CN103586383B - 一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统 - Google Patents

Abstract

一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统，包括四套传动机构和两套执行机构，传动机构采用多边布局，每套传动机构包括一台伺服电机，伺服电机的输出轴通过小带轮、传动带与大带轮连接，大带轮外侧与制动器连接，内侧与行星齿轮减速器的输入端连接；执行机构采用两套肘杆机构，每套肘杆机构由曲轴、三角形连杆、上肘杆和下肘杆连接构成，四台行星齿轮减速器的输出端分别与两根曲轴的两端连接，三角形连杆的一端直接套在曲轴上，上端通过上肘杆连接在热模锻压力机的上横梁上，下端下肘杆、导向柱塞式连杆与滑块连接，本发明能够显著降低锻压所需要的扭矩，同时降低对电机功率的要求，提高了热模锻压力机的承载能力和工作效率。

Description

一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统

技术领域

本发明属于伺服直驱式热模锻压力机制造技术领域，具体涉及一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统。

背景技术

伺服直驱式热模锻压力机可以对锻压过程实现伺服控制，是借助模具实现金属毛坯热成形的先进的锻造设备。普通模锻、偏心模锻和挤压等金属型材的各种热模锻工艺都可以在热模锻压力机上完成。热模锻压力机是目前工业生产中常用的模锻设备。随着我国机械行业的快速发展，对高性能锻件的需求量越来越大，同时对模锻设备的节能化、伺服化、精密化要求越来越高。目前，国内大多数企业生产的热模锻压力机传动系统陈旧。传统的热模锻压力机性能较差，生产率低，锻件精度低，不能满足工业生产中对模锻设备的节能化、伺服化、精密化的要求。采用新型伺服电动机实现热模锻压力机的电磁伺服直驱在国内尚属空白。这种电磁伺服直驱式热模锻压力机去掉了传统热模锻压力机中的核心部件——气动摩擦离合器，传动系统简单，造价明显降低，工业实际推广前景巨大。但是，由于不再使用大飞轮和离合器等装置，目前的伺服压力机对电机功率、扭矩等要求较高，如果不改进原有的传动系统而直接采用伺服电机将会导致压力机成本的大幅上升。由于伺服电机技术的限制，能够投入使用的伺服电机功率较小，远不能满足目前大吨位热模锻压力机对伺服电机直接驱动的要求。此外，伺服电机的价格昂贵，伺服电机的功率越大，价格越高，这就导致了很多厂家在实际生产中不敢选用大功率的伺服电机。目前，对于大吨位的热模锻压力机，很多技术人员花费了大量精力来研究传动系统以降低压力机对伺服电机大功率的需求，但收效甚微。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统，能够显著降低锻压所需要的扭矩，同时降低对电机功率的要求，提高了热模锻压力机的承载能力和工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统，包括四套传动机构和两套执行机构，四套传动机构采用多边布局，对称布置在压力机的四周，每套传动机构包括一台伺服电机1，四台伺服电机1对称布置在热模锻压力机上，每台伺服电机1的输出轴与小带轮2连接，小带轮2通过传动带3与大带轮4连接，大带轮4外侧与制动器5连接，大带轮4内侧与行星齿轮减速器6的输入端连接；

两套执行机构采用两套肘杆机构，每套肘杆机构由曲轴7、三角形连杆8、上肘杆9和下肘杆10连接构成，四台行星齿轮减速器6的输出端分别与两根曲轴7的两端连接，三角形连杆8的一端直接套在曲轴7上，三角形连杆8的上端通过铰接与上肘杆9的一端相连，上肘杆9的另一端通过铰接连接在热模锻压力机的上横梁13上，三角形连杆8的下端通过铰接与下肘杆10的一端相连，下肘杆10的另一端通过铰接与导向柱塞式连杆11上端连接，两个导向柱塞式连杆11的下端与滑块12连接。

本发明具有以下优点：

一、在传动系统的选择上不再采用普通齿轮传动，而是采用了行星齿轮传动。行星齿轮传动机构体积小、结构紧凑，承载能力高，轮传动平稳，抗冲击和振动的能力强，可以有效地实现功率分流，从而降低所需伺服电机的功率，节省成本。

二、采用肘杆机构，显著提升了增力效果，克服了传统执行机构增力效果不理想的缺点，有效降低了电机功率。此外，采用肘杆机构的滑块在下死点附近的速度明显降低，公称压力行程较大，且滑块在下死点附近的停留时间长，保压时间增大，有利于提高零件的冲压质量，减少零件对模具的冲击，提高模具使用寿命。

