CN115090810B - 摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机 - Google Patents

Abstract

一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机，包括螺杆，螺杆上部依次安装有滑块回程机构、飞轮、摩擦离合器；滑块回程机构靠近机身中的上机身，位于螺杆最下侧，摩擦离合器位于螺杆最上侧，飞轮位于螺杆中间；飞轮与摩擦离合器在结构上组成一个整体；摩擦离合器、滑块回程机构中的液压缸均和液压管路系统连接；飞轮通过多个周向均布的主驱动电机驱动，滑块回程机构采用飞轮带动回程盘，回程盘通过行星传动带动小齿轮，小齿轮带动螺杆反转实现回程；本发明提高能量利用率，更加节能，可靠性更高，并且可降低成本；离合器摩擦材料更换和维修方便。

Description

摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机

技术领域

本发明属于螺旋压力机技术领域，具体涉及一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机。

背景技术

螺旋压力机是一种集模锻锤和热模锻压力机优点于一体，且结构简单、维修方便、性能可靠、造价适中的锻压设备，特别适于对锻件精度要求较高的军工企业以及现代企业，用于模锻飞机叶片、发动机曲轴、汽车前轴、汽车转向器和同步齿环等精密锻件。螺旋压力机是一种定能量的压力加工设备，按动力形式分类，螺旋压力机有摩擦压力机、液压螺旋压力机、离合器式(高能)螺旋压力机和电动螺旋压力机四种类型。

离合器式螺旋压力机突破了传统螺旋压力机的飞轮做正反向旋转的运动方式，以及螺杆与飞轮连接为整体的结构形式，旋转方向单一且转速基本恒定，飞轮与螺杆之间设有液压离合器，通过液压力控制离合器的接合或脱开。其工作原理如下：压力机工作时，主电动机带动飞轮达到额定转速后连续单向旋转，需要锻打工件时，控制系统根据用户设定参数通过比例减压阀调整离合器进油压力并进油，离合器进油后通过液压缸压紧摩擦块，使飞轮通过摩擦块与螺杆上的摩擦盘快速结合，把飞轮与螺杆连接起来，带动滑块以某一速度向下运动打击锻件；完成打击后，离合器快速排油脱开，此时飞轮立即与螺杆分离；在左右回程缸及机身回弹力推动下，滑块回程，滑块回到上死点前，滑块阻尼制动阀工作，将其平稳停在上死点上，一个打击循环结束。

传统的离合器式螺旋压力机普遍存在以下缺点：

(1)传统螺旋压力机滑块向下运动完成模锻工件后，需要采用左右对称布置的大油缸内部的活塞杆向上拉动螺旋压力机滑块及模具进行回程，需要专门的大功率液压动力及其控制系统，能量利用率低、结构复杂、可靠性差。

(2)传统螺旋压力机的离合器主动和从动摩擦片均封闭在飞轮的壳体内部，导致离合器工作过程中摩擦片接合产生的摩擦热无法有效地散发，容易使摩擦材料因为散热不良而导致失效，降低了离合器工作的可靠性。

(3)封闭在飞轮壳体内部的离合器的摩擦材料磨损之后需要更换新的摩擦材料时，拆卸难度大、费工费时。

(4)离合器驱动液压缸布置在飞轮上部的厚重的盘状壳体上，导致安装维修难度大。

(5)拉紧螺栓组合机身及其整体机身结构笨重，制造难度大，造价高。

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一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机，提高能量利用率，更加节能，可靠性更高，并且可降低成本；离合器摩擦材料更换和维修方便。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机，包括螺杆21，螺杆21上部依次安装有滑块回程机构、飞轮4、摩擦离合器；滑块回程机构靠近机身中的上机身37，位于螺杆21最下侧，摩擦离合器位于螺杆21最上侧，飞轮4位于螺杆21中间；飞轮4与摩擦离合器在结构上组成一个整体；摩擦离合器、滑块回程机构中的液压缸均和液压管路系统连接。

