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1、螺旋壓力機(jī),3.3 螺旋壓力機(jī),學(xué)習(xí)摩擦式、電動(dòng)式、液壓式和離合器式螺旋壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 學(xué)習(xí)螺旋壓力機(jī)的工藝特性。,3.3.1 螺旋壓力機(jī)的工作原理和分類,螺旋壓力機(jī)是用螺桿螺母作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并靠螺旋傳動(dòng)將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛壓機(jī)械。,圖3-15 螺旋壓力機(jī),工作原理： 工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)使飛輪加速旋轉(zhuǎn)以儲(chǔ)蓄能量，同時(shí)通過(guò)螺桿、螺母推動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)。滑塊接觸工件時(shí)，飛輪被迫減速至完全停止，儲(chǔ)存的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能，通過(guò)滑塊打擊工件，使之變形。打擊結(jié)束后，電動(dòng)機(jī)使飛輪反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑塊上升，回到原始位置。,圖3-16 3000kN雙盤摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1、機(jī)身

2、2、滑塊 3、螺桿 4、斜壓板 5、緩沖圈 6、拉緊螺栓 7、飛輪 8、傳動(dòng)帶 9.11、摩擦盤 10、傳動(dòng)軸 12、鎖緊螺母 13、軸承 14、支臂 15、上橫梁 16、制動(dòng)裝置 17、卡板 18、操縱裝置 19、拉桿 20、頂料器座,圖3-17 螺旋壓力機(jī)的傳動(dòng)類型 1、機(jī)架 2、滑塊 3、電動(dòng)機(jī) 4、螺桿 5、螺母 6、帶 7、摩擦盤 8、飛輪 9、操縱氣缸 10、大齒輪(飛輪) 11、小齒輪 12、液壓馬達(dá) 13、液壓缸 14、電動(dòng)機(jī)定子 15、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(飛輪) 16、回程缸 17、離合器,特點(diǎn)： 萬(wàn)能性強(qiáng)，可用于模鍛、沖裁、拉深等各種工藝。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，應(yīng)用廣泛。 生產(chǎn)率和

3、機(jī)械效率低。,設(shè)備工作特征： 無(wú)固定下死點(diǎn)，對(duì)較大的模鍛件可多次打擊成形，可進(jìn)行單打、連打和寸動(dòng)。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時(shí)打擊力小，變形小(如冷擊)時(shí)打擊力大，與鍛錘相似。 它的滑塊速度低(約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10)，打擊力通過(guò)機(jī)架封閉，故工作平穩(wěn)，振動(dòng)比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。 裝有打滑保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi)，以保護(hù)設(shè)備安全。,分類： 按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型可以分為：摩擦式、電動(dòng)式、液壓式、離合器式。 按螺旋副的工作方式分為螺桿直線運(yùn)動(dòng)式、螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)式和螺桿螺旋運(yùn)動(dòng)式三大類。 按螺桿數(shù)量分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿式。 按工藝用途分為

4、粉末制品壓力機(jī)、萬(wàn)能壓力機(jī)、沖壓用壓力機(jī)、鍛壓用壓力機(jī)等。 按結(jié)構(gòu)形式分為有砧座式和無(wú)砧座式等。,圖3-18 螺旋副的工作方式,3.3.2 摩擦壓力機(jī),工作原理： 電動(dòng)機(jī)通過(guò)摩擦盤帶動(dòng)飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn)。雙盤式摩擦壓力機(jī)應(yīng)用最廣。 特點(diǎn)： 動(dòng)作較快，可使滑塊停在行程內(nèi)的任意位置，一旦超負(fù)荷時(shí)，只引起飛輪與摩擦盤之間的滑動(dòng)，而不致?lián)p壞機(jī)件。,圖3-19 摩擦壓力機(jī)操縱系統(tǒng)原理圖 1、分配閥液壓缸 2、分配閥 3、液壓缸 4、活塞 5、操縱手柄 6、撥叉 7、曲桿 8、操縱桿 9、控制桿 10、上碰塊 11、上行程限位板 12、下行程限位板 13、下碰塊 14、彈簧 15、壓力計(jì) 16

