CN109530594B - 螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构 - Google Patents
螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，包括动力传递单元，该动力传递单元包括铜合金上导套(9)、推力轴承座(10)、止推轴承(11)及推力轴承(13)，间隙调整单元，其包括压圈(7)、应力套(6)和半环调整垫片(14)。本发明的调整机构，螺旋压力机的打击力直接由主螺杆传递给了机身上横梁，应力套上的螺钉不再分担，螺钉不伸长、断裂，没有零件飞坠、渗油等安全隐患，同时，应力套和半环调整垫片均为对称的半环形结构，二者相互配合，并在所述动力传递单元的作用下实现对主螺杆轴向间隙的调整，并有效解决了传统调整机构大部分打击力由螺钉承担，造成高速旋转下的螺钉及其所压零件飞出，影响制件质量，影响效率等问题。
Description
技术领域
本发明的螺旋压力机技术领域，更具体地，涉及一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，适用于数控直驱电动螺旋压力机、数控电动螺旋压力机、摩擦压力机等锻造类设备。
背景技术
作为模锻设备，同模锻锤和热模锻压力机等相比较，螺旋压力机具有结构简单，使用维修方便，工艺应用范围宽等优点，而电动螺旋压力机与摩擦压力机、液压螺旋压力机等其他形式的螺旋压力机相比，具有运行时噪声小、打击次数更高，并能够准确控制器打击能量等特点，因此在汽车、高速铁路机车和航空航天等制造行业得到了广泛应用。
主螺杆是螺旋压力机的核心部件--主螺旋传动副的核心零件，它承担着传递工作扭矩、驱动滑块上下运动实现打击制件的重任，轴向打击力的也是通过它传递到上横梁上。主螺杆轴向间隙指的是，上横梁内档的推力轴承座下端面，与主螺杆锺块上端的止推轴承上端面之间的适当而稳定的间隙，它用来确保主螺杆的正常旋转的。螺旋压力机工作时，要求主螺杆保持合适并稳定的轴向间隙值；但是，主螺杆的轴向间隙，会由于止推轴承的百万次级的正转和反转的磨损而逐步加大，这对锻制件精度和机床本身部件的使用寿命影响很大，必须及时调整使其保持的稳定值。当止推轴承磨损后，需要维持原合适间隙值时，就需要减少调整垫片的厚度(本发明新设计的结构为增加调整垫片的厚度)。现有的螺旋压力机轴向间隙调整机构，主螺杆与上横梁之间的轴向定位(保留了轴向间隙的定位)，一般采用锁紧螺母与主螺杆锁紧，再用贯穿两者的平键连接或十字叉连接结构。这些结构存在如下问题：
(1)螺钉受承受打击力而伸长，机身上横梁不受力。螺旋压力机在打击工作时，主螺杆承受的轴向力并不是直接通过主螺杆的锺块传递给机身上横梁，而是先拉伸机身上横梁上端的压圈上一圈螺钉，再传给机身上横梁的内档端面的。即大部分打击力由螺钉承担，造成高速旋转下的断裂螺钉及其所固定的零件飞出，有安全隐患，影响制件质量，影响效率。
(2)轴向间隙调整，非常繁琐麻烦，效率低下：先拆普通平键块，再拆锁紧螺母，再拆压圈上全部数量较多的螺钉，再拆压圈，然后垫滑块提升主螺杆，打表检查止推轴承磨损数据，计算所需调整垫片的厚度，过程繁琐复杂，还有操作过程有安全隐患。
(3)键块定位很难准确，造成锁紧松紧难定，且有飞坠隐患：锁紧螺母与主螺杆制件的防松，是通过横跨两者制件的普通平键块来锁紧。由于螺母是可以绕主螺杆拧紧而锁紧压圈的，压圈和锁紧螺母的厚度以及螺纹牙型的误差，都影响普通平键块过盈、精密定位于锁紧螺母与主螺杆之间，使轴向间隙不稳定不准确。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其目的在于，螺旋压力机的打击力直接由主螺杆传递给了机身上横梁，应力套上的螺钉不再分担，螺钉不伸长、断裂，没有零件飞坠、渗油等安全隐患；同时，应力套和半环调整垫片均为对称的半环形结构，二者的内孔、外圆和厚度均为整体一个零件精加工而成，再用0.10mm钼丝过圆中心线切割剖分为二，装在一起又称为精密一体，其外圆和内孔可以精密定位于锁紧压圈和主螺杆上；它们相互配合，并在所述动力传递单元的作用下实现对主螺杆轴向间隙的调整，并有效解决了传统调整机构大部分打击力由螺钉承担，造成高速旋转下的螺钉及其所压零件飞出，影响制件质量，影响效率等问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，包括
