CN107882895A - 大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构 - Google Patents

大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构 Download PDF

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Abstract

大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，包括连接有飞轮的曲轴，曲轴轴端安装导向套筒，导向套筒大轴径径向安装浮动镶块式摩擦盘和压盘，压盘固定有第二摩擦盘，压盘与飞轮上通过设有复位弹簧的导向螺栓实现定位；导向套筒小轴径径向连接滚柱保持架，滚柱保持架侧面对称安装有两个扇形齿圈，扇形齿圈与安装在减速器上的驱动小齿轮啮合，减速器与驱动电机连接，两个驱动电机固定在飞轮上；飞轮上的离合器盖板靠近飞轮侧对称固定有端面凸轮块，端面凸轮块和滚柱配合，离合器盖板外侧固定有导电滑环；飞轮上固定的第一摩擦盘与第二摩擦盘及浮动摩擦块配合形成离合器，由驱动电机控制离合器工作，具有结构紧凑，能量利用率高等优点。

Description

大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构
技术领域
本发明属于机械压力机技术领域，尤其涉及大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构。
背景技术
在机械压力机传动系统中，为了控制压力机工作机构的运动，一般都装有离合器以控制飞轮与工作机构的连接。机械压力机的离合器可分刚性离合器和摩擦离合器两类，刚性离合器一般用于小型压力机，对于中大型机械压力机，摩擦离合器应用更为普遍。目前，在工业实际中使用的大中型机械压力机，尤其像热模锻压力机等锻压设备所使用的传统的摩擦离合器多采用压缩空气为动力源，故亦被称为气动摩擦离合器。气动摩擦离合器工作必须依靠压缩空气，必须配备一套复杂的阀控系统及空气压缩机，在工作过程会产生严重的噪声污染，对操作工人的身心造成严重的伤害。同时，气动摩擦离合器的结构封闭，散热条件差，离合器摩擦接合产生的大量热量不能及时散出，导致机械压力机的工作效率低，增大了离合器的维修量。所以，气动摩擦离合器具有结构复杂庞大，制造成本高，装配复杂，能量利用率低，噪声污染严重，散热条件差，工作效率低等缺点。
鉴于气动摩擦离合器的气动驱动方式存在上述不足，西安交通大学申请了中国发明专利“一种适用于机械压力机的多电机伺服直驱式摩擦离合器”(公开号:CN105202063A)，但是，该专利主要是针对中小规格的及公称压力较小的机械压力机使用的摩擦离合器，将其技术方案用于大中型机械压力机离合器时，存在以下不足：
(1)驱动电机未经过减速直接驱动丝杠传动，产生的推力不足，导致该离合器仅能适用于小型机械压力机。
(2)该伺服直驱式离合器采用驱动电机太多,由于工作过程中摩擦离合器自身的旋转，离合器驱动电机的动力线及编码器线需通过导电滑环与电机驱动进行连接，在电机数量较多的情况下，接线将变得十分困难，且容易出现信号干扰的情况，影响机械压力机的可靠性。
(3)该伺服直驱式离合器将驱动电机封闭安装于飞轮内，在机械压力机连续工作时，电机频繁正反转产生的热量无法散出，当热量累积到一定程度时，会导致电机功率下降，缩短其使用寿命，甚至烧坏绕组线圈。
(4)该伺服直驱式离合器对现有摩擦离合器改造太大，不易于推广。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，具有结构紧凑，能量利用率高，散热条件好，操作简便等优点。
为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，包括由上梁37、立柱38、底座39连接的压力机机身，上梁37安装有曲轴20，曲轴20上通过第二轴承18连接有飞轮25；
曲轴20轴端安装有导向套筒8，导向套筒8大轴径径向安装有浮动镶块式摩擦盘13，浮动镶块式摩擦盘13上均布有若干浮动摩擦块14；导向套筒8大轴径径向通过压盘安装轴套12安装有压盘6，压盘6固定有第二摩擦盘7，压盘6与安装于飞轮25上的导向螺栓33配合实现周向定位，导向螺栓33上安装了复位弹簧34；导向套筒8小轴径径向通过第一轴承11连接有滚柱保持架5，滚柱保持架5上对称安装有滚柱29，滚柱29在滚柱保持架5限位孔中沿曲轴20的轴向浮动，滚柱保持架5侧面对称安装有两个扇形齿圈4，每个扇形齿圈4与一个驱动小齿轮3啮合，每个驱动小齿轮3安装在一个减速器2输出轴上，每个减速器2输入轴与一个驱动电机1的输出轴连接，两个驱动电机1固定在电机安装架15上，电机安装架15固定在飞轮25上；
