您的当前位置: 首页 > 资讯中心 > 行业资讯 > 正文|
螺旋压力机依靠螺旋副将旋转运动转化为滑块的直线运动来进行工作。按作用力的性质，可将其分为两类：一类是冲击力；另一类是静压力。通常所讲的螺旋压力机主要是指冲击力。其工作过程类似于锤，又称之为螺旋锤。
 表1—12为机械压力机、锤与螺旋压力机三种锻压设备的性能比较。从表l-2中可以看出，螺旋压力机在成形加工过程中具有独特的优势，它兼有锻锤和机械压力机的优点，而克服了两者的缺点。其主要特点如下：①由于其行程不固定，可消除机械压力机因机身变形对工件精度的影响，适应性广，可通过多次打击获得所需变形；②由于变形速度相对于锻锤低，有利于金属充分再结晶，特别适合于低塑性合金钢和有色金属锻造；③打击力可以较准确地控制；④由于冲击振动小，不但减少了基础投资，也大大改善了劳动条件。采用模具打套的方法，在螺旋压力机上可以获得较高的锻件精度，比曲柄压力机高l一2级。比锤上模锻高2～3级。
螺旋压力机在塑性加工中具有十分重要的地位。根据中国锻压协会提供的资料，目前螺旋压力机是我国应用最为广泛的模锻设备，占全部模锻设备的37％，超过蒸空模锻锤(31．4％)及热模锻压力机(3．4％)的总和。
1．螺旋压力机的发展简史
螺旋压力机是最古老的成形设备之一，具有十分悠久的发展历史。很久以前，欧洲就有木制螺旋压力机，用来压制葡萄汁和橄榄油。15世纪德国人Joharm Gensleisch(1400～1468)在木制螺旋压力机的基础上，制成了螺旋印刷机，它可以说是螺旋压力机和其他机械压力机的老祖宗。在欧洲语言中，压力和印刷(Press)这两个词的词根相同。16世纪初，意大利人采用螺旋压力机压制金属艺术品和硬币。18世纪以前，由人力驱动的螺旋压力机，到19世纪中叶，出现了由蒸汽驱动的机械压力机。
最早用于现代工业化大生产的螺旋压力机，靠摩擦盘传递动力，简称摩擦压力机。它在19世纪初开始使用。1877年德国公布了摩擦压力机的首个专利。由于结构简单，工作可靠，摩擦压力机至今仍在广泛应用。其最大的缺点是摩擦传动效率低，约为50％～55％，其总效率仅为20％～25％。近百年来，人们一直寻求改进的方法，主要目标是：①提高传动效率，降低能耗；②加大设备吨位，提高工作能力；③提高打击能量的控制精度和操作的自动化程度。
20世纪是螺旋压力机大发展的时期。20世纪20年代，人们开始研制液压螺旋压力机，40年代末期投人工业应用。20世纪30年代，前苏联开始电动螺旋压力机的研制，20世纪50年代末期，德国开始生产螺旋压力机，到70年代末，德国辛佩坎公司研制成功离合器式螺旋压力机。20世纪末期，日本Enomoto公司开发研制成功伺服驱动电动螺旋压力机。
进入2l世纪，螺旋压力机仍在蓬勃发展，已经形成品种多样、规格齐全、自动化程度高的特色，为人类文明的发展继续作出贡献。
2．几种典型的螺旋压力机
(1)摩擦压力机 摩擦压力机是现代工业最早出现的螺旋压力机，它具有结构简单，价格低廉的优点，迄今已有近200年的历史，仍在广泛使用。除了 用在锻压行业外，亦用于建材行业。
摩擦压力机的主要问题是电动机需带动摩擦盘始终高速旋转，而飞轮在一个循环中还需改变旋转方向，在换向时飞轮和摩擦盘产生严重打滑。这不但低了传动效率，也加剧了摩擦带的磨损。为解决这一问题，20世纪就有人进行了改进，先后开发了三盘式和双电动机独立驱动的摩擦压力机。由于摩擦盘工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盘和飞轮间的相对滑动速度得以降低，设备性能得到一定改善。但是由于增加了结构和操作的复杂性，从而增加了制造和维修费用，未能得到广泛应用。
压力机效率低，打击力控制不精确，不适合于大吨位。但由于造价方面的优势，中小吨位尤其小吨位螺旋压力机，目前仍以摩擦压力机为主。我国最大吨位的摩擦压力机是青岛锻压机械公司在2004年研制的31500kN摩擦压力机。
目前，这类螺旋压力机的发展主要方向有：①提高控制水平，一些先进的摩擦压力机甚至装有码盘检测飞轮速度；②提高自动化程度，清华大学研制了摩擦压力机的工业计算机控制系统，可实现打击能量选择、工作尺寸控制、抽真空、上下料机械手等多项自动化工作。该系统用于压砖生产线。
(2)液压螺旋压力机 与摩擦传动相比，液压传动有更高的效率。液压泵的总效率在70％～80％，而柱塞泵则可达到90％以上，还可利用蓄能器储存减速制动时的能量。在20世纪20年代，开始研制液压螺旋压力机，以求发展更大吨位的设备。1948年美
国Bliss公司研制成功6300kN样机。1972年德国Hc]ever公司制造了当时世界最大的63000kN压力机，设计吨位则达到250000KN。