动力传递单元，该动力传递单元包括铜合金上导套、推力轴承座、止推轴承及推力轴承，主螺杆通过所述推力轴承座和止推轴承轴向及径向一部分均定位于机身上横梁，径向另一部分与飞轮配合，所述推力轴承的径向和轴向均定位于所述机身上横梁上部精度孔及精度台阶内，从而将所述飞轮上的通过电机驱动的转矩直接传递所述主螺杆；以及，
间隙调整单元，其包括压圈、应力套和半环调整垫片，其中，所述压圈设于所述飞轮上端面，其径向定位于所述飞轮的内孔，下端面紧贴所述飞轮的上端面，所述应力套和半环调整垫片均为对称的半环形结构，二者的内孔、外圆和厚度均为整体一个零件精加工而成，再用0.10mm钼丝过圆中心线切割剖分为二，装在一起又称为精密一体，其外圆和内孔可以精密定位于锁紧压圈内孔和主螺杆上端某特定局部外圆；它们相互配合，并在所述动力传递单元的作用下实现对主螺杆轴向间隙的调整。
进一步地，所述主螺杆上端设有锁紧螺母，且所述主螺杆和锁紧螺母通过两个对称分布的T型键块过盈联接。
进一步地，所述T型键块为两个同中心剖面的键块，包括小键块和大键块，其中，所述大键块过盈定位于所述主螺杆的端面，所述小键块过盈定位于所述锁紧螺母的端面。
进一步地，所述应力套和压圈与机身上横梁的端面之间均布设有螺钉，通过该螺钉将所述应力套、半环调整垫片及压圈牢牢锁定在所述机身上横梁顶端。
进一步地，所述应力套设于所述压圈的上端面，其其外圆径向定位于所述压圈的内孔，轴向通过所述螺钉锁紧于所述压圈的上端面。应力套的内孔、外圆和厚度均为整体一个零件精加工而成，再用0.10mm钼丝过圆中心线切割剖分为二，装在一起又称为精密一体，其外圆和内孔可以精密定位于锁紧压圈的内孔。
进一步地，所述半环调整垫片的外圆径向定位于所述应力套的内孔，内圆定位于所述主螺杆的外圆周上。
进一步地，所述半环调整垫片厚度根据实际需要设为多种结构形式，其厚度范围为0.2mm～2.0mm。
进一步地，所述半环调整垫片可单个或多个不同厚度的组合，以适应不同的间隙调整。
进一步地，所述半环调整垫片(14)厚度根据实际需要设为多种结构形式，其厚度范围为0.2mm～2.0mm。
进一步地，所述动力传递单元包括铜合金上导套，所述主螺杆外圆一部分与该铜合金上导套配合。
进一步地，所述飞轮与主螺杆之间均布有长圆柱销。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1.本发明的调整机构，螺旋压力机的打击力直接由主螺杆传递给了机身上横梁，应力套上的螺钉不再分担，螺钉不伸长、断裂，没有零件飞坠、渗油等安全隐患，同时，应力套和半环调整垫片均为对称的半环形结构，二者相互配合，并在所述动力传递单元的作用下实现对主螺杆轴向间隙的调整，并有效解决了传统调整机构大部分打击力由螺钉承担，造成高速旋转下的螺钉及其所压零件飞出，影响制件质量，影响效率等问题。
2.本发明的调整机构，主螺和锁紧螺母通过两个对称分布的T型键块过盈联接，锁紧螺母旋进主螺杆到达合适位置后，两个T型键块的位置是唯一确定的，不受其它任何尺寸因素和装配力量的影响而改变其位置，从而解决了传统间隙调整机构键块定位很难准确，装配施工困难等问题。
3.本发明的调整机构，T型键块相当于是两个同中心剖面的键块，包括小键块和大键块。其中，大键块过盈定位于主螺杆端面，小键块过盈定位于锁紧螺母端面。通过该T型键块将主螺杆和锁紧螺母牢牢键合在一起，解决了传统间隙调整机构键锁紧松紧难定困难等问题。此外，T型键块通过螺钉与主螺杆和锁紧螺母的顶端固定连接，飞轮的离心力不易将其甩出，避免事故隐患。
4.本发明的调整机构，调整主螺杆的轴向间隙，只需拆了应力套更换半环调整垫片即可，不需要测量磨损情况了，非常方便，从而解决了传统螺旋压力机轴向间隙调整机构轴向间隙调整非常繁琐麻烦，效率低下等问题。
5.本发明的调整机构，半环调整垫片设计为多个不同的厚度，是以0.2mm为公差的等差数列；如果止推轴承磨损，轴向间隙变大了，只需将半环调整垫片加厚一个等级；根据使用情况，定期更换，无需测量间隙值，把止推轴承的轴向磨损补偿回来即可。
6.本发明的调整机构，可以根据轴向间隙需要，直接挑用一个或多个厚度的半环调整垫片单独或组合更换，即可实现螺旋压力机的轴向间隙调整，方便快捷，大大提高了轴向间隙调整效率。
