专利名称：新型高能螺旋压力机的制作方法
技术领域：
本发明属于重型材料加工设备，一种代替目前广泛应用的摩擦压力机和热模锻压力机，用于模锻和精锻工艺的快卸压高能螺旋压力机。
二、发明背景当前，材料加工业应用的高能螺旋压力机为德国在上世纪七十年代研制的产品。该类压力机是由床身、电机、皮带轮、飞轮、离合器、螺杆、螺母、滑块、回程缸、液压系统构成，用电机带动横梁上的飞轮驱动，工作时靠装在飞轮内的离合器及时与螺杆脱开来实现终止打击和滑块回程。它消除了电动螺旋压力机频繁起动，和正反转向造成的交流接触器寿命短及运行时对电网电力冲击大的缺点，不需要像液压螺旋压力机那样配备庞大的液压站。这些优点使它成为很有发展前途的螺旋压力机。高能螺旋压力机的技术关键是达到额定吨位后离合器及时脱开，避免压力机严重超载的灾难性后果。德式压力机的螺杆顶端装一个惯性盘与螺杆一起旋转，达到额定压力后离合器打滑，螺杆急剧减速，使惯性盘超前旋转并升高顶开卸压阀，离合器压紧缸开始排油卸压。在十几毫秒卸压过程中，离合器严重打滑需消耗很多摩擦功。模具打靠后，由于从动部分的惯性和离合器上摩擦力矩的带动，螺杆还要旋转某一角度，压力机载荷将继续上升，使最终打击力远超过额定吨位。因打击力大小受多重因素影响而不易限定，这对机床和模具十分有害。1998年中国专利局授权的专利号为ZL93110367.3、名称为“一种高能螺旋压力机”的一项发明专利，较好地解决了上述问题。但是在实施过程中发现仍存在以下缺点1、密封环7与活塞3之间的密封是端面密封，而两者的尺寸很大、导向性较差，要保证全部严密接触非常困难。密封环内径与支承架之间的间隙很难掌握如果间隙过大，副油腔中的高压油大量外泄，不仅造成大量能量损失，而且副油腔的压强过低不能保证端面密封的压紧力；如果间隙过小，在高压油的作用下，密封环紧贴在支承架上产生很大摩擦力，在打击过程中活塞向上后退，密封环不能及时跟上，导致密封失败。
2、卸压系统的结构过于复杂。达到额定压力后，先是传感器13开启，经过先导阀8上升一段距离，密封环7才开始动作。每一个动作都需要一定时间，卸压过程动作迟缓。
3、压力传感器需要配备压缩空气气泵、储气筒、调压阀系统，气泵有噪音。传感器开启后由于压缩空气没有立即排掉，容易发生连击。
4、滑块平衡缸在下行程中消耗较大能量，飞轮减速明显。
发明内容
本发明目的是克服现有高能螺旋压力机存在的缺点，设计一种整体结构简单合理，密封效果良好，工艺性能好，容易加工和安装，造价低廉、效率高，性能优良的快卸压高能螺旋压力机。
本发明的基本构思是由床身、电机、皮带轮、飞轮、螺杆、螺母，滑块回程系统，离合器及其压紧系统，卸压系统，液压系统，电路系统组成。将离合器的压紧缸、压紧活塞和离合器的摩擦片等都装在床身的横梁之下。采用多片湿式离合器，利用工艺力将离合器压紧，运用自锁原理保证其在打击和卸压过程中不打滑。卸压系统采用电磁液压传感器，压紧油缸内的油压随工艺力的增加而增加，当油压达到电磁铁电流设定值时，电磁液压传感器动作，并通过先导阀和主阀等实现快卸压。活塞下腔充以0.2MPa的低压油。在活塞与摩擦片、传动轴与螺杆之间安装球面垫子。
本发明能取得如下有益的效果1、本发明在离合器及其压紧系统中，采用密封面较长的环形活塞，以环形间隙密封代替端面密封，改善了导向性和密封性能，并大大增强了工作的可靠性。该结构加工工艺性能好，加工成本低；优良的密封性能，可使因高压油的泄漏而损失的能量减少60％以上。