液压螺旋压力机按驱动方式分为两种——液压缸驱动(推缸式)和液压马达驱动(副螺杆式)。液压螺旋压力机的效率大大提高，其加速传动效率在60％～70％，并且系统工作寿命大大提高；但与摩擦压力机相比，其结构复杂，维修成本也更高些。
(3)电动螺旋压力机 直接用电动机转子来代替飞轮，或通过齿轮或传动带带动飞轮旋转，去除了低效率的摩擦传动，具有最短的传动链和较高的效率。前苏联学者基于这一想法，在1933年研制了电动机直接驱动的2000kN螺旋压力机试验机，但由于电动机长期处于正．反转和起动一停止工作状态，发热十分严重、温度达120。C。鉴于当时电动机及控制技术水平的限制，这一问题无法得到解决，研制工作以失败而中止。直到1966年，法国weinganen公司作了若干改进，才开始批量生产800～23000kN的电动螺旋压力机。
初期的电动螺旋压力机并没有达到人们所预期的效果，原因有两个：一是电动机频繁起停，电能损失超过50％，电动机发热严重；二是起动电流过大(是稳定负荷下的3～5倍)，对电网造成巨大冲击。尽管将单台电动机驱动改成多台电动机驱动，情况可以得到一些改善，但仍不能从根本上解决问题。
20世纪70年代以后，由于电力电子技术、电动机技术、计算机控制技术得到了飞速发展，为解决电动螺旋压力机的问题带来了契机。德国Lasco公司最先在世界上将变频器技术用于电动螺旋压力机。weingarten所生产的电动螺旋压力饥也采用了变频技术。它们的主要特点是：
1)采用变频器使电动机始终处于最佳工作状态(转差率为5％～7％)，不但电流大大减小，而且发热得到大幅度降低。
2)滤波器使起动电流对电网的冲击进一步减小。
3)采用电磁制动、电能回馈，进一步减少了电能损失。
采用变频技术，电动机效率提高了3倍，不仅大大提高了整个设备的控制水平及打击能量，其他参数也可得到更加精确的控制。这就为螺旋压力机向更加大型化、节能化发展铺平了道路。
离合器式螺旋压力机是对摩擦压力机的一种极为成功的改进，其主要优点是：①效率高，比摩擦压力机节能30％～40％；②打击能量大，是摩擦压力机的3倍，所以又称高能螺旋压力机；③生产率高，循环时间仅为摩擦压力机的70％；④可在大的行程范围获得最大打击力和最大成形速度；⑤闷模时间短，模具寿命长；⑥电流冲击小，仅为普通摩擦压力机的1／3左右。
目前，该类压力机国内已有北京机电研究所、青岛锻压机械公司等多家厂家生产，设计吨位已达63000kN。
离合器的控制是这种压力机的关键技术。国内不少大学和研究部门对这种离合器的工作原理和结构进行了深入研究。山东大学开发了一种新型快卸压高能螺旋压力机，具有结构简单、卸压快、传动效率高的特点。
 3．螺旋压力机的新进展
(1)交流伺服驱动电动螺旋压力机 近20多年来，交流伺服驱动技术步入了工业应用阶段，与直流伺服驱动相比，表现出极大的优越性。20世纪末，发达工业国家开始将这一技术应用于成形设备。日本ENOMOTO公司在不久前声称他们在世界上首次开发成功交流伺服电动机驱动的螺旋压力机(图1．3)。它有两种传动方式：一种是将扁平型伺服电动机直接安装在螺杆上(ISOI-)S型)；另一种则是通过传动带带动飞轮旋转(SOOZI．s型)。由于采用交流伺服驱动，使螺旋压力机具有更加优越的工作性能：①节能可达50％；②可获得更高的控制和锻造精度；③适应性广，一种设备可完成从小到大的多种锻件的压制，更适应小批量多品种的柔性化生产。该产品目前的最大吨位为16000kN，安装有两台100kW的伺服电动机。
 (2)楔型电动螺旋压力机为了提高螺旋压力机的抗偏载能力，德国Lasco公司开发了世界首台SKP型楔式电动螺旋压力机(图1．4)。该机采用螺旋带动楔块，楔块推动滑块上下运动工作。这种传动形式除抗偏载能力强外，由于楔形机构的增力作用，电动机容量亦可相应减小。
(3)多击式电动螺旋压力机 山东大学根据压砖工艺要求，开发了在一次行程中，具有轻重两次打击的电动螺旋压力机。该机采用高转矩可逆电动机驱动，螺母与滑块的连接采用特殊结构，可以实现先轻后重两次打击。 总之，摩擦压力机虽然能耗高、控制精度低，但具有结构简单、价格低廉的优点，在我国应用十分广泛，仍具有很大的市场。但从节能考虑，其发展应得到一定控制，尤其应当限制大吨位的摩擦压力机的发展。
离合器式螺旋压力机具有效率高、打击能量大、控制精度高等一系列优点，是当前螺旋压力机，尤其是大吨位螺旋压力的发展方向。
由于电力电子、电机、计算机控制技术的飞跃发展。为电动螺旋压力机注入了新的活力。它不但可以使控制更加精确，而且可将离合器、制动器等耗能部件去除，进一步减少能耗，具有很大的发展前途，应予以足够地重视。
进一步提高螺旋压力机的自动化程度，使打击力、速度、位置等参数的控制更加精确、方便，将是螺旋压力机今后继续发展的方向。
|
站内资讯搜索