三、采用了四套传动系统和四台伺服电机。原来由一台大功率伺服电机提供的能量由四台小功率伺服电机提供，四台小功率伺服电机的价格低于同等一台大功率伺服电机的价格，可以有效降低伺服电机的成本。

附图说明

图1是本发明传动系统结构示意图。

图2是伺服直驱式热模锻压力机内的主视图。

图3是本发明传动系统在伺服直驱式热模锻压力机内的侧面剖视图。

图4是本发明传动系统在伺服直驱式热模锻压力机内的正面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

参照图1、图2、图3和图4，一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统，包括四套传动机构和两套执行机构，四套传动机构采用多边布局，对称布置在压力机的四周，每套传动机构包括一台伺服电机1，四台伺服电机1对称布置在热模锻压力机上，是热模锻压力机工作的主要动力源，每台伺服电机1的输出轴与小带轮2连接，小带轮2可起到蓄能的作用，小带轮2通过传动带3与大带轮4连接，大带轮4外侧与制动器5连接，大带轮4内侧与行星齿轮减速器6的输入端连接，相比于传统齿轮减速器，行星齿轮减速器6的结构更为紧凑，体积要小很多。

两套执行机构采用两套肘杆机构，每套肘杆机构由曲轴7、三角形连杆8、上肘杆9和下肘杆10连接构成，四台行星齿轮减速器6的输出端分别与两根曲轴7的两端连接，三角形连杆8的一端直接套在曲轴7上，三角形连杆8的上端通过铰接与上肘杆9的一端相连，上肘杆9的另一端通过铰接连接在热模锻压力机的上横梁13上，三角形连杆8的下端通过铰接与下肘杆10的一端相连，下肘杆10的另一端通过铰接与导向柱塞式连杆11上端连接，两个导向柱塞式连杆11的下端与滑块12连接。伺服电机1与制动器5可实现双重刹车，响应速度快，可有效避免人身伤害，在伺服电机1和制动器5的双重作用下，滑块12不仅可以在工作完毕后准确地停在上死点位置，还可以在任何位置紧急制动停止。

本发明的工作原理为：

四台伺服电机1对称布置在热模锻压力机上，伺服电机1输出的能量可以储存在小带轮2中，在锻压过程中，小带轮2释放能量，完成锻压。小带轮2通过传动带3带动大带轮4旋转，共同构成交流伺服直驱式热模锻压力机一级皮带传动系统。

大带轮4外侧与制动器5相连，伺服电机1与制动器5可实现双重刹车，响应速度快，可有效避免人身伤害。在伺服电机1和制动器5的双重作用下，滑块12不仅可以在工作完毕后准确地停在上死点位置，还可以在任何位置紧急制动停止。大带轮4内侧与行星齿轮减速器6输入端相连，由此共同构成伺服压力机二级行星齿轮传动系统，可降低转速，提高输出扭矩。

肘杆机构的曲轴7绕自身中心旋转，带动三角形连杆8往复摆动，三角形连杆8又带动上肘杆9和下肘杆10共同运动。曲轴7每旋转一周，三角形连杆8、上肘杆9和下肘杆10就完成一次往复摆动，带动导向柱塞式连杆11和滑块12完成一次锻压行程，同时伺服直驱式热模锻压力机完成了一次工作行程。

Claims (1)

1.一种适用于大吨位伺服直驱式热模锻压力机的传动系统，其特征在于：包括四套传动机构和两套执行机构，四套传动机构采用多边布局，对称布置在压力机的四周，每套传动机构包括一台伺服电机（1），四台伺服电机（1）对称布置在热模锻压力机上，每台伺服电机（1）的输出轴与小带轮（2）连接，小带轮（2）通过传动带（3）与大带轮（4）连接，大带轮（4）外侧与制动器（5）连接，大带轮（4）内侧与行星齿轮减速器（6）的输入端连接；

两套执行机构采用两套肘杆机构，每套肘杆机构由曲轴（7）、三角形连杆（8）、上肘杆（9）和下肘杆（10）连接构成，四台行星齿轮减速器（6）的输出端分别与两根曲轴（7）的两端连接，三角形连杆（8）的一端直接套在曲轴（7）上，三角形连杆（8）的上端通过铰接与上肘杆（9）的一端相连，上肘杆（9）的另一端通过铰接连接在热模锻压力机的上横梁（13）上，三角形连杆（8）的下端通过铰接与下肘杆（10）的一端相连，下肘杆（10）的另一端通过铰接与导向柱塞式连杆（11）上端连接，两个导向柱塞式连杆（11）的下端与滑块（12）连接。