飞轮25上固定有离合器盖板10，离合器盖板10靠近飞轮侧对称固定有端面凸轮块28，端面凸轮块28和滚柱29配合，离合器盖板10外侧固定有导电滑环安装板35，导电滑环安装板35上固定有导电滑环36；
飞轮25上固定有第一摩擦盘23，第一摩擦盘23、第二摩擦盘7及浮动摩擦块14配合形成离合器。
所述的驱动电机1为交流伺服电机或直流伺服电机，或交流异步电机。
综上，相对于现有的大中型机械压力机所使用的气动摩擦离合器，以及电动摩擦离合器，本发明具有以下优点：
(1)驱动电机1经过减速器2及驱动小齿轮3传动，传动的扭矩极大，配合端面凸轮28及滚柱29能产生足够的推力使离合器接合，能够满足大中型机械压力机对离合器接合压力的要求。
(2)本发明采用的驱动电机1少，因此所需动力线及编码器线也相对更少，接线更为方便，目前市场上常用的导电滑环36即能达到使用要求。
(3)本发明采用驱动电机1作为动力源实现离合器的接合，动作灵活，不仅提高了离合器的能量利用率，而且还降低离合器接合过程产生的噪音。
(4)本发明对现有摩擦离合器的改造小，改造成本低，便于推广。
(5)本发明的整体结构敞开，散热条件好，能及时散出离合器接合时产生的热量，大大提高机械压力机的生产效率，减小离合器的维修量。
(6)本发明采用端面凸轮28及滚柱29为执行机构使离合器接合，接合过程力系封闭，且在摩擦片磨损后，不需要人工调节摩擦片之间的间隙，只需通过控制电机调整滚柱保持架的角度直接自动调节摩擦片的间隙，操作简单，显著减少操作工人的工作量，提高机械压力机的工作效率。
附图说明
图1是本发明的应用示意图。
图2是本发明的剖视图。
图3是图2的侧视图。
图4是图3的A-A面剖视图。
图5-1是本发明端面凸轮结构示意图；图5-2是本发明端面凸轮基圆展开图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1、图2、图3、图4、图5-1及图5-2，大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，包括由上梁37、立柱38、底座39连接成的压力机机身，上梁37安装有曲轴20，曲轴20通过四个第二轴承18安装了飞轮25，飞轮25通过两个外侧的轴承盖21轴向固定；
曲轴20轴端安装有导向套筒8，导向套筒8通过轴端盖板9以用第三螺钉30及键27实现在曲轴20轴向及周向固定，导向套筒8大轴径径向安装有浮动镶块式摩擦盘13，浮动镶块式摩擦盘13通过轴向套筒8上的导向齿周向定位，浮动镶块式摩擦盘13上均布有若干浮动摩擦块14；导向套筒8大轴径径向通过压盘安装轴套12安装有压盘6，压盘6上通过第四螺钉17固定有第二摩擦盘7，压盘6外圈均布有六个导向限位孔与安装于飞轮25上的导向螺栓33配合实现周向定位，导向螺栓33上安装了复位弹簧34；导向套筒8小轴径径向通过第一轴承11连接有滚柱保持架5，滚柱保持架5通过轴端盖板9轴向定位，滚柱保持架5上对称安装有六对滚柱29，十二个滚柱29在滚柱保持架5限位孔中沿曲轴20的轴向浮动，滚柱保持架5侧面通过第一螺钉16对称安装有两个扇形齿圈4，每个扇形齿圈4与一个驱动小齿轮3啮合，每个驱动小齿轮3安装在一个减速器2输出轴上，每个减速器2与一个驱动电机1的输出轴相连，两个驱动电机1固定在电机安装架15上，电机安装架15通过第二螺钉24固定在飞轮25上；
飞轮25通过十根拉紧螺栓27、十个支撑套筒26及紧固螺母32固定有离合器盖板10，离合器盖板10靠近飞轮侧通过螺栓31对称固定有十二个端面凸轮块28，端面凸轮块28和滚柱29配合，端面凸轮块28螺旋升角为α,能提供1/tanα的增力比，离合器盖板10外侧固定有导电滑环安装板35，导电滑环安装板35上固定有导电滑环36；
飞轮25上通过第一螺钉22固定有第一摩擦盘23，第一摩擦盘23、第二摩擦盘7及浮动摩擦块14配合形成离合器。
所述驱动电机1为交流伺服电机或直流伺服电机，或交流异步电机。
本发明的工作原理为：
机械压力机工作行程时，离合器需要接合，此时驱动电机1通电，驱动电机1通过减速器2带动驱动小齿轮3转动，小齿轮3带动扇形齿圈4转动，此时滚柱保持架5随动，滚柱保持架5中的滚柱29在端面凸轮块28的作用下在滚柱保持架5内向靠近飞轮的方向移动，从而推动压盘6向靠近飞轮的方向运动，使第一摩擦盘23、第二摩擦盘7及浮动摩擦块14压紧，此时，飞轮25、第一摩擦盘23、第二摩擦盘7、浮动摩擦块14、浮动镶块式摩擦盘13、导向套筒8以及曲轴20等零部件成为一个整体，在摩擦力的作用下，浮动镶块式摩擦盘13与导向套筒8会以与飞轮25相同速度旋转，从而带动曲轴20旋转。
工作结束，离合器需要脱开时，驱动电机1断电，在复位弹簧34的作用下，压盘6、滚柱29及滚柱保持架5均回到原来的位置，第一摩擦盘23、第二摩擦盘7及浮动摩擦块14之间未接触，不再产生摩擦力。

