CN103418726A - 摩擦螺旋压力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩擦螺旋压力机，包括飞轮，所述飞轮通过螺旋副与滑块连接，以控制滑块的下降和回升，所述飞轮上设有相距近的第一边缘、第二边缘，所述第一边缘与第一摩擦轮的第一端相对，所述第二边缘与第二摩擦轮的第一端相对，所述第二摩擦轮固定在作为第一活塞的第一转轴上，所述第一摩擦轮套在所述第二摩擦轮上，第一摩擦轮随第二摩擦轮轴向移动，且第一、第二摩擦轮转向相反，所述第二摩擦轮的第一端设有第二活塞，所述第二活塞与第二摩擦轮之间还设第一回复机构。本发明通过控制第一、第二摩擦轮实现了飞轮的正反向的旋转，同时由于与第一、第二摩擦轮接触的第一边缘、第二边缘之间的距离很近，降低了飞轮的重心，使整个压力机的结构紧凑，符合当前的发展趋势。

Description

摩擦螺旋压力机

技术领域

本发明属于锻造领域，具体说涉及一种摩擦螺旋压力机。

背景技术

螺旋压力机通常由电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转，所以这种压力机又称摩擦压力机。在这种压力机中，螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。工作时，飞轮朝一个方向旋转以储蓄能量，同时通过螺杆、螺母推动滑块向下运动。当滑块接触工件时，飞轮被迫减速至完全停止，储存的旋转动能转变为冲击能，通过滑块打击工件，使之变形。打击结束后，迫使飞轮反转，带动滑块上升，回到原始位置。

申请号为201210085244.5的中国发明申请公开了一种摩擦螺旋压力机。该压力机包括飞轮，所述飞轮通过螺旋副与滑块连接，所述飞轮上设有第一边缘、第二边缘，所述第一边缘与第一摩擦轮的第一端相对设置，所述第二边缘与第二摩擦轮的第一端相对设置，所述第一摩擦轮的第二端的中心设有转轴，所述转轴与第一缸体密封连接，所述转轴与第一缸体之间设第一回复机构，所述第一摩擦轮的第一端还设有作为第二缸体的腔室，所述第二缸体与所述第二摩擦轮的第二端密封连接，所述第二摩擦轮随第一摩擦轮转动，第二摩擦轮与第一摩擦轮之间设有第二回复机构。

第一、第二摩擦轮为同向旋转，为了使飞轮实现正反向的双向旋转，飞轮的第一、第二边缘分布在上、下两个半区内。这种结构设置使飞轮离地面的距离很高，而压力机的飞轮工作时为高速旋转，如果飞轮离地面太高，会使压力机的底部承受着巨大的压力，既不利机器工作，而且存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种降低飞轮重心的摩擦螺旋压力机，以克服现有技术中存在的缺陷，符合压力机的发展规律。

本发明采用以下技术方案：

一种摩擦螺旋压力机，包括飞轮，所述飞轮通过螺旋副与滑块连接，以控制滑块的下降和回升，所述飞轮上设有相距近的第一边缘、第二边缘，所述第一边缘与第一摩擦轮的第一端相对，所述第二边缘与第二摩擦轮的第一端相对，所述第二摩擦轮固定在作为第一活塞的第一转轴上，所述第一摩擦轮套在所述第二摩擦轮上，第一摩擦轮随第二摩擦轮轴向移动，且第一第二摩擦轮转向相反，所述第二摩擦轮的第一端设有第二活塞，所述第二活塞与第二摩擦轮之间还设第一回复机构。

由于第一边缘、第二边缘相隔比较近，优选两边缘均在所述飞轮的半个部分区域内或均集中在所述飞轮的上半部分，这样可以减少飞轮与地面的距离。这种结构使用起来更安全可靠。

为实现第一、第二摩擦轮的反向旋转，可以在所述第一摩擦轮的第二端上固定有内齿圈，所述第二摩擦轮的第二端上固定有外齿轮，所述内齿圈与外齿轮分别与中间齿轮啮合。优选地，所述中间齿轮套在第二转轴上，所述第二转轴与电机连接，而且该电机相对设置于飞轮的下方。

