿轮轴通过下轴承和上轴承安装在摆动臂上，摆动臂通过销轴安装在支臂上，拉杆通过拉杆销轴把对称于大齿轮的转动中心布置的一对摆动臂连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述大齿轮的齿根处具有定位圈，该定位圈与大齿轮同心设置在一起，该定位圈的外径略大于大齿轮的齿根圆并且与过渡齿轮轴的齿顶圆为配合关系。
3.根据权利要求1所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述小齿轮经由第一定位法兰和第二定位法兰设置在电动机的伸出轴上，小齿轮的内孔与两定位法兰是光滑接触，小齿轮与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片，伸出轴的轴向具有键齿，第一定位法兰和第二定位法兰的内孔具有与伸出轴的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与伸出轴的轴向为滑动配合，电动机壳体的外伸支座与电动机壳体固定连接为一体，液压缸体安装在电动机的外伸支座上并与电动机的伸出轴同心，液压缸体上设有油管接头，活塞与液压缸体的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰上的轴承相接触。
4.根据权利要求1所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述小齿轮通过电动机伸出轴上的平键与伸出轴固定，小齿轮与过渡齿轮啮合，过渡齿轮经由第一定位法兰和第二定位法兰设置在过渡齿轮轴的外伸轴上，过渡齿轮的内孔与两定位法兰是光滑接触，过渡齿轮与两定位法兰的接触端面之间均有摩擦片，过渡齿轮轴的外伸轴的轴向具有键齿，第一定位法兰和第二定位法兰的内孔具有与过渡齿轮轴的外伸轴的键齿相适应的键齿槽，且两定位法兰与过渡齿轮轴的外伸轴的轴向为滑动配合，摆动臂的外伸支座与摆动臂固定连接为一体，液压缸体安装在摆动臂的外伸支座上并与过渡齿轮轴的外伸轴同心，液压缸体上设有油管接头，活塞与液压缸体的内孔为滑动配合并与位于第一定位法兰上的轴承相接触。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：在所述摆动臂的下端面或摆动臂平台上设置制动器，制动器通过制动过渡齿轮轴，从而制动大齿轮的螺旋运动。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述电动机设置在机身上，或者是通过电动机壳体法兰设置在支臂平台上表面。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述电动机通过齿形皮带连接旋转运动测量仪；所述机身安装有直线运动测量仪，且直线运动测量仪的运动部件与滑块同步运动。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述过渡齿轮轴的齿轮轴向两个端面分别设有护圈，两个护圈之间具有若干分层，各分层接触均匀，接触面之间涂有粘接剂，各分层的内空与轴相适应，通过填充体经过固化后把各个分层、护圈和轴连接为一个整体，所述各个分层是复合材料、粉末冶金材料或合金材料并且各个分层可以是相同的材料也可以是不同的材料，填充体是复合材料。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述过渡齿轮轴由轴和组合体构成，组合体是通过模铸成型或模压成型工艺与轴结合为一体，组合体是复合材料或有色金属合金材料。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动螺旋压力机，其特征在于：所述过渡齿轮轴为中空结构。
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