5、、溢流閥 17、液壓泵 18、電動(dòng)機(jī) 19、油箱,圖3-20 J53-2500T雙盤螺旋摩擦壓力機(jī),圖3-21 FPRN系列摩擦螺旋壓力機(jī),工作過(guò)程： 1、沖壓： 壓下操縱手柄5，分配閥2被上提，壓力油進(jìn)入液壓缸的上腔，在油壓作用下活塞4拉下操縱桿8，通過(guò)曲桿7和撥叉6使傳動(dòng)軸右移，左摩擦盤壓緊飛輪驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，使滑塊向下運(yùn)動(dòng)。在將接觸工件時(shí)，滑塊上的下行程限位板12和控制桿9的下碰塊13相碰，使手柄和分配閥回到中間位置，這時(shí)液壓缸上、下腔均與油箱19相通，操縱桿在彈簧力作用下也處于中間位置，于是兩個(gè)摩擦盤均與飛輪脫開而保持一定的間隙，此時(shí)運(yùn)動(dòng)部分便以所積蓄的能量來(lái)進(jìn)行沖壓。,2、沖壓結(jié)束

6、，滑塊回程 沖壓完后，將操縱手柄提起，分配閥被壓到下面位置，壓力油通人液壓缸下腔，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)將操縱桿頂起，撥叉便將傳動(dòng)軸向左推動(dòng)，右摩擦盤壓緊飛輪，驅(qū)動(dòng)飛輪反轉(zhuǎn)，使滑塊回程向上。當(dāng)滑塊回程接近行程上止點(diǎn)時(shí)，固定在滑塊上的上行程限位板11與控制桿9上的上碰塊10相碰，迫使操縱手柄和分配閥回到中間位置，于是兩個(gè)摩擦盤便與飛輪脫開，運(yùn)動(dòng)部分靠慣性繼續(xù)上升，隨即由制動(dòng)裝置進(jìn)行制動(dòng)，使滑塊停止在預(yù)設(shè)的上止點(diǎn)。,3、采用氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機(jī)的工作循環(huán)： 兩個(gè)氣缸2、6分別固定在左右兩個(gè)支撐座上，當(dāng)向下行程開始時(shí)，右邊氣缸6進(jìn)氣，活塞經(jīng)4根小推桿使摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，滑塊加速下行

7、；在沖壓工件前的瞬間，氣缸排氣，靠橫軸兩端的彈簧復(fù)位，使摩擦盤與飛輪脫離接觸，滑塊靠積蓄的動(dòng)能打擊工件。 沖壓完成后，開始回程，此時(shí)左邊的氣缸2進(jìn)氣，推動(dòng)左邊的摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪反向旋轉(zhuǎn)，滑塊迅速提升；至某一位置后，氣缸排氣，摩擦盤靠彈簧與飛輪脫離接觸，滑塊繼續(xù)自由向上滑動(dòng)，至制動(dòng)行程處，制動(dòng)器動(dòng)作，滑塊減速，直至停止，即完成了一次工作循環(huán)。,圖3-22 采用氣動(dòng)操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機(jī) 1.7、手輪 2.6、氣缸 3、摩擦盆 4、橫軸 5、擋板 8、飛輪 9、主螺桿 10、主螺母 11、滑塊 12、機(jī)身,圖3-23 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖 1、氣缸 2、活塞 3、彈簧 4、制動(dòng)塊,制動(dòng)器工作原理

