专利名称：长行程数控螺旋压力机的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种长行程数控螺旋压力机，属于机械工业设备领域。
背景技术：
专利号为ZL200520125153. 5的实用新型专利发明了开关磁阻电机驱动的螺旋压力机，其 大齿轮与螺杆作旋转运动；专利号为ZL200420064892. 3的实用新型专利发明了一种电动螺旋 压力机，电动机通过小齿轮驱动大齿轮作螺旋运动，由螺旋副把大齿轮和螺杆的螺旋运动转 换为滑块的直线运动，缺陷是由于受大齿轮高度限制，滑块的行程比较小，驱动螺旋压力机 的电机输出轴与减速齿轮是刚性连接，在压力机打击时，电机轴瞬时应力过载巨大，使电机 轴容易断裂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能克服上述不足之处、滑块行程长、且能有效避免电机
轴过载的长行程数控螺旋压力机。其技术方案为
包括控制部件、驱动装置、螺旋压力机、开关磁阻电机、小齿轮和安装在螺旋压力机上 的大齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，螺旋压力机包括上横梁、下横梁、上螺母、制动器、盖板 气缸、滑块、垂直连接于上横梁和下横梁之间的立柱和螺杆，其中控制部件分别接开关磁阻 电机、制动器和盖板气缸的控制端，上螺母固定在上横梁上并与螺杆的上螺纹连接，其特征 在于驱动装置包括下压板、上压板、摩擦片、弹簧、垫板、垫圈和螺母，其中下压板套装 在输出轴上并与其键固定连接，上压板自上套装在下压板上，上下两端面固定有摩擦片的小 齿轮压装在下压板与上压板构成的空间内，螺母、垫圈、垫板、弹簧自上向下套装在输出轴 上并向下压紧在上压板上，增设下螺母和钢套，其中下螺母经钢套固定安装在滑块内，并与 螺杆的下螺纹连接。
所述的长行程数控螺旋压力机，螺母按紧固扭矩7W7或紧固力巧旋紧，其中紧固扭矩M,按
公式M, ^'4^^计算，紧固力按公式^ :^^i^r,F计算，式中，/^为摩擦片摩擦系数；^为摩擦片的当量半径，及 f、丫？， 及分别为摩擦片内圆半径、外圆半径；J为
螺杆轴侧总转动惯量，J-^+fVo, ^为螺杆轴侧转动惯量，/。为输出轴侧转动惯量；^为 丌关磁阻电机转子转动惯量，i为传动比；F为滑块打击力；r^为螺杆当量半径，
,二^&(" + zP)，《为螺杆中径；a为螺杆的升角；p为螺杆螺纹摩擦角。
所述的长行程数控螺旋压力机，下横梁上对应于滑块正下方设有贯穿的台阶孔，顶杆间 隙安装在台阶孔内，滑块的底部两侧设有拉杆，拉杆穿过下横梁与托架固定连接，托架内水 平安装有盖板气缸，盖板气缸的控制端接控制部件，其盖板气缸的活塞杆与盖板固定连接， 盖板在盖板气缸的控制下可水平位于或水平移开顶杆的正下方。
控制部件包括开关量输出板、PLC可编程控制器、开关量输入板、电机控制器和触摸屏， 其中开关量输入板连接PLC可编程控制器，PLC可编程控制器分别连接触摸屏、开关量输出 板和电机控制器，电机控制器连接开关磁阻电机，开关量输出板分别连接盖板气缸和制动器 的控制端。
其工作原理为压力机装配时，按公式M,^^r,F计算螺母的紧固扭矩，或按公式
F,. =&^F计算螺母的紧固力，再用液压紧固件按照上述值旋紧螺母，设定液压紧固
机的扭矩或压力值，当达到计算值时，停止紧固。工作时，开关磁阻电机旋转，并通过驱动 装置使小齿轮驱动大齿轮作螺旋运动。当开关磁阻电机正向旋转时，通过上螺母、下螺母之 螺纹把螺杆的螺旋运动变换为滑块的向下运动。当开关磁阻电机反向旋转时，大齿轮和螺杆 作反向螺旋运动，滑块向上运动(回程)。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点
.1、通过控制螺母紧固扭矩或紧固力，保证电机提供基速下的动力转矩，且有效遒免电机 轴过载；
2、通过开关磁阻电机与上、下螺母控制螺杆与滑块的行程，当开关磁阻电机转过一定角 位移时，上、下螺母均有各自的行程，两行程相加即为螺杆与滑块的行程，这样就大大增加 了滑块的行程。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
5图中1、开关磁阻电机2、下压板3、摩擦片4、小齿轮 5、上压板 6、弹簧 7、 垫板8、垫圈9、输出轴 10、螺母 11、大齿轮12、螺杆 13、制动器14、上横 梁15、上螺母 16、下螺母 17、拉杆 18、顶杆19、盖板 20、托架 21、开关 量输出板22、 PLC可编程控制器23、开关量输入板24、电机控制器25、触摸屏
26、行程开关27、钢套28、滑块29、立柱30、下横梁31、盖板气缸 32、 台阶孔
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一歩说明
开关量输入板23连接PLC可编程控制器22， PLC可编程控制器22分别连接触摸屏25、 开关量输出板21和电机控制器24，电机控制器24连接开关磁阻电机1;下压板2套装在开 关碎阻电机1的输出轴9上并与其键固定连接，上压板5自上套装在下压板2上，上下两端 面固定有摩擦片3的小齿轮4压装在下压板2与上压板5构成的空间内，螺母10、垫圈8、垫 板7、弹簧6自上向下套装在输出轴9上并向下压紧在上压板5上，螺母IO按紧固扭矩M,或紧固