7.本发明的调整机构，结构简单，轴向间隙调整方便，效率高，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构结构示意图；
图2为本发明实施例中T型键块1与压圈7的配合示意图；
图3为本发明实施例中T型键块1的结构示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-T型键块、2-主螺杆、3-锁紧螺母、4-机身上横梁、5-螺钉、6-应力套、7-压圈、8-长圆柱销、9-铜合金上导套、10-推力轴承座、11-止推轴承、12-飞轮、13-推力轴承、14-半环调整垫片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明实施例一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构结构示意图。轴向间隙指的是推力轴承座(10)下端面与主螺杆(2)锺块上端的止推轴承(11)上端面之间的适当而稳定的间隙，用来确保主螺杆(2)的正常旋转。如图1所示，该间隙调整机构包括T型键块1、锁紧螺母3、螺钉5、应力套6、压圈7、长圆柱销8、铜合金上导套9以及半环调整垫片14。其中，如图1所示，主螺杆2的锺块锥面通过止推轴承11和推力轴承座10轴向定位于机身上横梁4，主螺杆2锺块上部的外圆与铜合金上导套9配合，径向定位于机身上横梁4，主螺杆2的锺块上部铜合金上导套9以上部分外圆与飞轮12配合，该飞轮12的轮毂径向定位于主螺杆2，轴向定位于推力轴承13，推力轴承13的径向和轴向均定位于机身上横梁4上部精度孔及精度台阶内，飞轮12与主螺杆之间有销键，即均布的长圆柱销8，把飞轮12上的通过电机驱动的转矩传递给主螺杆2。本发明的调整机构，螺旋压力机的打击力直接由主螺杆2传递给了机身上横梁4，应力套6上的螺钉5不再分担，螺钉5不会伸长、断裂，也就没有了零件飞坠的隐患、渗油(打击瞬间，内腔气压较高，会有少许稀油向上喷射)的隐患，无需经常性换件、维护了。有效解决了传统调整机构大部分打击力由螺钉承担，造成高速旋转下的螺钉及其所紧固的零件飞出，有安全隐患，影响制件质量，影响效率等问题。
如图1和图2所示，飞轮12上端面设计有压圈7，该压圈7径向定位于飞轮12内孔，其下端面紧贴飞轮12的上端面而紧固，主螺杆2上端装有锁紧螺母3，且主螺杆2和锁紧螺母3通过两个对称分布的T型键块1过盈联接，锁紧螺母3旋进主螺杆2到达合适位置后，两个T型键块1的位置是唯一确定的，不受其它任何尺寸因素和装配力量的影响而改变其位置，从而解决了传统间隙调整机构键块定位很难准确，装配施工困难等问题。
如图3所示，T型键块1相当于是两个同中心剖面的键块，包括小键块101和大键块102。其中，大键块102过盈定位于主螺杆2端面，小键块101过盈定位于锁紧螺母3端面。通过该T型键块1将主螺杆2和锁紧螺母3牢牢键合在一起，解决了传统间隙调整机构键锁紧松紧难定困难等问题，此外，该T型键块1通过螺钉与主螺杆2和锁紧螺母3的顶端固定连接，飞轮的离心力不易将其甩出，避免事故隐患。
在压圈7上端面和锁紧螺母3下端面之间,设计有两片同轴再剖分、一分为二的半环调整垫片14。该半环调整垫片14的外圆径向定位于应力套6的内孔，其内孔有大间隙定位于主螺杆外圆。同时，在压圈7上端面设计有两个同轴加工再剖分、一分为二的应力套6，其外圆径向定位于压圈7的内孔，轴向定位用螺钉5锁紧于压圈7上端面。螺旋压力机需要调整轴向间隙时，松开以径向定位并压紧的应力套6，松开螺钉5，直接拿出应力套6，而不需拆锁紧螺母3，就可以取出半环调整垫片14。半环调整垫片14是对半剖分的，目的就是在锁紧螺母3被两个T型键块1快锁定后，无需拆卸这两个零件，就可方便取出半环调整垫片14更换。调整主螺杆2的轴向间隙，只需拆了应力套6即可，也不需要测量磨损情况了，只需更换半环调整垫片14即可，非常方便，从而解决了传统螺旋压力机轴向间隙调整机构轴向间隙调整非常繁琐麻烦，效率低下等问题。
此外，作为进一步优选，轴向间隙一般调整范围为b＝0.3mm-0.5mm。如果止推轴承11磨损，轴向间隙变大了，只需将半环调整垫片14加厚把止推轴承11的轴向磨损补偿回来即可。假设出厂时半环调整垫片14初装机厚度为H(mm，一般为15-20为宜),本发明设计的半环调整垫片14厚度根据需要设计不同的尺寸规格，其厚度分布符合等差数列，具体见表1。
| 半环调整垫片14的更换次数 | 初装机厚度H(mm) |