所述的机身包括上机身37、下机身38、上横梁39、立柱40和下横梁41，三个上横梁39之间、上横梁39和立柱40之间、立柱40和下横梁41之间、三个下横梁41之间均通过连接板42紧固连接，上横梁39和上机身37之间、下横梁41和下机身38之间也通过连接板42连接；机身整体采用钢丝缠绕式，即将钢丝44缠绕在上横梁39、立柱40和下横梁41之间以增加机身强度和刚度。

所述的摩擦离合器包括离合器第一主动盘6、第二主动盘8、第三主动盘10、第一从动盘7及第二从动盘9；第一主动盘6、第二主动盘8和第三主动盘10均安装在导向连接轴5上，第一主动盘6、第二主动盘8能够在导向连接轴5上滑移，第三主动盘10通过轴肩固定安装在导向连接轴5上，导向连接轴5的下端安装在飞轮4中；离合器第一主动盘6、第二主动盘8、第三主动盘10之间均安装有弹簧11；离合器第一从动盘7和第二从动盘9固定在一起并与螺杆21连接，离合器第一从动盘7和第二从动盘9上均装有浮动镶嵌式第一摩擦片12；离合器第一主动盘6下方与周向均布的多个第一液压缸13柱塞上端接触，液压缸13安装在飞轮4中。

第三主动盘10、第一从动盘7和第二从动盘9上均有加强筋以增加其强度和散热；在飞轮4安装有叶片17，由飞轮4带动旋转给离合器吹风散热。

所述的飞轮4通过圆锥滚子轴承20安装在螺杆21上，飞轮4外圈有齿，飞轮4与多个周向均布的第一小齿轮3啮合，每一个第一小齿轮3与一个主驱动电机1的输出轴连接，主驱动电机1安装在上机身37上，多个主驱动电机1能带动飞轮4旋转。

所述的滑块回程机构包括转台轴承29，转台轴承29上方装有第二摩擦片28，第二摩擦片28能与回程盘26下方接合，回程盘26与飞轮4下方固连；转台轴承29外圈下方由多个周向均布的第二液压缸32支撑，转台轴承29外圈通过机身凸台进行定位；转台轴承29内圈带有齿轮，通过多个惰轮30与第二小齿轮31啮合，第二小齿轮31与螺杆21固连，第二小齿轮31下方通过推力轴承23支撑；惰轮30安装在第一深沟球轴承35外圈，惰轮30通过挡圈进行轴向定位；两个第一深沟球轴承35安装在支撑柱33上，支撑柱33与上机身37为过盈配合。

所述的液压管路系统包括油管25、旋转接头24及环形油槽19；泵站通过油管25连接到旋转接头24上，旋转接头24安装在螺杆21的上端，螺杆21上部开有油槽，油液通过螺杆21中的油槽进入到环形油槽19中，环形油槽19安装在螺杆21上，环形油槽19周向开有小孔并与第一液压缸13连接。

所述的旋转接头24包括壳体24-1、内管24-2；螺杆21上开有油腔，壳体24-1固定安装在螺杆21的油腔上，壳体24-1和内管24-2之间装有两个第二深沟球轴承24-3，第二深沟球轴承24-3内外圈均通过轴肩和弹性挡圈24-4进行轴向固定。

本发明的有益效果为：

(1)该发明所提供的螺旋压力机在滑块向下运动完成模锻工件后，无需采用大功率油缸的活塞杆向上拉动螺旋压力机滑块及模具进行回程，而仅需小油缸往上推动转台轴承29即可，有效避免了传统螺旋压力机能量利用率低、结构复杂、可靠性差等问题。

(2)与传统离合器式螺旋压力机的离合器主动盘和从动盘均封闭在飞轮壳体内部相比，该发明的离合器主动盘和从动盘均布置在外侧，增加筋板以增强散热，并且在离合器下方布置有叶片17来强制冷却，有效避免了离合器在工作过程中产生的摩擦热无法散发，从而导致摩擦材料因散热不良而失效等问题，提高了离合器工作的可靠性。

(3)与传统离合器式螺旋压力机的离合器主动盘和从动盘均封闭在飞轮壳体内部相比，该发明的离合器主动盘和从动盘均布置在外侧，当离合器的摩擦材料磨损之后需要更换时，更容易拆卸。