第一转轴同时作为第一活塞，可以带动第二摩擦轮、第一摩擦轮的轴向移动。第一转轴的设置可以是这样：所述第一转轴与第一缸体连接，所述第一缸体设在压力机的机架上。所述机架与第一转轴之间设第二回复机构。所述第二回复机构包括回位弹簧，所述回位弹簧一端与机架固定连接，另一端与第一转轴固定连接。第二回复机构用于使第一转轴的反向移动。

所述第二活塞包括第三端，所述第二摩擦轮内设第二缸体，初始状态时，所述第三端与所述第二摩擦轮的第一端平齐，第一摩擦轮第一端的端面比第二摩擦轮的端面更接近飞轮。第一摩擦轮随第二摩擦轮一起轴向移动，当第一转轴靠近飞轮，先接触到飞轮的是第一摩擦轮。

作为第一回复机构的优选方式，所述第一回复机构包括螺栓-螺母组件、第一弹簧、和弹簧座，所述螺栓-螺母组件一端固定在第二活塞上，所述弹簧座套于螺栓-螺母组件的另一端，所述第一弹簧也套于螺栓-螺母组件上，并在第二活塞与弹簧座之间。

所述第一边缘、第二边缘平齐，所述第一摩擦轮的第一端与第一边缘的距离为L1，所述第三端与第二边缘的距离为L2，初始状态时，L1<L2。

所述第二摩擦轮内设第一台阶，所述弹簧座与第一台阶的距离为L3，初始状态时，L3>L2。距离L3也是第二活塞的行程，如果持续地给第二活塞加压，当第二活塞到达第二边缘后，由于行程还未走完，第二摩擦轮会沿反向移动，这样可以带动第一摩擦轮离开第一边缘，实现了两摩擦轮与两边缘的交换接触。优选地，所述第三端上的推力大于第一摩擦轮的第一端上的推力。

第二活塞的压力输送路线可以这样安排：所述第一转轴内设第一气路，所述第二摩擦轮设有第二气路，所述第一气路通过第二气路与第二缸体连接。同时，所述压力机还包括控制装置，所述控制装置向第一缸体内输送压力，并且所述控制装置向第一气路内输送压力。

附图说明

图1为本发明涉及的摩擦螺旋压力机的结构示意图。

图2为摩擦驱动装置的放大示意图。

图3为第一摩擦轮、和第二摩擦轮组件的放大示意图。

图4为第一、第二摩擦轮转动的原理图。

图5为本发明涉及的摩擦螺旋压力机的部分示意图。

具体实施方式

参见图1，为本发明涉及的摩擦螺旋压力机的结构示意图。包括水平旋转的飞轮2，所述飞轮2连接螺杆37，螺杆37和滑块39中的螺母38组成螺旋副，飞轮2可控制滑块39的下降和回升。飞轮2的两侧对称设置摩擦驱动装置，安装于机架40上。飞轮2内还设有制动飞轮2的制动器1。

参见图2，为摩擦驱动装置的放大示意图。由图可知，可将飞轮2分为上下两部分，称为半个部分区域。飞轮2一侧外圆上设有向外突出的第一边缘4、第二边缘3。所述第一、第二边缘3之间的距离很近，且集中在飞轮2的上半部分或下半部分。优选地，第一、第二边缘4、3在上半部分。与摩擦驱动装置部分可相应设在相同高度上，与飞轮2相接触。

飞轮2与摩擦驱动装置中的第一、第二摩擦轮5、13的位置如下：所述第一边缘4与第一摩擦轮5的第一端41相对设置，所述第二边缘3与第二摩擦轮13的第一端46相对设置。在这里，第一摩擦轮5靠近飞轮2的部分为第一摩擦轮5的第一端41，第一摩擦轮5远离飞轮2的部分为第一摩擦轮5的第二端42；同样地，第二摩擦轮13靠近飞轮2的部分为第一摩擦轮5的第一端41，第二摩擦轮13远离飞轮2的部分为第一摩擦轮5的第二端42。

所述第二摩擦轮13固定在作为第一活塞的第一转轴18上，所述第一摩擦轮5套在所述第二摩擦轮13上，第一摩擦轮5随第二摩擦轮13轴向移动，且第一、第二摩擦轮5、13转向相反，所述第二摩擦轮13的第一端46设有第二活塞6，所述第二活塞6与第二摩擦轮13之间还设第一回复机构。

