CN2449906Y - 螺母机身离合器式螺旋压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种新传动机构的螺旋压力机,它改进了现有螺旋压力机的传动,提供了一种通过控制螺母相对于机身的运动,来控制压力机滑块的运动的螺旋压力机,它的飞轮在电机直接驱动下作单向旋转,螺母与机身转动连接,螺母与机身之间装有离合器。本实用新型效率高于飞轮离合器式螺旋压力机,成本低于摩擦压力机,行程次数多,压力与行程可程序控制,广泛用于模锻、自由锻、板料冲压及耐火砖压制等工序。

Description

螺母机身离合器式螺旋压力机

本实用新型涉及一种锻压机械。

目前使用最广泛的螺旋压力机是双盘摩擦压力机，它的总效率仅38％，压力与行程不能精确控制，工作压力不能超过四千吨，我国政府已明令其为淘汰产品，不可再制造。

为提高螺旋压力机的效率并使其向大型化发展，德国人发明了飞轮离合式螺旋压力机，它的总效率约45％，压力行程可控制，工作压力已发展到3万吨，但它存在四大缺点，一是打击过程中飞轮内部摩擦损失多，滑块回程时消耗功率大，致使总效率仍然偏低；二是打击力不易控制，往往超过予选值，导致关键零件损坏；三是螺杆受力后综合应力比双盘摩擦压力机螺杆综合应力大45％，螺杆寿命明显降低；四是结构复杂，成本高。

本实用新型的目的是提供一种新传动结构的螺旋压力机，能克服飞轮离合器式螺旋压力机的缺点，总效率达60％，结构简单，制造成本低，压力、能量及行程可予选，可进行程序自动控制，既可锻造也可冲压，螺杆受力状态最佳，工作压力可达数万吨级。

本实用新型的目的是这样达到的：电机的定子固定在机身上，电机的转子就是压力机的飞轮，飞轮与螺杆固定连接；螺杆与螺母螺旋连接、与机身园柱连接、与滑块转动连接；螺母与机身转动连接，滑块与机身滑动连接。在螺母与机身之间装有离合器液压缸、活塞及离合器制动片，离合器液压缸和机身固定连接并通过管路与液压系统连接，电机定子及液压系统的电器元件与电气操纵部分连接。

本实用新型的飞轮是整体零件，在运行中按一个方向旋转不需反转，打击过程中只存在螺杆与螺母之间的摩擦及螺杆轴端半液体摩擦，因此本实用新型总效率比飞轮离合器式螺旋压力机高15％，可达60％，本实用新型的螺杆除转动之外，还要垂直运动，受力时最大切应力平面恰逢最小压应力，而最大压应力面恰逢最小切应力，所以本实用新型的螺杆综合应力小，使用寿命长。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图1是本实用新型的主机结构图。电机定子[16]与机身[1]固定连接，作为电机转子的飞轮[17]与螺杆[18]固定连接；螺杆[18]与轴承[19]园柱连接，轴承[19]与机身[1]固定连接，螺杆[18]通过轴承[7]和止推轴承[15]与滑块[6]转动连接；螺母[20]与机身[1]转动连接、与螺杆[18]螺旋连接，螺母[20]底面下依次装有离合器制动片[2]、活塞[3]及离合器液压缸[4]，离合器制动片[2]与机身[1]滑动连接，活塞[3]与离合器液压缸[4]园柱连接；离合器液压缸[4]与机身[1]固定连接并通过管路[5]与液压系统[12]连接；离合器液压缸[4]内充以液压油[L]；滑块提升缸活塞[8]与滑块[6]固定连接、与滑块提升缸[9]园柱连接，滑块提升缸[9]的下腔中充满高压空气G并通过管路[10]与贮气罐[11]接通；润滑系统[13]为一独立部件附于液压系统[12]上。工件[W]放于机身[1]上。[14]为电气操纵部分。