(4)将离合器的驱动液压缸安装在飞轮的周向的空中，和传统离合器式螺旋压力机相比，降低了安装和维修的难度。

(5)机身采用分体式，并在机身上缠绕有钢丝，避免了传统螺旋压力机整体式机身结构笨重，制造难度大，造价高的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的局部图。

图4是滑块回程机构的结构示意图。

图5是环形油槽19及其连接示意图。

图6是旋转接头24及其连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做详细描述。

参照图1，一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机，包括螺杆21，螺杆21上部依次安装有滑块回程机构、飞轮4、环形油槽19、摩擦离合器；滑块回程机构靠近机身中的上机身37，位于螺杆21最下侧，摩擦离合器位于螺杆21最上侧，环形油槽19和飞轮4位于螺杆21中间；飞轮4与摩擦离合器在结构上组成一个整体；摩擦离合器、滑块回程机构中的液压缸均和液压管路系统连接。

参照图1、图2，所述的机身包括上机身37、下机身38、上横梁39、立柱40和下横梁41，三个上横梁39之间、上横梁39和立柱40之间、立柱40和下横梁41之间、三个下横梁41之间均通过连接板42紧固连接，上横梁39和上机身37之间、下横梁41和下机身38之间也通过连接板42连接，连接板42上通过螺栓43紧固，机身整体采用钢丝缠绕式，即将钢丝44缠绕在上横梁39、立柱40和下横梁41之间以增加机身强度和刚度。

参照图1、图3，所述的摩擦离合器包括离合器第一主动盘6、第二主动盘8、第三主动盘10、第一从动盘7及第二从动盘9；第三主动盘10、第一从动盘7和第二从动盘9上均有加强筋以增加其强度和散热；第一主动盘6上设有的圆周阵列的通孔中装有第一套筒5-4，第一主动盘6通过第一套筒5-4安装在导向连接轴5上，第一主动盘6能够在导向连接轴5上滑移；第二主动盘8的结构及安装方式与第一主动盘6相同，导向连接轴5的下端通过第一圆螺母5-1固定安装在飞轮4中；第三主动盘10上也设有圆周阵列的通孔，安装在导向连接轴5上，第三主动盘10下端通过轴肩进行轴向固定，上端通过垫片5-2和螺母5-3进行轴向固定；离合器三个主动盘之间安装有弹簧11；离合器第一从动盘7和第二从动盘9焊接在一起并通过第二平键18与螺杆21连接；离合器第一从动盘7和第二从动盘9上均装有浮动镶嵌式第一摩擦片12；离合器第一主动盘6下方与3个第一液压缸13柱塞上端接触，3个液压缸13通过第二圆螺母14安装在飞轮4中；在飞轮4上通过第一螺钉15和销钉16安装有叶片17，可由飞轮4带动旋转给离合器吹风散热。

参照图1、图3，所述的飞轮4通过2个圆锥滚子轴承20安装在螺杆21上，2个圆锥滚子轴承20之间通过第二套筒22轴向固定；飞轮4外圈有齿，飞轮4与3个周向均布的第一小齿轮3啮合，每一个第一小齿轮3通过第一平键2与一个主驱动电机1的输出轴连接，3个主驱动电机1安装在上机身37上，3个主驱动电机1可带动飞轮4旋转。

参照图4，所述的滑块回程机构包括回程盘26、第二小齿轮31、5个周向均布的惰轮30、转台轴承29及3个周向均布的第二液压缸32；转台轴承29上方装有第二摩擦片28，第二摩擦片28可与回程盘26下方接合，回程盘26通过一圈周向布置的第二螺钉27与飞轮4下方固连；转台轴承29外圈下方由3个周向均布的第二液压缸32支撑，转台轴承29外圈通过机身凸台进行定位；转台轴承29内圈带有齿轮，通过5个惰轮30与第二小齿轮31啮合，第二小齿轮31通过第三平键34与螺杆21固连，第二小齿轮31下方通过推力轴承23支撑；惰轮30安装在第一深沟球轴承35外圈，惰轮30通过挡圈进行轴向定位；两个第一深沟球轴承35安装在支撑柱33上，第一深沟球轴承35内圈下端通过轴肩进行轴向定位，上端通过挡圈进行轴向定位；支撑柱33与上机身37为过盈配合，并通过第三圆螺母36紧固。

