CN202213032U - 数控压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械设计领域，公开了一种带有变速及有效卸荷的二级传动机构的数控压力机。所述数控压力机包括机身、同步永磁伺服电动机、带有变速及有效卸荷的二级传动机构、皮带、飞轮、飞轮套轴、螺母、螺杆、导轨和滑块，同步永磁伺服电动机与带有变速及有效卸荷的二级传动机构连接，二级传动机构与飞轮之间以皮带相连接，飞轮固定在飞轮套轴外部，飞轮套轴与镶嵌在飞轮套轴内的螺母连接并固定安装在机身上，螺杆与螺母以螺纹配合，由于螺母旋转并带动螺杆作上下运动，螺杆与滑块连接，滑块随螺杆的上下动作沿着导轨作上下运动。还包括数据采集装置、电气控制装置、程序处理装置和操作板。本实用新型与传统压力机相比，利用全自动控制程序工作，无须操作者人为控制或操作，具有降低工人劳动强度、提高产品质量、搞高生产效率、保证工人操作安全、节能高效、使用寿命长的优点。

Description

数控压力机

技术领域

本实用新型涉及机械设计领域，尤其涉及一种用于压制耐火材料、砖等的压力机。

背景技术

耐火材料成型用压力机的常用机型有双盘摩擦压力机、液压机、液压振动成型机、数控压力机。目前，耐火材料生产企业采用的多是传统的双盘摩擦压力机，而这种摩擦压力机在动能传动的过程中能量损耗大、机件易损大、工作效率低，工人劳动强大，因此，被国家列入“淘汰落后生产能力、工艺和产品目录”，所以，多年来，人们一直希望能用自动成型类压砖机，使设备的工艺参数得到方便调节，以达到工艺参数优化、砖坯体积密度提高的目的，世界各国都投入了巨大的力量竞相研究。如何提高工作效率，提高自动化程度，降低工人劳动强度，减少设备损坏次数以及降低设备造价仍然是目前研制电动压力机的主要方向。

随着科学技术的发展，出现了开关磁阻数控螺旋压力机与伺服电机驱动的数控压力机(实用新型专利：201020504444.6)，这两种电动数控压力机均采用电动机直接由皮带连接飞轮，飞轮固定在飞轮套轴上并连接螺母旋转、螺母与螺杆配合，螺杆带动滑块起上下往复运动，对砖坯实施打击。但是此种技术的压力机稳定性不理想，速度反应一定程度上受制约，速度的快慢只能在小范围内调整，尤其是电机轴与飞轮被皮带的强大拉力直接作用在电机轴上，因此对电动机的使用寿命大打折扣，综上所述，我公司对实用新型专利：201020504444.6的基础上进行了优化，增加了二级传动机构、强制润滑系统、封闭螺杆。使得新一代的数控压力机使用寿命大大延长，效率大幅提高，更加干净、整洁、美观。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种运行平稳、精度高、响应快的数控压力机。

本实用新型是这样实现的：

一种数控压力机包括机身、同步永磁伺服电动机、带有变速及有效卸荷的二级传动机构、皮带、飞轮、飞轮套轴、螺母、螺杆、导轨和滑块，同步永磁伺服电动机与带有变速及有效卸荷的二级传动机构连接，二级传动机构与飞轮之间以皮带相连接，飞轮固定在飞轮套轴外部，飞轮套轴与镶嵌在飞轮套轴内的螺母连接并固定安装在机身上，螺杆与螺母以螺纹配合，由于螺母旋转并带动螺杆作上下运动，螺杆与滑块连接，滑块随螺杆的上下动作沿着导轨作上下运动。