图2是本实用新型的液压原理图。电机[24]与油泵[23]连接，油泵[23]的进油口接通滤油器[22]及油箱[21]，而其出油口接通单向阀[25]的进油口，单向阀[25]的出油口接通蓄势器[28]、压力表[27]、溢流阀[26]及两位三通阀[29]的进油口。溢流阀[26]的出油口与油箱[21]接通，两位三通阀[29]的高压油出口与离合器液压缸[4]接通，其回油口与油箱[21]接通，[KM3]是两位三通阀[29]的线圈。液压油[L]流经各个液压元件。

图3是本实用新型的电气原理图。三相开关[Q]的进电接点为[L₁]、[L₂]及[L₃]，出电接点为[A₁][A₂]及[A₃]，它们一是与熔断器[FU₁]、接触器动合主触点[KM₁]及热继电器驱动器件[FR₁]串接后与电机定子[16]接通，二是与熔断器[FU₂]、接触器动合主触点[KM₂]及热继电器驱动器件[FR₂]串接后与电机[24]接通。接触器线圈[KM₁]、按钮开关动合触点[SB₁]、动断触点[SB₃]及热继电器动断触点[FR₁]相串连后两端分别接出电接点[A₄]及接地点[E]形成电机定子[16]的开启与关闭回路。接触器动合辅助触点[KM₁]与按钮开关动合触点[SB₁]并接，形成自锁回路。按钮开关动合触点[SB₂]、动断触点[SB₄]、接触器线圈[KM₂]及热继电器驱动器件[FR₂]串连后两端分别接[A₃]与[E]点形成电机[24]的开启与关闭回路，接触器动合辅助触点[KM₂]与按钮开关动合触点[SB₂]并接，形成自锁回路。

位置开关动断触点[SQ₁]、按钮开关动合触点[SB₅]、接触器线圈[KM₃]及按钮开关动断触点[SB₆]串连后两端分别接[A₃]与[E]点形成两位三通阀[29]的控制回路。按钮开关动合触点[SB₇]、接触器线圈[KM₄]、位置开关动合触点[SQ₂]及选择开关动合触点[SA₁]串接后与两位三通阀[29]的控制回路并连形成自动打击回路。接触器动合辅助触点[KM₄]与按钮开关动合触点[SB₅]并接，形成自锁回路。选择开关动合触点[SA₂]与选择开关动合触点[SA₁]及位置开关动合触点[SQ₂]并接形成点动回路。

本实用新型有四种工作规范，每种工作规范的操作及各元件状态如下：

一是空运转规范。

将贮气罐[11]内充高压空气[G]，与贮气罐[11]连通的滑块提升缸[9]也充满了高压空气[G]，在其作用下滑块提升缸活塞[8]把滑块[6]提升到上始点。

将三相开关[Q]闭合。

按下按钮开关动合触点[SB2]电机[24]通电，油泵[23]开始工作，液压油L从油箱[21]经过滤器[22]被吸入油泵[23]中，增压后经单向阀[25]同时进入蓄势器[28]、溢流阀[26]及压力表[27]中。

按下按钮开关动合触点[SB₁]，电机定子[16]通电并驱动兼作转子的飞轮[17]单向旋转。这就是空运转工作规范。

二是单次打击规范。

按下按钮开关动合触点[SB₅]，二位三通阀[29]立即换向，液压油[L]进入离合器液压缸[4]中，把活塞[3]及与机身[1]滑动连接的离合器制动片[2]向上推，在其摩擦力的作用下把螺母[20]制动，此时因为飞轮[17]及螺杆[18]正在旋转，而螺母[20]不能转动，所以飞轮[17]及螺旋杆[18]在旋转的同时必须向下或者向上运动，图1中的螺杆[18]及螺母[20]均为右旋螺纹，所以螺杆[18]带动与其转动连接的滑块[6]向下运动。当滑块[6]与工件[W]接触时，向下运动中止，飞轮[17]的转速迅速下降，它的动能变化量转化为工件[W]的变形能和螺杆[18]的摩擦功及前述受力零件的弹性变形能。此时螺母[20]与螺杆[18]之间的扭矩M₀等于螺母[20]与轴承[19]之间的扭矩M₁与离合器制动片[2]对螺母[20]的制动扭矩M₂之和，即：