参照图1、图3及图5，所述的液压管路系统包括油管25、旋转接头24及环形油槽19；泵站通过油管25连接到旋转接头24上，旋转接头24安装在螺杆21的上端，螺杆21上部开有油槽，油液通过螺杆21中的油槽进入到环形油槽19中，环形油槽19安装在螺杆21上并安装有第一密封圈19-2，环形油槽19周向开有3个小孔并通过管接头19-1与3个第一液压缸13连接。

参照图6，所述的旋转接头24包括壳体24-1、内管24-2、第二深沟球轴承24-3、弹性挡圈24-4、第二密封圈24-5及第三螺钉24-6；螺杆21上开有油腔，壳体24-1通过法兰用一圈周向均布的第三螺钉24-6固定安装在螺杆21的油腔上，并在其和螺杆21之间装有第二密封圈24-5；壳体24-1和内管24-2之间装有两个第二深沟球轴承24-3，第二深沟球轴承24-3内外圈均通过轴肩和弹性挡圈24-4进行轴向固定。

本发明的工作原理：

螺旋压力机工作行程，摩擦离合器的三个主动盘和两个从动盘接合；首先泵站中的油液通过油管25流经旋转接头24注入到螺杆21上的油槽中，油液经过环形油槽19并通过油管进入到第一液压缸13中，柱塞杆向上顶离合器第一主动盘6，第一主动盘6在导向连接轴5上向上滑移，弹簧11被压缩，第一主动盘6与第一从动盘7中的第一摩擦片12接合；第一液压缸13的柱塞杆继续向上顶，第一从动盘7中的第一摩擦片12在第一主动盘6的推动下向上滑移，并推动第二主动盘8在导向连接轴5上向上滑移，第二主动盘8推动第二从动盘9中的第一摩擦片12，最终，离合器的三个主动盘和两个从动盘完全接合；此时，飞轮4的转动可通过离合器主动盘传递给离合器从动盘，离合器从动盘传递给螺杆21，螺杆21能够旋转并逐渐加速，直至转速和飞轮4相同。

当螺杆21加速至与飞轮4转速相同，液压阀控制第一液压缸13不再进油，被压缩的弹簧11均逐渐恢复形变，开始伸长，弹簧11分别推动离合器第一主动盘6和第二主动盘8在导向连接轴5上往下滑移，直至离合器的三个主动盘和两个从动盘完全脱离接合，飞轮4空转，螺杆21以一定速度旋转，滑块以一定速度往下运动。

当螺旋压力机工作行程结束，泵站中的油液给第二液压缸32通油，第二液压缸32的柱塞推动转台轴承29外圈，从而转台轴承29向上移动，转台轴承29的内圈上的第二摩擦片28与回程盘26接合，而回程盘26与飞轮4固连，因此飞轮4可带动转台轴承29内圈转动，转台轴承29内圈通过惰轮30带动第二小齿轮31反向旋转，第二小齿轮31带动螺杆21反向旋转，滑块实现回程；当滑块回到一定位置时，第二液压缸32不再进油，转台轴承29在重力作用下向下移动，因此回程盘26和转台轴承29上的第二摩擦片28脱开，因此滑块不再往上运动，飞轮4空转。自此，螺旋压力机一个完整的工作行程结束。

Claims (6)

1.一种摩擦盘驱动滑块回程的钢丝缠绕机身离合器式螺旋压力机，包括螺杆(21)，其特征在于：螺杆(21)上部依次安装有滑块回程机构、飞轮(4)、摩擦离合器；滑块回程机构靠近机身中的上机身(37)，位于螺杆(21)最下侧，摩擦离合器位于螺杆(21)最上侧，飞轮(4)位于螺杆(21)中间；飞轮(4)与摩擦离合器在结构上组成一个整体；摩擦离合器、滑块回程机构中的液压缸均和液压管路系统连接；