Claims (2)

1.大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，包括由上梁(37)、立柱(38)、底座(39)连接的压力机机身，其特征在于：上梁(37)安装有曲轴(20)，曲轴(20)上通过第二轴承(18)连接有飞轮(25)；
曲轴(20)轴端安装有导向套筒(8)，导向套筒(8)大轴径径向安装有浮动镶块式摩擦盘(13)，浮动镶块式摩擦盘(13)上均布有若干浮动摩擦块(14)；导向套筒(8)大轴径径向通过压盘安装轴套(12)安装有压盘(6)，压盘(6)固定有第二摩擦盘(7)，压盘(6)与安装于飞轮(25)上的导向螺栓(33)配合实现周向定位，导向螺栓(33)上安装了复位弹簧(34)；导向套筒(8)小轴径径向通过第一轴承(11)连接有滚柱保持架(5)，滚柱保持架(5)上对称安装有滚柱(29)，滚柱(29)在滚柱保持架(5)限位孔中沿曲轴(20)的轴向浮动，滚柱保持架(5)侧面对称安装有两个扇形齿圈(4)，每个扇形齿圈(4)与一个驱动小齿轮(3)啮合，每个驱动小齿轮(3)安装在一个减速器(2)输出轴上，每个减速器(2)输入轴与一个驱动电机(1)的输出轴连接，两个驱动电机(1)固定在电机安装架(15)上，电机安装架(15)固定在飞轮(25)上；
飞轮(25)上固定有离合器盖板(10)，离合器盖板(10)靠近飞轮侧对称固定有端面凸轮块(28)，端面凸轮块(28)和滚柱(29)配合，离合器盖板(10)外侧固定有导电滑环安装板(35)，导电滑环安装板(35)上固定有导电滑环(36)；
飞轮(25)上固定有第一摩擦盘(23)，第一摩擦盘(23)、第二摩擦盘(7)及浮动摩擦块(14)配合形成离合器。
2.根据权利要求1所述的大中型压力机摩擦离合器的电机与端面凸轮组合驱动结构，其特征在于：所述的驱动电机(1)为交流伺服电机或直流伺服电机，或交流异步电机。
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