8、： 制動(dòng)器安裝于滑塊的上部，當(dāng)氣缸1下腔進(jìn)氣時(shí)，活塞2的推力和彈簧3的預(yù)壓力一起推動(dòng)制動(dòng)塊4，制動(dòng)飛輪下端面；若上腔進(jìn)氣，下腔排氣，活塞克服壓縮彈簧的力，將制動(dòng)塊拉下，與飛輪下端面脫離。 該制動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是在停機(jī)停氣時(shí)，彈簧能保持制動(dòng)塊壓緊飛輪，而使滑塊不能自由下落。滑塊為U形結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)向比箱形結(jié)構(gòu)長(zhǎng)，承受偏心載荷的能力強(qiáng)。,飛輪工作原理： 飛輪為打滑飛輪，外圈6由拉緊螺栓4和碟簧7夾緊在內(nèi)圈2上。當(dāng)沖壓載荷超過(guò)某一預(yù)定值時(shí)，外圈打滑，消耗能量，降低最大沖壓力，達(dá)到保護(hù)壓力機(jī)的目的。,圖3-24 打滑飛輪結(jié)構(gòu)圖 1、主螺桿 2、內(nèi)圈 3、摩擦片 4、拉緊螺栓 5、摩擦材料 6、外圈

9、 7、碟簧 8、壓圈,工作前認(rèn)真檢查操縱系統(tǒng)是否正常，剎車機(jī)構(gòu)、上下限位擋鐵等安全裝置是否完整可靠，潤(rùn)滑系統(tǒng)是否正常。 裝卸模具要停車進(jìn)行，調(diào)整模具時(shí)，開車需使滑塊緩慢升降，模具要固定牢靠。 嚴(yán)格控制行程，禁止水平摩擦盤頂與主軸相撞。 采用帶有頂桿裝置的模具時(shí)，必須調(diào)整好上下限位擋鐵，緩慢試壓，以防頂壞模具。在進(jìn)行壓印和校正等剛性沖擊時(shí)，其行程不宜超過(guò)最大行程的65。 工作完畢后，切斷電源，整理現(xiàn)場(chǎng)，做好交接班。,摩擦壓力機(jī)的安全操作,3.3.3 液壓螺旋壓力機(jī),特點(diǎn)： 工作速度較高，生產(chǎn)率較高。 便于采用能量預(yù)選和工作過(guò)程的數(shù)控，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)以最佳的能耗工作。 成本較高，一

10、般液壓螺旋壓力機(jī)都為較大型設(shè)備。,液壓螺旋壓力機(jī),液壓缸傳動(dòng)式壓力機(jī),液壓馬達(dá)傳動(dòng)式壓力機(jī),螺旋運(yùn)動(dòng)液壓缸式壓力機(jī),直線運(yùn)動(dòng)液壓缸式壓力機(jī),,,分類：,1、液壓馬達(dá)-齒輪式液壓螺旋壓力機(jī)： 它的飛輪是一個(gè)大齒輪5，由若干個(gè)帶小齒輪6的液壓馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)，使之正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主螺桿3滑塊2上、下運(yùn)動(dòng)，完成工作循環(huán)。大齒輪的厚度等于小齒輪的厚度加上滑塊行程，因此，飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸很大。若干個(gè)液壓馬達(dá)均勻分布在飛輪的圓周上，并固定在壓力機(jī)的機(jī)身上。高壓油由液壓泵蓄能器供給。,工作原理：,2、螺旋液壓缸式液壓螺旋壓力機(jī)： 飛輪7的上方與主螺桿8同軸串聯(lián)著副螺旋副，其導(dǎo)程和旋向與主螺旋副相同，副螺

11、母4在支座上固定不動(dòng)。副螺桿2(即為活塞桿)下端與飛輪7連接，上端為活塞1。高壓油進(jìn)入液壓缸3上腔作用在活塞上時(shí)，活塞與副螺桿便相對(duì)副螺母下行并作螺旋運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)飛輪與主螺桿同步運(yùn)動(dòng)，同時(shí)飛輪加速積蓄能量。當(dāng)液壓缸上腔排油、下腔進(jìn)油時(shí)，推動(dòng)主、副螺桿反向做螺旋運(yùn)動(dòng)，于是滑塊被提升回程。,圖3-25 副螺桿式液壓螺旋壓力機(jī)傳動(dòng)部件結(jié)構(gòu)圖 1、活塞 2、副螺桿 3、液壓缸 4、副螺母 5、支座 6、尼龍十字形聯(lián)軸節(jié) 7、飛輪 8、主螺桿,圖3-24 液壓馬達(dá)-齒輪式液壓螺旋壓力機(jī)示意圖 1、拉桿 2、滑塊 3、主螺桿 4、主螺母 5、大齒輪 6、小齒輪 7、液壓馬達(dá),3、直動(dòng)式液壓缸式液壓螺旋壓力機(jī)