所述电动机为闭环控制式电动机。

所述数控压力机还包括数据采集装置、电气控制装置、程序处理装置和操作板：

所述数据采集装置各接入端与各预先设定的功能构件连接，数据采集装置的输出端与程序处理装置连接；

所述程序处理装置输入端与数据采集装置的输出端连接，程序处理装置输出端与各电磁阀驱动、电动机控制器电连接；

所述电气控制装置中设置程序处理装置、电动机控制器、工作信号接口和电磁阀驱动接口，电动机控制器与电动机电连接，

所述操作板与电气控制装置电连接。

本实用新型提供的数控压力机的工作原理如下：在同步永磁伺服电动机的带动下，带有变速及有效卸荷的二级传动机构将力传递给飞轮、飞轮固定在飞轮套轴上并与内镶嵌螺母相连接，使得螺母旋转，使其与螺母配合的螺杆上下运动，从而带动与螺杆连接的滑块沿着导轨作上下运动，对工件进行打压。本实用新型中在功能构件上设置数据采集装置，比如滑块，数据采集信号将功能构件的几何位移量转换成脉冲或数字量，由程序处理装置对信号进行处理，程序处理装置将控制信号输送到电气控制装置中的电动机控制器和各电磁阀驱动，从而控制电动机或者其他的功能构件，通过电动机控制器调节同步永磁伺服电动机，从而实现调整滑块的打击速度、打击力度和打击次数，从而满足不同的加工工艺要求。

本实用新型提供的数控压力机的机械传动部分利用了闭环控制式的电动机的宽调速调节系统、动态响应快、抗干扰能力强、低速时有足够大的输出力矩且运转平稳、可频繁正反转的功能，简化了电动螺旋压力机的传动结构，降低了设备造价。

本实用新型中螺母旋转，驱动螺杆和滑块一起做上下运动，在此过程中，电动机和传动机构不产生运动，不易损坏，具有高节能效果，并且为使螺母更加有效、高速、流畅的运转，刻意为此加装一套强制润滑系统液压站，使螺母直接浸泡在润滑油里边，而且液压站有一个优点是：过虑杂质，当油量不够或油压达不到设定的参数时就直接报警、停机，避免损坏螺母与螺杆，达到理想的润滑效果，使螺母与螺杆寿命延长。

本实用新型的制动系统为电动机内部制动系统和飞轮的气动制动系统，其中电动机以程序控制自动制动和断电强制自动制动，而且在飞轮上有一套气动制动系统，它的作用是当飞轮停止的瞬间自动制动，也可使用延时参数对飞轮制动，双重的制动完全避免了滑块下落造成的事故现象。

本实用新型的电气控制装置具备了自动循环工作的程序功能，留有多路工作信号接口和电磁阀驱动接口，使用者可以根据加工产品的类型、规格以及材质，配以相应的进、出料装置，实现全自动化控制工作过程。

本实用新型与传统压力机相比，利用全自动控制程序工作，无须操作者人为控制或操作，具有降低工人劳动强度、提高产品质量、搞高生产效率、保证工人操作安全、节能高效、使用寿命长的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供的带有变速及有效卸荷的二级传动机构数控压力机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的带有变速及有效卸荷的二级传动机构数控压力机的润滑系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供数控压力机包括机身18、同步永磁伺服电动机1、带有变速及有效卸荷的二级传动机构2、皮带14、飞轮3、飞轮套轴4、制动系统5、螺母6、螺杆7、滑块12、导轨10、数据采集装置(图中未显示)、电气控制装置13、程序处理装置(图中未显示)和操作板11：

其中，机身18上部一侧设置电动机1，本实施例中电机为同步永磁伺服电动机，机身18上端设置带有变速及有效卸荷的二级传动机构，传动机构可以为多种形式，如飞轮、内部变速箱、皮带等，本实施例中同步永磁伺服电机1与带有变速及有效卸荷的二级传动机构2以内置变速箱齿轮相配合连接，带有变速及有效卸荷的二级传动机构2与飞轮3以皮带14相连接，由同步永磁伺服电机1带动其运行，飞轮3下部安装飞轮套轴4，飞轮套轴4内镶有螺母6(本实施例中优选铜螺母)，螺母6与飞轮套轴4固定安装在机身18上，在飞轮3的作用下，飞轮套轴与螺母6一起旋转，螺杆7与螺母6以螺纹配合，螺杆7与滑块12连接，由于螺母6固定旋转，所以螺杆7在力的作用下上下运动，螺杆7带动滑块12沿着导轨10上下运动，实现对工件的打击；

数据采集装置(图中未显示)各接入端与各预先设定的功能构件连接，预先设定的功能构件指需要采集其信号的构件，如本实施例中的滑块12，滑块12与数据采集装置连接，数据采集装置将滑块12的几何位移量转换成脉冲或数字量，将信号传输给程序处理装置；本实施例中数据采集装置优选光电编码器；