M₀=M₁+M₂而M₀=dtg(α+ξ)P/2M₁=(r₁+r₂)/2.μ₁PM₂=(R₁+R₂)/2.μ₂Sq上述各式中P：滑块[6]对工件[W]的工作压力d：螺母[20]的螺纹中径α：螺母[20]的螺旋升角ξ：螺母[20]与螺杆[18]的螺纹之间的摩擦角r₁,r₂：螺母[20]与轴承[19]接触面的内、外半径μ₁：螺母[20]与轴承[19]接触面的摩擦系数R₁,R₂：离合器制动片[2]的内、外半径μ₂：离合器制动片[2]与螺母[20]之间的摩擦系数S：离合器液压缸[4]的液体有效面积q：离合器液压缸[4]内液压油[L]的压力将以上各值代入前式得：d/2tg(α+ξ)P=(r₁+r₂)/2.μ₁P+(R₁+R₂)/2.μ₂Sq将上式整理得： $P=\frac{(R_1+R_2)2.{\mathrm{\μ}}_2\mathrm{Sq}}{\mathrm{dtg}(\mathrm{\α}+\mathrm{\ξ})P/2-(r_1+r_2)2.{\mathrm{\μ}}_1}q$

上式右边q的系数中各值均为常量，所以工作压力P与液压油L的压力q成正比，调整溢流阀[26]的溢流压力q就调整了工作压力P。

当工件[W]的变形量达予定值时滑块[6]撞开位置开关动断触点[SQ1]，换向阀[29]立即换向，使离合器液压缸[4]立即与油箱[21]接通，液压油[L]的压力立即变为零，继而使离合器制动片[2]对螺母[20]的制动扭矩也变为零，此时螺母[20]所受扭矩失去平衡，在螺杆[18]的驱动下，与其同向旋转，螺杆[18]停止下移，打击过程结束。螺母[20]所受扭矩M₀-M₁＞0，在这个扭矩差的作用下，在机身[1]的弹性反力及滑块[6]的提升缸活塞[8]的作用下螺母[20]相对于螺杆[18]同向超速旋转，滑块[6]迅速上升到上始点，进入上述的空运转状态。这就是单次打击工作规范。

三是自动连击规范。

将选择开关动合触点[SA₁]转到接通状态，按下按钮开关动合触点[SB₅]后即实现自动连击。这是由于滑块[6]返回上始点时位置开关动合触点[SQ₂]被滑块[6]撞闭合，接触器线圈[KM₄]通电，接触器动合辅助触点[KM₄]闭合将此回路锁住，于是滑块[6]又下行，如此周而复始形成自动打击工作规范。

四是点车规范。

点车是为装卸模具而设置的工作规范。

将选择开关动合触点[SA₂]转到闭合状态，参看压力表[27]的显示值，将溢流阀[26]的溢流压力从小向大逐步调节，每增加一定量的压力值，滑块[6]也相应下降一定量的高度，这是由于由液压油[L]产生的离合器制动片[2]的扭矩与高压空气[G]产生的螺母[20]所受扭矩相平衡。反之，则上升一定量的高度。如此上、下调节滑块[6]的高度，直到滑块[6]停于合适的位置，这就是点车规范。

Claims (3)

1．一种螺旋压力机，包括机身[1]、电机定子[16]、作为电机定子的飞轮[17]、螺杆[18]、螺母[20]、离合器制动片[2]、离合器液压缸[4]、活塞[3]、滑块[6]、滑块提升缸[9]、液压系统[12]、电气操纵部分[14]、润滑系统[13]，其特征是螺母[20]与机身[1]转动连接、在螺母[20]底平面下面依次装有离合器制动片[2]、活塞[3]及离合器液压缸[4]，离合器液压缸[4]与机身[1]固定连接、离合器制动片与机身[1]滑动连接，离合器液压缸[4]可用气动、电磁机构代替。

2．如权利要求1所述的压力机，其特征是螺母[20]与机身[1]转动连接。

3．如权利要求1所述的压力机，其特征是螺母[20]底平面下面依次装有离合器制动片[2]、活塞[3]与离合器液压缸[4]，离合器液压缸[4]与机身[1]固定连接，活塞[3]与离合器液压缸[4]园柱连接、离合器制动片[2]与机身[1]滑动连接。

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