12、： 機(jī)身兩側(cè)裝有兩個(gè)液壓缸3，其活塞桿與滑塊鉸接。當(dāng)高壓油進(jìn)入液壓缸上腔，作用在活塞上時(shí)，便推動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)主螺旋副運(yùn)動(dòng)，使飛輪旋轉(zhuǎn)并積蓄能量。當(dāng)高壓油進(jìn)入液壓缸下腔，而上腔排油時(shí)，滑塊便被提升回程。直動(dòng)液壓缸式螺旋壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，動(dòng)作可靠，但主螺旋副在工作中磨損較嚴(yán)重，設(shè)備的傳動(dòng)效率也較低。,圖3-26 直動(dòng)液壓缸式液壓螺旋壓力機(jī) 1、飛輪 2、主螺桿 3、液壓缸 4、活塞 5、滑塊,3.3.4 電動(dòng)螺旋壓力機(jī),圖3-27 電動(dòng)螺旋壓力機(jī) 1、主螺桿 2、導(dǎo)套 3、制動(dòng)器 4、轉(zhuǎn)子 5、電動(dòng)機(jī)定子 6、風(fēng)機(jī),工作原理： 壓力機(jī)的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場(chǎng)產(chǎn)生的力矩，

13、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過(guò)主螺旋副的螺旋運(yùn)動(dòng)，使滑塊完成工作循環(huán)。,圖3-28 J58系列電動(dòng)螺旋壓力機(jī),J58系列電動(dòng)螺旋壓力機(jī)是一種工藝適用性極強(qiáng)的鍛壓設(shè)備。它既能用于熱鍛，又能用于精鍛、精整；既能適用于不銹鋼復(fù)底鍋壓力焊接工藝，又能適用于鈦合金葉片及其他葉片的精密鍛造。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、傳動(dòng)鏈短、操作便捷、運(yùn)行安全、維修工作量小的特點(diǎn)，該機(jī)打擊能量可準(zhǔn)確設(shè)置，打擊力有顯示，可根據(jù)成型精度調(diào)節(jié)能量、打擊力，以減少模具的機(jī)械應(yīng)力和熱接觸時(shí)間，延長(zhǎng)模具壽命。,結(jié)構(gòu)組成： 電動(dòng)機(jī)定子5，安裝在機(jī)身上，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子4(即為飛輪)與主螺桿上端相連，二者均為圓筒形。轉(zhuǎn)子高度為滑塊行程加定

14、子高度，由低碳鑄鋼制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，可靠性好。壓力機(jī)的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場(chǎng)產(chǎn)生的力矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過(guò)主螺旋副的螺旋運(yùn)動(dòng)，使滑塊完成工作循環(huán)。 特點(diǎn)： 傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、容易制造、操作方便、沖壓能量穩(wěn)定。與同噸位摩擦壓力機(jī)相比，每分鐘行程次數(shù)提高了23倍，不必經(jīng)常更換磨損件，近年來(lái)增長(zhǎng)很快，并向大型化發(fā)展。,數(shù)控電動(dòng)螺旋機(jī)： 打擊能量可精確設(shè)置，成形精度高，制件公差小，適合于精密鍛造。 模具載荷減輕，比摩擦壓力機(jī)模具壽命明顯提高。 電耗降低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，易于維護(hù)，無(wú)液壓驅(qū)動(dòng)單元，使用維護(hù)費(fèi)用明顯減少。 可進(jìn)行程序鍛造，主機(jī)能自動(dòng)按預(yù)先設(shè)置的每工步打擊能量運(yùn)