程序处理装置输入端与数据采集装置的输出端连接，程序处理装置输出端与各电磁阀驱动、电动机控制器电连接；

电气控制装置中设置程序处理装置(图中未显示)、电动机控制器(图中未显示)、工作信号接口(图中未显示)和电磁阀驱动接口(图中未显示)，电动机控制器与电动机1电连接；留有多路工作信号接口和电磁阀驱动接口，使用者可以根据加工产品的类型、规格以及材质，配以相应的进、出料装置，实现全自动化控制工作过程；

操作板11与电气控制装置13电连接。

在伺服电动机1的带动下，带有变速及有效卸荷的二级传动机构2以皮带14软连接方式将力传给飞轮3，飞轮3将能量传递给飞轮套轴4和螺母6，使得飞轮套轴4和螺母6一起旋转，由于螺母6固定安装在机身18上，所以与螺母6配合的螺杆7上下运动，从而带动与螺杆7连接的滑块12沿着导轨10上下运动，对置于工作台17上的工件进行打压。本实施案例中在滑块12上设置数据采集装置，数据采集信号将滑块12的几何位移量转换成脉冲或数字量，由程序处理装置对信号进行处理，程序处理装置将控制信号输送到电气控制装置中的电动机控制器和各电磁阀驱动，从而控制电动机或者其他的功能构件，通过电动机控制器调节同步永磁伺服电动机，从而实现调整滑块的打击速度、打击力度和打击次数，从而满足不同的加工工艺要求。

如，可以针对各类加工工件，设定I级(轻力度)、II级(中力度)、III级(重力度)工作程序段和每程序段中滑块12的打击力度、打击速度、打击次数，由于各类加工件的加工工艺要求不同，通过简单设置可任意组合I级、II级、III级程序段，亦可决定每一程序段是否投入工作程序中，结合操作板给的信号，程序处理装置将控制信号输送到电气控制装置中的电动机控制器和各电磁阀驱动，实现对伺服电动机调速控制器的起停、寸动、正反转、调速、制动以及飞轮制动的整套程序化控制。此控制系统使得压力机功能全面，加工范围广泛，工作效率高，而操作却非常简单。

本实施例中，可以在飞轮3和同步永磁伺服电动机1之间设置带有变速及有效卸荷的二级传动机构2和皮带14，可提供滑块12上下运动与同步永磁伺服电动机频繁正反运动时传动链的缓冲，以更好地提高机械传动系统的工作稳定性能。

在滑块12和螺杆7的连接方面，可以采用键槽式将螺杆与滑块连接，另外为了使得本压力机的稳定性更好，本实施例中飞轮套轴微与机身18上部用深沟球轴承8、下部推动调心滚子承9固定连接。深沟球轴承8、推动调心滚子承9可以更好地承受电机驱动接力的径向力和部分重力轴向力。

为了增强压力机的耐磨性，延长使用寿命，本实施例中优选采用铜螺母。

在实际设计中，操作板11可以与电气控制装置13设计在一起，也可以为了操作方便，将操作板设计在机身18上，便于操作人员的操作，本实施例提供的附图是将操作板设计在机身上的一种方式。

使用过程主要包括两大块：

1、调试：

操控操作板的点动按钮控制滑块12下行和上行，调整信号采集装置(即光电编码器)以确定闭合高度，同时调整产品模具的位置。

确定I级程序投入(轻压过程)，设置控制功能中的单程工作模式，加料后，试压过程中调整信号采集装置，并配合调整伺服电动机控制器I的第一档速度以确定打击力的大小，循环几次后观察加工件成型情况，然后确定I级中的计数器以确定打击次数；再投入II级程序，按上步骤调整并确定；再根据加工件成型情况投入III级程序按上步骤依次进行试压并调整。三级程序调试后保证耐火砖已成型完好，至此程序已设定并调试完毕；

2、工作：

调试完毕后，三级程序内所包含的设定按钮、计数器、速度调整按钮都已经在合适位置。此时，只要将控制功能设定在自动连续循环工作模式，启动本压力机，这样只要保证预先按配比混合好的耐火砖或其它原料供应及时，也即原料充足，设备将按设定的程序连续不断的加工。

本压力机的工作程序的设定与调整仅需确定几个旋钮位置和计数值，所以对操作者的专业知识要求不高，通过简单的说明就可以操作和调试该设备，并使其正常生产。其简单的操作模式非常适应制砖、锻压等各类材料成型行业的员工操作规范。