第一第二摩擦轮5、13转动起来，而且两摩擦轮的转向相反。当第一转轴18沿图示箭头方向移动，第二摩擦轮13、第一摩擦轮5随之运动，第一摩擦轮5的第一端41与第一边缘4接触，使飞轮2沿一个方向转动起来。再推动第二活塞6相对第二摩擦轮13移动，使第二活塞6与第二边缘3接触，使飞轮2沿相反方向转动。继续使第二活塞相对第二摩擦轮13移动，但因为第二活塞6已与第二边缘3接触，再加上第一回复机构的作用，此时第二活塞6的接触力的反作用力使第二摩擦轮13改变移动方向回退，因此，第一摩擦轮5的第一端46也跟着脱开第一边缘4。

为实现第一、第二摩擦轮5、13能分别与第一、第二边缘3接触，两摩擦轮都经特别设计。结合图3，图3为第一摩擦轮5、和第二摩擦轮13组件的放大示意图。第二摩擦轮13上包括第一、第二、第三空腔48、49、50。具体说是这样，第二摩擦轮13的第一空腔48内穿有第一转轴18，第一转轴18与第二摩擦轮13之间设有平键17，该平键17通过螺钉固定在第一转轴18的键槽上，相应地，第二摩擦轮13上也开有与平键17配合的凹腔。当第一转轴18发生轴向移动，第二摩擦轮13能跟着平键17一起平移。当第二摩擦轮13发生转动，平键17又能将旋转传递到第一转轴18上。因此，所述第二摩擦轮13是固定在第一转轴18上的。

所述第一摩擦轮5包括第一、第二、第三空腔43、44、45。在第一空腔43内，腔壁为第一摩擦轮5外圆周面；而在第二摩擦轮13的第二空腔49内，腔壁为第二摩擦轮13外圆周面，第一摩擦轮5外圆周面通过轴承14与第二摩擦轮13外圆周面连接。此轴承14负责两摩擦轮径向上的定位，同时不影响两摩擦轮的转动。

第一摩擦轮5的第三空腔45内对应设第二摩擦轮13的相应部分。第二活塞6设在第二摩擦轮13的第三空腔50内。

为实现第一、第二摩擦轮5、13之间相反方向的转动，所述第一摩擦轮5的第二空腔44内设内齿圈35，具体说第二端42上通过螺钉36固定有内齿圈35，所述第二摩擦轮13的第二端42上通过螺钉29固定有外齿轮16，所述内齿圈35与外齿轮16分别与中间齿轮34啮合。所述中间齿轮34套在第二转轴33上，所述第二转轴33通过联轴器32与电机31连接，该电机31相对设置于飞轮2的下方。

参见图4，为第一第二摩擦轮5、13转动的原理图。电机31启动，如果第二转轴33沿图示的顺时针方向转动，带动中间齿轮34也沿顺时针方向转动。内齿圈35沿顺时针转动，而外齿轮16沿逆时针方向。因此，第一摩擦轮5沿顺时针方向转动，第二摩擦轮13沿逆时针方向转动，第一、第二摩擦轮5、13转向相反。

第一摩擦轮5与外齿轮16之间还通过平面轴承15进行轴向定位。

回到图2，第一转轴18同时作为第一活塞。第一转轴18通过一对圆柱滚珠轴承19安装在机架40上。所述第一活塞可视为活塞组件，包括活塞杆（相当于第一转轴18）、平面轴承26、以及活塞体28。所述活塞体28与第一缸体30密封连接，所述第一缸体30设在压力机的机架40上。第一缸体30内产生压力，推动活塞体28、平面轴承26轴向移动，也带动第一转轴18移动。

所述机架40与第一转轴18之间还设第二回复机构。所述第二回复机构包括回位弹簧21，所述回位弹簧21一端通过回位弹簧座20与机架40固定连接，另一端连接回位弹簧盖22，该回位弹簧盖22与一平面轴承24连接，而此平面轴承24通过轴承座25与第一转轴18连接。当第一转轴18移动时，回位弹簧21受压，当第一转轴18不受力停止移动时，可通过回位弹簧21的回复力使第一转轴18退回去，直至初始状态。

见图3，所述第二摩擦轮13的第三空腔50为第二缸体11，空腔内与第二活塞6密封连接。第二活塞6包括第三端51，初始状态时，所述第三端51与所述第二摩擦轮13的第一端46平齐，第一摩擦轮5的第一端41的端面比第二摩擦轮13的第一端46的端面更接近飞轮2。