2、卸压快慢与主阀打开的速度有关，本发明简化了卸压系统的结构并使先导阀和主阀的质量都做得很小，使打开的速度提高了两倍以上。
3、原结构的活塞压在离合器的摩擦片上，当飞轮空转时，在活塞重量作用下，主动片与从动片之间会产生相当大的摩擦力矩，加速了摩擦片的磨损并损耗了能量。本发明在活塞下腔充以0.2MPa的低压油，使活塞完全脱离摩擦片，可以有效的解决上述问题。
4、本发明用回程缸代替平衡缸并加以控制，可以减轻飞轮重量、延长摩擦片的寿命，并可以实现滑块寸动，对模具的安装和调试十分有利。在压紧活塞与摩擦片之间及传动轴与螺杆之间增加球面垫，有自定位作用，可以降低安装精度要求。
四
图1为本发明的整机结构示意图；图2为本发明的卸压系统结构图。
结合附图详细叙述本发明的结构如图1、图2所示，飞轮1安装在床身的横梁上。滑块回程系统的构成是，螺母8安装在滑块9的导向颈内，导向颈的顶部安装回程活塞11，回程活塞11安装在回程缸12内，在回程缸12的底部有回程进、排油路接口10；离合器及其压紧系统是由安装在床身横梁之下的压紧油缸6、压紧活塞3和离合器4构成，压紧活塞3的大端和小端与压紧油缸6的内孔严密配合，压紧活塞3和压紧油缸6形成的环形油腔7构成压紧离合器油缸的内腔，也是静压止推轴承；离合器为多片湿式离合器，离合器的主动片用花键与传动轴2联接，从动片用花键与螺杆5联接；卸压系统13的构成是在阀套13-3中安装主阀13-1，主阀13-1内安装止回阀13-2，止回阀13-2上有小阻尼孔13-2-k；主阀13-1顶部有空心螺丝13-4，它也是止回阀的阀座；阀套13-3上有进油导管13-5，进油导管13-5上安装阀座13-7，阀座13-7通过进油导管13-5将阀套13-3紧固安装在压紧油缸6上，阀座13-7上安装单向阀13-6和电磁液压传感器；电磁液压传感器是由电磁铁13-12、控制阀13-9和先导阀13-8构成，13-11为小孔。由进油口13-10、单向阀13-6、进油导管13-5和止回阀13-2构成油缸的进油通道。14为低压油路接口。
五具体实施例方式
本发明的实施例如下本发明在静止状态时，滑块靠封闭在环形回程缸内的液压油停留在上部最高位置。压紧活塞3在压紧油缸下部的0.2MPa低压油的作用下，使离合器主动片和从动片处在松开状态。启动时，电磁铁13-12通电，电磁吸力通过控制阀13-9把先导阀芯13-8紧压在小孔13-11上。与此同时回程缸12通过进、排油接口10向液压供油系统的油箱排油，滑块9受重力作用自由下落，并由螺母8带动螺杆5正向加速旋转。延迟一定时间后，液压系统通过阀座13-7的进油口13-10进油，3MPa中压油顶开单向阀13-6和止回阀13-2进入压紧缸的油腔7，推动活塞3向下运动，逐渐压紧离合器的摩擦片，并使螺杆进一步加速到飞轮的角速度。由于离合器从动片在结合前已经有一定的角速度，减少了摩擦片的相对滑动和磨损。此后，滑块以额定速度向下移动直至接触锻件。打击之前，由行程开关控制油阀，停止向单向阀13-6供油，在弹簧的弹力作用下单向阀13-6自行关闭。在打击过程中，滑块9受阻，螺杆5上升，使离合器4和压紧活塞3也跟着上升。被单向阀13-6封闭在油腔7中的油被压缩，油压提高以平衡工艺力。这时，油腔7成了静压止推轴承。由于采用多片湿式离合器并按自锁条件设计，所以在打击过程中离合器不会打滑。止回阀13-2顶部有一个小阻尼孔13-2-K，使主阀13-1的上腔与其下腔相通，当下腔的油压随工艺力的增加而增加时，主阀上腔的油压也随着提高。