由于本实施例采用了自动化程序控制整个加工过程，无须操作者人为控制或操作，与传统压力机相比，突出的优势是人员利用率明显提高，大大降低工人的劳动强度。本压力机将人为因素的影响降低到最小，并且在产品的压制中实行先轻后重多次打击。轻击便于排除坯粉间的气体，避免产生气泡夹层，重击使砖的质地密实，所以压制出的半成品质量稳定，产品一致性好，使耐火砖、格子砖等的质量通过本压力机得到了极大保证。

实施例2：

如实施例1所述的压力机，本实施例提供的压力机与实施例1提供的压力机的区别是：本实施例的压力机上设置强制润滑系统液压站15与电子自动供油系统16(如图2所示)，强制润滑系统液压站将开机时自动运行供给螺母6、飞轮套轴4、深沟球轴承8、推力调心滚子轴承9润滑油并及时把其杂质过虑掉，当油量不足或油压达不到设定的参数时就直接报警、停机，避免损坏螺母与螺杆，达到理想的润滑效果，使螺母与螺杆寿命延长。自动供油系统与电气控制装置连接，受电器控制装置13控制，具体是：在供油系统上设置传感器，传感器将信号传递给程序处理装置，如果缺少油，则程序处理装置发信号给电磁阀驱动，电磁阀驱动通过设置在电气控制装置上的电磁阀驱动接口与自动供油系统连接，从而控制供油系统进油。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种数控压力机包括机身、同步永磁伺服电动机、带有变速及有效卸荷的二级传动机构、皮带、飞轮、飞轮套轴、螺母、螺杆、导轨和滑块，同步永磁伺服电动机与带有变速及有效卸荷的二级传动机构连接，二级传动机构与飞轮之间以皮带相连接，飞轮固定在飞轮套轴外部，飞轮套轴与镶嵌在飞轮套轴内的螺母连接并固定安装在机身上，螺杆与螺母以螺纹配合，由于螺母旋转并带动螺杆作上下运动，螺杆与滑块连接，滑块随螺杆的上下动作沿着导轨作上下运动。其特征在于：

所述电动机为闭环控制式电动机，

所述数控压力机还包括数据采集装置、电气控制装置、程序处理装置和操作板：

所述数据采集装置各接入端与各预先设定的功能构件连接，数据采集装置的输出端与程序处理装置连接；

所述程序处理装置输入端与数据采集装置的输出端连接，程序处理装置输出端与各电磁阀驱动、电动机控制器电连接；

所述电气控制装置中设置程序处理装置、电动机控制器、工作信号接口和电磁阀驱动接口，电动机控制器与电动机电连接，

所述操作板与电气控制装置电连接。

2.如权利要求1所述的数控压力机，其特征在于：所述滑块上设置数据采集装置连接，所述数据采集装置为光电编码器。

3.如权利要求1所述的数控压力机，其特征在于：所述电动机为同步永磁伺服电动机，所述同步永磁伺服电动机经带有变速及有效卸荷的二级传动机构由皮带带动飞轮和飞轮套轴，飞轮安装在飞轮套轴上并固定在机身的上端，飞轮一端与带有变速及有效卸荷的二级传动机构由皮带相连，飞轮与飞轮套轴相互啮合带动飞轮套轴旋转，飞轮套轴内镶有螺母，螺母与螺杆以螺纹配合。

4.如权利要求3所述的数控压力机，其特征在于：所述电动机和飞轮之间通过带有变速及有效卸荷的二级传动机构连接。

5.如权利要求3所述的数控压力机，其特征在于：所述飞轮套轴与机身通过深沟球轴承和推力调心滚子轴承固定连接，螺杆通过键槽与滑块连接。

6.如权利要求1～5之一所述的数控压力机，其特征在于：所述机身上还设置电子自动供油系统(供给螺杆、螺母、导轨)电子自动供油系统上设置传感器。

7.如权利要求6所述的数控压力机，其特征在于：所述螺母为铜螺母。

8.如权利要求7所述的数控压力机，其特征在于：所述操作板设置在机身上。

9.如权利要求8所述的数控压力机，其特征在于：所述刹车制动设置在飞轮上。

10.如权利要求9所述的数控压力机，其特征在于：提供飞轮套轴外部的轴承的强制润滑系统设置在立柱一侧。