CN103434168A - 直驱式伺服螺旋压力机 - Google Patents

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Shandong University of Technology
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Abstract

本发明提供一种直驱式伺服螺旋压力机，包括孔式直驱电机和螺旋型伺服压力机，螺旋型伺服压力机包括惯性轮、止推轴承、螺母、螺杆、滑块和机身，其中惯性轮经键套装在螺杆上，螺杆的中部经止推轴承安装在机身上，螺杆的下部与螺母螺旋副连接，特征是：增设了固定环、插入轴、中间盘和支架，其中支架安装在机身的顶端，固定环夹持在支架与直驱电机之间，并分别与支架的上端面和直驱电机的底部固定连接，插入轴从底部插入并固定在直驱电机的输出孔中，中间盘经键套装在插入轴的底部、并叠加在惯性轮的上端面上，中间盘与惯性轮固定连接，插入轴直径为本发明设置插入轴、中间盘的连接结构，使直驱电机与螺旋压力机相互独立，设计难度低，可靠性高。

Description

直驱式伺服螺旋压力机
技术领域
本发明提供一种直驱式伺服螺旋压力机，属于压力机机械工业技术领域。
背景技术
现有的直驱式螺旋压力机，把电机与螺杆作为一体进行设计，加工制造难度大。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种能有效降低设计难度、可靠性高的直驱式伺服螺旋压力机。其技术方案为：
一种直驱式伺服螺旋压力机，包括孔式直驱电机和螺旋型伺服压力机，螺旋型伺服压力机包括惯性轮、止推轴承、螺母、螺杆、滑块和机身，其中惯性轮经键套装在螺杆上，螺杆的中部经止推轴承安装在机身上，螺杆的下部与螺母螺旋副连接，螺母与滑块固定连接，惯性轮、螺杆、螺母与滑块同轴，其特征在于：增设了固定环、插入轴、中间盘和支架，其中支架安装在机身的顶端，固定环夹持在支架与直驱电机之间，并分别与支架的上端面和直驱电机的底部固定连接，插入轴从底部插入并固定在直驱电机的输出孔中，中间盘经键套装在插入轴的底部、并叠加在惯性轮的上端面上，中间盘与惯性轮固定连接，且固定环、插入轴和中间盘与螺杆同轴；所述插入轴的直径为
Figure BDA00003661183500011
式中k为强度校核折算系数，σb为材料的抗拉强度，Me为插入轴的负载扭矩，
Figure BDA00003661183500012
其中Je为直驱电机的转子、插入轴和中间盘的转动惯量总和，J为系统总转动惯量，F为滑块的打击力，rc为螺杆的中径，ρ为螺旋摩擦角，μ为止推轴承的摩擦系数，α为螺杆的升角，
Figure BDA00003661183500013
h为螺杆的导程，rZ为止推轴承的当量半径，
Figure BDA00003661183500014
其中d1为止推轴承的外径，d2为止推轴承的内径。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、设置插入轴、中间盘的连接结构，使直驱电机与螺旋压力机可以相互独立设计，有效降低了设计难度。
2、消除了电机与压力机相互影响，提高了设备可靠性高。
3、采用直驱电机驱动，传动环节少，运行可靠，具有使用寿命长、节能效果好、安装简单方便、经济耐用和使用成本低的特点。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、直驱电机 2、惯性轮 3、止推轴承 4、螺母 5、螺杆 6、滑块 7、机身 8、键 9、固定环 10、插入轴 11、中间盘 12、支架
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。在图1所示的实施例中：惯性轮2经键8套装在螺杆5上，螺杆5的中部经止推轴承3安装在机身7上，螺杆5的下部与螺母4螺旋副连接，螺母4与滑块6固定连接，惯性轮2、螺杆5、螺母4与滑块6同轴；支架12安装在机身7的顶端，固定环9夹持在支架12与直驱电机1之间，并分别与支架12的上端面和直驱电机1的底部固定连接，插入轴10从底部插入并固定在直驱电机1的输出孔中，中间盘11经键8套装在插入轴10的底部、并叠加在惯性轮2的上端面上，中间盘11与惯性轮2固定连接，且固定环9、插入轴10和中间盘11与螺杆5同轴；所述插入轴10的直径为
Figure BDA00003661183500021
式中k为强度校核折算系数，σb为材料的抗拉强度，Me为插入轴10的负载扭矩，
Figure BDA00003661183500022
其中Je为直驱电机1的转子、插入轴10和中间盘11的转动惯量总和，J为系统总转动惯量，F为滑块6的打击力，rc为螺杆5的中径，ρ为螺旋摩擦角，μ为止推轴承3的摩擦系数，α为螺杆5的升角，
Figure BDA00003661183500023
h为螺杆5的导程，rZ为止推轴承3的当量半径，
Figure BDA00003661183500024
其中d1为止推轴承3的外径，d2为止推轴承3的内径。
实施例中，400吨压力机，滑块10的额定打击力4000×103N，按过载1.6倍进行设计，滑块6的打击力F=6400×103，系统总转动惯量J=180kg·m2，直驱电机1的转子、插入轴10与中间盘11的转动惯量总和Je=40kg·m2，螺杆5的半径rc=0.115m，导程h=0.144m，止推轴承3的外径d1、内径d2和摩擦系数μ分别为0.430m、0.230m和0.05，螺旋摩擦角ρ=0.05rad，按公式
Figure BDA00003661183500031
计算得负载转矩Me=26600,插入轴10的抗拉强度σb为800×106Nm-2，取k=15,得到插入轴10的直径
Figure BDA00003661183500032

Claims (1)

1.一种直驱式伺服螺旋压力机，包括孔式直驱电机（1）和螺旋型伺服压力机，螺旋型伺服压力机包括惯性轮（2）、止推轴承（3）、螺母（4）、螺杆（5）、滑块（6）和机身（7），其中惯性轮（2）经键（8）套装在螺杆（5）上，螺杆（5）的中部经止推轴承（3）安装在机身（7）上，螺杆（5）的下部与螺母（4）螺旋副连接，螺母（4）与滑块（6）固定连接，惯性轮（2）、螺杆（5）、螺母（4）与滑块（6）同轴，其特征在于：增设了固定环（9）、插入轴（10）、中间盘（11）和支架（12），其中支架（12）安装在机身（7）的顶端，固定环（9）夹持在支架（12）与直驱电机（1）之间，并分别与支架（12）的上端面和直驱电机（1）的底部固定连接，插入轴（10）从底部插入并固定在直驱电机（1）的输出孔中，中间盘（11）经键（8）套装在插入轴（10）的底部、并叠加在惯性轮（2）的上端面上，中间盘（11）与惯性轮（2）固定连接，且固定环（9）、插入轴（10）和中间盘（11）与螺杆（5）同轴；所述插入轴（10）的直径为
Figure FDA00003661183400011
式中k为强度校核折算系数，σb为材料的抗拉强度，Me为插入轴（10）的负载转矩，其中Je为直驱电机（1）的转子、插入轴（10）和中间盘（11）的转动惯量总和，J为系统总转动惯量，F为滑块（6）的打击力，rc为螺杆（5）的中径，ρ为螺旋摩擦角，μ为止推轴承（3）的摩擦系数，α为螺杆（5）的升角，
Figure FDA00003661183400013
h为螺杆（5）的导程，rZ为止推轴承（3）的当量半径，
Figure FDA00003661183400014
其中d1为止推轴承（3）的外径，d2为止推轴承（3）的内径。
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