由于主阀上端的直径比主阀下端的与阀套配合的锥阀座直径大，所以主阀紧紧压在阀套的锥阀座上。在打击过程结束时模具打靠，打击力进一步上升，当油腔内油压与小孔13-11的面积的乘积超过电磁铁吸力时，先导阀芯13-8向左移动，锥阀离开阀座。此时高压油进入阀芯右腔，产生更大的推力，推动阀芯迅速向左移动，使主阀13-1上腔与大气相通。主阀13-1上腔的压力急剧降低，于是在主阀13-1下端高压油作用下主阀13-1在一毫秒内全部开启，完成了卸压过程。当螺杆5升到两毫米左右，受到传动轴2的下端阻挡，离合器的自锁条件解除，离合器开始打滑，此时油腔内的压力已经降得很低，所以离合器在松开过程中消耗的摩擦功很小。打击结束后回程缸底部的进、排油接口10进入3MPa左右的中压油推动环形活塞11上升，滑块开始回程动作，同时在螺母的推动下，螺杆被迫反转，当滑块返回上部位置，停止进油，滑块停留在最上位置，完成一个工作循环。
权利要求
1.新型高能螺旋压力机，是由床身、电机、皮带轮、飞轮、螺杆、螺母，滑块回程系统，离合器及其压紧系统，卸压系统，液压系统，电路系统组成，其特征为滑块回程系统的构成是螺母[8]安装在滑块[9]的导向颈内，导向颈的顶部安装回程活塞[11]，回程活塞[11]安装在回程缸[12]内，在回程缸[12]的底部有回程进排油路接口[10]；离合器及其压紧系统是由安装在床身横梁之下的压紧油缸[6]、压紧活塞[3]和离合器[4]构成，压紧活塞[3]的大端和小端与压紧油缸[6]的内孔严密配合，压紧活塞[3]和压紧油缸[6]形成的环形油腔[7]构成压紧离合器油缸的内腔，也是打击时的静压止推轴承；离合器为多片湿式离合器，主动片用花键与传动轴[2]联接，从动片用花键与螺杆[5]联接；卸压系统的构成是在阀套[13-3]中安装主阀[13-1]，主阀[13-1]内安装止回阀[13-2]，主阀[13-1]顶部有空心螺丝[13-4]，阀套[13-3]上有进油导管[13-5]，进油导管[13-5]上安装阀座[13-7]，阀座[13-7]通过进油导管[13-5]将阀套[13-3]紧固安装在压紧油缸[6]上，阀座[13-7]上安装电磁液压传感器；由进油口[13-10]、单向阀[13-6]、进油导管[13-5]和止回阀[13-2]构成了油缸的进油通道。
2.根据权利要求1所述的新型高能螺旋压力机，其特征为所述的电磁液压传感器是由电磁铁[13-2]、控制阀[13-9]和先导阀[13-8]构成。
3.根据权利要求1所述的新型高能螺旋压力机，其特征为所述的离合器及其压紧系统中的活塞与摩擦片、传动轴与螺杆之间安装球面垫子。
全文摘要
本发明属于重型材料加工设备，一种代替目前广泛应用的摩擦压力机和热模锻压力机，用于模锻和精锻工艺的快卸压高能螺旋压力机。是由床身、电机、皮带轮、飞轮、螺杆、螺母，滑块回程系统，离合器及其压紧系统，卸压系统，液压系统，电路系统组成。卸压系统采用电磁液压传感器，压紧缸内的油压随工艺力的增加而增加，当油压达到电磁铁电流设定值时，电磁液压传感器动作，并通过先导阀和主阀等实现快卸压。活塞下腔充以0.2MPa的低压油，在活塞与摩擦片、传动轴与螺杆之间安装球面垫子。本发明整体结构简单合理，密封效果良好，卸压速度快；工艺性能好，容易加工和安装，造价低廉、效率高。
文档编号B30B1/23GK1611346SQ200310105468
公开日2005年5月4日 申请日期2003年10月30日 优先权日2003年10月30日
发明者夏天赳, 夏思淝 申请人:夏天赳, 夏思淝