所述的摩擦离合器包括离合器第一主动盘(6)、第二主动盘(8)、第三主动盘(10)、第一从动盘(7)及第二从动盘(9)；第一主动盘(6)、第二主动盘(8)和第三主动盘(10)均安装在导向连接轴(5)上，第一主动盘(6)、第二主动盘(8)能够在导向连接轴(5)上滑移，第三主动盘(10)通过轴肩固定安装在导向连接轴(5)上，导向连接轴(5)的下端安装在飞轮(4)中；离合器第一主动盘(6)、第二主动盘(8)、第三主动盘(10)之间均安装有弹簧(11)；第一从动盘(7)和第二从动盘(9)固定在一起并与螺杆(21)连接，第一从动盘(7)和第二从动盘(9)上均装有浮动镶嵌式第一摩擦片(12)；第一主动盘(6)下方与周向均布的多个第一液压缸(13)柱塞上端接触，第一液压缸(13)安装在飞轮(4)中；

所述的滑块回程机构包括转台轴承(29)，转台轴承(29)上方装有第二摩擦片(28)，第二摩擦片(28)能与回程盘(26)下方接合，回程盘(26)与飞轮(4)下方固连；转台轴承(29)外圈下方由多个周向均布的第二液压缸(32)支撑，转台轴承(29)外圈通过机身凸台进行定位；转台轴承(29)内圈带有齿轮，通过多个惰轮(30)与第二小齿轮(31)啮合，第二小齿轮(31)与螺杆(21)固连，第二小齿轮(31)下方通过推力轴承(23)支撑；惰轮(30)安装在第一深沟球轴承(35)外圈，惰轮(30)通过挡圈进行轴向定位；第一深沟球轴承(35)安装在支撑柱(33)上，支撑柱(33)与上机身(37)为过盈配合。

2.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于：所述的机身包括上机身(37)、下机身(38)、上横梁(39)、立柱(40)和下横梁(41)，三个上横梁(39)之间、上横梁(39)和立柱(40)之间、立柱(40)和下横梁(41)之间、三个下横梁(41)之间均通过连接板(42)紧固连接，上横梁(39)和上机身(37)之间、下横梁(41)和下机身(38)之间也通过连接板(42)连接；机身整体采用钢丝缠绕式，即将钢丝(44)缠绕在上横梁(39)、立柱(40)和下横梁(41)之间以增加机身强度和刚度。

3.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于：第三主动盘(10)、第一从动盘(7)和第二从动盘(9)上均有加强筋以增加其强度和散热；在飞轮(4)上安装有叶片(17)，由飞轮(4)带动旋转给离合器吹风散热。

4.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于：所述的飞轮(4)通过圆锥滚子轴承(20)安装在螺杆(21)上，飞轮(4)外圈有齿，飞轮(4)与多个周向均布的第一小齿轮(3)啮合，每一个第一小齿轮(3)与一个主驱动电机(1)的输出轴连接，主驱动电机(1)安装在上机身(37)上，多个主驱动电机(1)能带动飞轮(4)旋转。

5.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于：所述的液压管路系统包括油管(25)、旋转接头(24)及环形油槽(19)；泵站通过油管(25)连接到旋转接头(24)上，旋转接头(24)安装在螺杆(21)的上端，螺杆(21)上部开有油槽，油液通过螺杆(21)中的油槽进入到环形油槽(19)中，环形油槽(19)安装在螺杆(21)上，环形油槽(19)周向开有小孔并与第一液压缸(13)连接。

6.根据权利要求5所述的压力机，其特征在于：所述的旋转接头(24)包括壳体(24-1)、内管(24-2)；螺杆(21)上开有油腔，壳体(24-1)固定安装在螺杆(21)的油腔上，壳体(24-1)和内管(24-2)之间装有两个第二深沟球轴承(24-3)，第二深沟球轴承(24-3)内外圈均通过轴肩和弹性挡圈(24-4)进行轴向固定。

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