| 第一次更换调整的垫片厚度 | H+0.2 |
| 第二次更换调整的垫片厚度 | H+0.4 |
| 第三次更换调整的垫片厚度 | H+0.6 |
| 第四次更换调整的垫片厚度 | H+0.8 |
| … | … |
| 第十次更换调整的垫片厚度 | H+2.0 |
| … | … |
在本发明的优选实施例中，可以根据轴向间隙需要，直接挑用一个或多个厚度的半环调整垫片14单独或组合更换，即可实现螺旋压力机的轴向间隙调整，方便快捷，大大提高了轴向间隙调整效率。此外，半环调整垫片(14)的厚度是以0.2mm为公差的等差数列，每次调整间隙，只需取下待更换的垫片，依次更换为较厚的下一个等级厚度(一般加0.2mm)的垫片，无需花费极大的人力物力和时间去测量间隙值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，包括
动力传递单元，该动力传递单元包括铜合金上导套(9)、推力轴承座(10)、止推轴承(11)及推力轴承(13)，主螺杆(2)通过所述推力轴承座(10)和止推轴承(11)轴向及径向一部分均定位于机身上横梁(4)，径向另一部分与飞轮(12)配合，所述推力轴承(13)的径向和轴向均定位于所述机身上横梁(4)上部精度孔及精度台阶内，从而将所述飞轮(12)上的通过电机驱动的转矩直接传递所述主螺杆(2)；以及，
间隙调整单元，其包括压圈(7)、应力套(6)和半环调整垫片(14)，其中，所述压圈(7)设于所述飞轮(12)上端面，其径向定位于所述飞轮(12)的内孔，下端面紧贴所述飞轮(12)的上端面，所述应力套(6)和半环调整垫片(14)均为对称的半环形结构，二者相互配合，并在所述动力传递单元的作用下实现对主螺杆(2)轴向间隙的调整；
所述半环调整垫片（14）的更换次数、垫片厚度与初装机厚度H之间的关系为：第一次更换调整的垫片厚度为H+0.2，第二次更换调整的垫片厚度H+0.4，第三次更换调整的垫片厚度H+0.6，第四次更换调整的垫片厚度H+0.8……第N次更换调整的垫片厚度H+0.2N；
螺旋压力机需要调整轴向间隙时，松开以径向定位并压紧的应力套（6），松开螺钉（5），直接拿出应力套（6），不拆锁紧螺母（3），直接取出半环调整垫片（14）；
所述应力套(6)和压圈(7)与机身上横梁(4)的端面之间均布设有螺钉(5)，通过该螺钉(5)将所述应力套(6)、半环调整垫片(14)及压圈(7)牢牢锁定在所述机身上横梁(4)顶端；
所述应力套(6)设于所述压圈(7)的上端面，其外圆径向定位于所述压圈(7)的内孔，轴向通过所述螺钉(5)锁紧于所述压圈(7)的上端面；
所述半环调整垫片(14)的外圆径向定位于所述应力套(6)的内孔，内圆定位于所述主螺杆(2)的外圆周上。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述主螺杆(2)上端设有锁紧螺母(3)，且所述主螺杆(2)和锁紧螺母(3)通过两个对称分布的T型键块(1)过盈联接。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述T型键块(1)为两个同中心剖面的键块，包括小键块(101)和大键块(102)，其中，所述大键块(102)过盈定位于所述主螺杆(2)的端面，所述小键块(101)过盈定位于所述锁紧螺母(3)的端面。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述半环调整垫片(14)厚度根据实际需要设为多种结构形式，其厚度范围为0.2mm～2.0mm。
5.根据权利要求4所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述半环调整垫片(14)可单个或多个不同厚度的组合，以适应不同的间隙调整。
6.根据权利要求5所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述动力传递单元包括铜合金上导套(9)，所述主螺杆(2)外圆一部分与该铜合金上导套(9)配合。
7.根据权利要求6所述的一种螺旋压力机的主螺杆轴向间隙调整机构，其特征在于，所述飞轮(12)与主螺杆(2)之间均布有长圆柱销(8)。
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