见图5，为第一回复机构的放大示意图。所述第一回复机构包括螺栓-螺母组件7、第一弹簧8、和弹簧座10，所述螺栓-螺母组件7一端固定在第二活塞6上，所述弹簧座10套于螺栓-螺母组件7的另一端，所述第一弹簧8也套于螺栓-螺母组件7上，并在第二活塞6与弹簧座10之间。

优选地，所述第一边缘4、第二边缘3平齐，所述第一摩擦轮5的第一端41与第一边缘4的距离为L1，所述第三端51与第二边缘3的距离为L2，初始状态时，L1<L2。这样，第一摩擦轮5能先碰到飞轮2（即第一边缘4）。

所述第二摩擦轮13内设第一台阶52，所述弹簧座10与第一台阶52的距离为L3，L3也是第二活塞6的行程。初始状态时，L3>L2。如果当所述第三端51上的推力大于第一摩擦轮5的第一端41上的推力，那么当第二活塞6与第二边缘3接触后，第三端51上推力的反作用力会起作用，而且，因为该力大于第一摩擦轮5的第一端41上的推力，且第二活塞6的行程还未走完，则第二摩擦轮13在反作用力下往后退，继而带动第一摩擦轮5也往后退，使第一摩擦轮5离开第一边缘4，直至第一台阶52碰到弹簧座10。

所述第一转轴18内设第一气路9，所述第二摩擦轮13上设有端盖53，使第二摩擦轮13内形成了第二气路12，所述第一气路9通过第二气路12与第二缸体11连接。见图5中箭头为压力传递方向。

所述压力机还包括控制装置，所述控制装置向第一进气口27（即第一缸体30）内输送压力，所述控制装置向第二进气口23（第二进气口23连接着第一气路9）内输送压力。

接下来介绍本发明涉及的摩擦螺旋压力机的工作原理：

电机31启动，带动第二转轴33旋转，继而中间齿轮34旋转，带动与中间齿轮34啮合的内齿圈35和外齿轮16旋转，随而第一摩擦轮5、第二摩擦轮13转动，由于内齿圈35与外齿轮16的转向相反，因此第一、第二摩擦轮5、13的旋转方向也相反。第二摩擦轮13旋转也会带动第一转轴18旋转起来。

有两种控制方式实现第一、第二摩擦轮5、13的轴向移动。

第一种控制方式是，对第一缸体30输入压力，驱动活塞体28向飞轮2平移，活塞体28的平移带动平面轴承26、第一转轴18移动。随后，第二摩擦轮13也跟着移动，并且带动第一摩擦轮5移动。由于第二摩擦轮13与第二边缘3的距离不及第一摩擦轮5与第一边缘4的距离，第一摩擦轮5先碰到第一边缘4。同时第二回复机构中，回位弹簧21受力压缩。飞轮2受摩擦旋转，带动滑块39下降。当滑块39将达到行程终点时，控制装置继续向第一气路9输送压力，压力通过第二气路12进入第二缸体11，推动第二活塞6向飞轮2平移，直至接触第二边缘3，此时第一回复机构中，弹簧受压，而且第一摩擦轮5未离开第一边缘4，由于第二活塞6的行程大于第二活塞6与第二边缘3的初始距离，再加上第二活塞6上的推力远大于第一摩擦轮5上的推力，使得第二摩擦轮13相对于第二活塞6作反向移动，这样，第一摩擦轮5离开第一边缘4，直至第一台阶52碰到弹簧座10。此时飞轮2朝反向旋转，带动滑块39上升。

还有另一种控制方式，两摩擦轮的回程由两回复机构实现。对第一缸体30输入压力，驱动活塞体28向飞轮2平移，活塞体28的平移带动平面轴承26、第一转轴18移动。随后，第二摩擦轮13也跟着移动，并且带动第一摩擦轮5移动。由于第二摩擦轮13与第二边缘3的距离不及第一摩擦轮5与第一边缘4的距离，第一摩擦轮5先碰到第一边缘4。同时第二回复机构中，回位弹簧21受力压缩。飞轮2受摩擦旋转，带动滑块39下降。当滑块39将达到行程终点时，控制装置停止对第一缸体30输气，由于第二回复机构的作用，第一转轴18带动第二摩擦轮13、第一摩擦轮5退回，此时控制装置对第一气路9输送压力，压力通过第二气路12进入第二缸体11，推动第二活塞6向飞轮2平移，直至接触第二边缘3，此时第一回复机构的弹簧受压，飞轮2朝反向旋转，带动滑块39上升。