15、行。 打擊后，滑塊還可在下死點(diǎn)停頓，停頓時(shí)間能預(yù)先設(shè)置，以適應(yīng)某些工藝的要求。 由于采用了變頻驅(qū)動(dòng)，不會(huì)對(duì)工廠電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊和影響其它設(shè)備運(yùn)行。 行程高度方便調(diào)整，回程位置準(zhǔn)確安裝了自主研發(fā)的噸位指示器，精確控制打擊力，保護(hù)主機(jī)不致超載。,圖3-29 數(shù)控電動(dòng)螺旋機(jī),3.3.5 螺旋壓力機(jī)的工藝特性,螺旋壓力機(jī)的工作特性與鍛錘相同，工作時(shí)依靠沖擊動(dòng)能使工件變形，工作行程結(jié)束時(shí)滑塊速度減小為零。 螺旋壓力機(jī)的工藝適應(yīng)性好，可用于模鍛及各類沖壓工序。 螺旋壓力機(jī)的滑塊行程不固定，下止點(diǎn)可改變，工作時(shí)壓力機(jī)模具系統(tǒng)沿滑塊運(yùn)動(dòng)方向的彈性變形，可由螺桿的附加轉(zhuǎn)角得到自動(dòng)補(bǔ)償，實(shí)際上影響不到制件的精度。

16、 適用于精鍛、精整、精壓、壓印、校正及粉末冶金壓制等工序。,優(yōu)點(diǎn)： 螺旋壓力機(jī)無(wú)沉重而龐大的砧座，也不需蒸汽鍋爐和大型空氣壓縮機(jī)等輔助設(shè)備； 設(shè)備投資少維修方便； 工作時(shí)的振動(dòng)和噪聲低，操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)條件好。 缺點(diǎn)： 滑塊行程次數(shù)低，生產(chǎn)率不高； 承受偏心負(fù)荷的能力較差，一般只適用于單槽模鍛； 使用滑塊連續(xù)行程工作時(shí)操縱系統(tǒng)必須換向。 螺旋壓力機(jī)還存在多余能量問(wèn)題，易加劇機(jī)器的磨損和縮短受力零件的壽命。,3.3.6 離合器式螺旋壓力機(jī),優(yōu)點(diǎn)： 打擊能量高 悶?zāi)r(shí)間短，模具使用壽命長(zhǎng) 抗偏載能力強(qiáng) 生產(chǎn)效率高、節(jié)省能源。 缺點(diǎn)： 機(jī)器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，既有機(jī)械離合器傳動(dòng)，又有用于滑

17、塊回程的液壓傳動(dòng)。 在鍛擊和回程時(shí)，主螺桿和螺母的螺牙為同一受力面，潤(rùn)滑液不易補(bǔ)充，導(dǎo)致螺母螺牙容易磨損。,圖3-29 NPS系列壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1、頂桿 2、機(jī)身 3、滑塊 4、螺桿 5、螺母 6、回程缸 7、推力軸承 8、飛輪 9、摩擦盤 10、離合器活塞 11、離合器液壓缸,工作原理： 電動(dòng)機(jī)通過(guò)V形膠帶驅(qū)動(dòng)飛輪朝一個(gè)方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)工作循環(huán)開始時(shí)，離合器結(jié)合，螺桿在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到飛輪轉(zhuǎn)速，滑塊勻速下行進(jìn)行鍛造使工件變形。當(dāng)變形完成后離合器迅速脫開，滑塊在回程缸帶動(dòng)下快速回到上止點(diǎn)。 該壓力機(jī)可在操作面板上預(yù)置鍛壓力，當(dāng)實(shí)際鍛壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，機(jī)械慣性機(jī)構(gòu)迅速打開離合器的卸荷閥，使離合器液壓缸快速排油，彈簧便將離合器脫開。,圖3-30 J55系列離合器式螺旋壓力機(jī),Thank you!,