本发明通过控制第一、第二摩擦轮5、13实现了飞轮2的正反向的旋转，同时由于与第一、第二摩擦轮5、13接触的第一边缘4、第二边缘3之间的距离很近，降低了飞轮2的重心，使整个压力机的结构紧凑，符合当前的发展趋势。

Claims (16)

1.一种摩擦螺旋压力机，包括飞轮（2），所述飞轮（2）通过螺旋副与滑块（39）连接，以控制滑块（39）的下降和回升，其特征是：所述飞轮（2）上设有相距近的第一边缘（4）、第二边缘（3），所述第一边缘（4）与第一摩擦轮（5）的第一端（41）相对，所述第二边缘（3）与第二摩擦轮（13）的第一端（46）相对，所述第二摩擦轮（13）固定在作为第一活塞的第一转轴（18）上，所述第一摩擦轮（5）套在所述第二摩擦轮（13）上，第一摩擦轮（5）随第二摩擦轮（13）轴向移动，且第一、第二摩擦轮（5、13）转向相反，所述第二摩擦轮（13）的第一端（46）设有第二活塞（6），所述第二活塞（6）与第二摩擦轮（13）之间还设第一回复机构。

2.根据权利要求1所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一边缘（4）、第二边缘（3）均在所述飞轮（2）的半个部分区域内。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一边缘（4）、第二边缘（3）均集中在所述飞轮（2）的上半部分。

4.根据权利要求1所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一摩擦轮（5）的第二端（42）上固定有内齿圈（35），所述第二摩擦轮（13）的第二端（47）上固定有外齿轮（16），所述内齿圈（35）与外齿轮（16）分别与中间齿轮（34）啮合。

5.根据权利要求4所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述中间齿轮（34）套在第二转轴（33）上，所述第二转轴（33）与电机（31）连接，该电机（31）相对设置于飞轮（2）的下方。

6.根据权利要求1所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一转轴（18）与第一缸体（30）连接，所述第一缸体（30）设在压力机的机架（40）上。

7.根据权利要求6所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述机架（40）与第一转轴（18）之间设第二回复机构。

8.根据权利要求7所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第二回复机构包括回位弹簧（21），所述回位弹簧（21）一端与机架（40）固定连接，另一端与第一转轴（18）固定连接。

9.根据权利要求1所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第二活塞（6）包括第三端（51），所述第二摩擦轮（13）内设第二缸体（11），初始状态时，所述第三端（51）与所述第二摩擦轮（13）的第一端（46）平齐，第一摩擦轮（5）的第一端（41）的端面比第二摩擦轮（13）的第一端（46）的端面更接近飞轮（2）。

10.根据权利要求9所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一回复机构包括螺栓-螺母组件（7）、第一弹簧（8）、和弹簧座（10），所述螺栓-螺母组件（7）一端固定在第二活塞（6）上，所述弹簧座（10）套于螺栓-螺母组件（7）的另一端，所述第一弹簧（8）也套于螺栓-螺母组件（7）上，并在第二活塞（6）与弹簧座（10）之间。

11.根据权利要求1或10所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一边缘（4）、第二边缘（3）平齐，所述第一摩擦轮（5）的第一端（41）与第一边缘（4）的距离为L1，所述第三端（51）与第二边缘（3）的距离为L2，初始状态时，L1<L2。

12.根据权利要求11所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第二摩擦轮（13）内设第一台阶（52），所述弹簧座（10）与第一台阶（52）的距离为L3，初始状态时，L3>L2。

13.根据权利要求9所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第三端（51）上的推力大于第一摩擦轮（5）的第一端（41）上的推力。

14.根据权利要求9所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述第一转轴（18）内设第一气路（9），所述第二摩擦轮（13）设有第二气路（12），所述第一气路（9）通过第二气路（12）与第二缸体（11）连接。

15.根据权利要求6所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述压力机还包括控制装置，所述控制装置向第一缸体（30）内输送压力。

16.根据权利要求14所述的摩擦螺旋压力机，其特征是：所述压力机还包括控制装置，所述控制装置向第一气路（9）内输送压力。

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