力F,旋紧,其中紧固扭矩M,按公式M, "^r,F计算，紧固力按公式F, -"g r,F计算，
式中，/^为摩擦片3摩擦系数；i^为摩擦片3的当量半径，气),i ,、及2分
3 (及2 -及l )
别为摩擦片3内圆半径、外圆半径；J为螺杆轴侧总转动惯量，J-^+z'2/。， ^为螺杆轴侧 转动惯量，J。为输出轴侧转动惯量；^为开关磁阻电机1转子转动惯量，/为传动tl^ F为
《， 、
滑块28打击力；^为螺杆12当量半径，^-fg(" + yO)，《为螺杆12中径；a为螺杆
12的升角；p为螺杆12螺纹摩擦角。
大齿轮11固定安装在螺旋压力机的螺杆12的顶端，与小齿轮4啮合；螺旋压力机包括
上横梁14、下横梁30、上螺母15、制动器13、盖板气缸31、滑块28、垂直连接于上横梁 14和下横梁30之间的立柱29和螺杆12，其中制动器13和盖板气缸31的控制端接开关量输 出板21的输出端，上螺母15固定在上横梁14上并与螺杆12的上螺纹连接，下螺母16经钢 套27固定安装在滑块28内，并与螺杆12的下螺纹连接，下横梁30上对应于滑块28正下方 设有贯穿的台阶孔32，顶杆18间隙安装在台阶孔32内，滑块28的底部两侧设有拉杆17，
6拉杆17穿过下横梁30与托架20固定连接，托架20内水平安装有盖板气缸31，盖板气缸31 的控制端接开关量输出板21，其盖板气缸31的活塞杆与盖板19固定连接，盖板19在盖板 气缸31的控制下可水平位于或水平移开顶杆18的正下方。行程开关26安装在立柱'29上。
权利要求1、一种长行程数控螺旋压力机，包括控制部件、驱动装置、螺旋压力机、开关磁阻电机(1)、小齿轮(4)和安装在螺旋压力机上的大齿轮(11)，小齿轮(4)与大齿轮(11)啮合，螺旋压力机包括上横梁(14)、下横梁(30)、上螺母(15)、制动器(13)、盖板气缸(31)、滑块(28)、垂直连接于上横梁(14)和下横梁(30)之间的立柱(29)和螺杆(12)，其中控制部件分别接开关磁阻电机(1)、制动器(13)和盖板气缸(31)的控制端，上螺母(15)固定在上横梁(14)上并与螺杆(12)的上螺纹连接，其特征在于驱动装置包括下压板(2)、上压板(5)、摩擦片(3)、弹簧(6)、垫板、垫圈和螺母(10)，其中下压板(2)套装在输出轴(9)上并与其键固定连接，上压板(5)自上套装在下压板(2)上，上下两端面固定有摩擦片(3)的小齿轮(4)压装在下压板(2)与上压板(5)构成的空间内，螺母(10)、垫圈(8)、垫板(7)、弹簧(6)自上向下套装在输出轴(9)上并向下压紧在上压板(5)上，增设下螺母(16)和钢套(27)，其中下螺母(16)经钢套(27)固定安装在滑块(28)内，并与螺杆(12)的下螺纹连接。
2、 根据权利要求1所述的长行程数控螺旋压力机，其特征在于螺母(10)按紧固扭矩M, 或紧固力^旋紧，其中紧固扭矩iW7按公式A/V一今 F计算，紧固力按公式^;vF计算，式中，/v为摩擦片(3)摩擦系数；A为摩擦片(3)的当量半径，^分别为摩擦片(3)内圆半径、外圆半径；J为螺杆轴侧总转动惯量，J-^+z'V。， J,为螺杆轴侧转动惯量，J。为输出轴侧转动惯量；^为开关磁阻电机(1)转子转动惯量，/为传动比；F为滑块(28)打击力；^为螺杆(12)当量半径，《为螺杆(12)中径；a为螺杆(12)的升角；p为螺杆(12)螺纹摩擦角。
3、 根据权利要求1所述的长行程数控螺旋压力机，其特征在于下横梁(30)上对应于 滑块(28)正下方设有贯穿的台阶孔(32)，顶杆(18)间隙安装在台阶孔(32)内，滑块(28)的底 部两侧设有拉杆(n)，拉杆(17)穿过下横梁(30)与托架(20)固定连接，托架(20)内水平安装 有盖板气缸(31)，盖板气缸(31)的控制端接控制部件，其盖板气缸(31)的活塞杆与盖板(19) 固定连接，盖板(19)在盖板气缸(31)的控制下可水平位于或水平移开顶杆(18)的正下方。
4、根据权利要求1或3所述的长行程数控螺旋压力机，其特征在于控制部件包括开关 量输出板(21)、 PLC可编程控制器(22)、开关量输入板(23)、电机控制器(24)和触摸屏(25)， 其中开关量输入板(23)连接PLC可编程控制器(22)， PLC可编程控制器(22)分别连接触摸屏 (25)、开关量输出板(21)和电机控制器(24)，电机控制器(24)连接开关磁阻电机(1)，开关量 输出板(21)分别连接盖板气缸(31)和制动器(13)的控制端。
专利摘要本实用新型提供一种长行程数控螺旋压力机，包括控制部件、驱动装置、螺旋压力机、开关磁阻电机、小齿轮和安装在螺旋压力机上的大齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，螺旋压力机包括上横梁、下横梁、上螺母、制动器、盖板气缸、滑块、垂直连接于上横梁和下横梁之间的立柱和螺杆，其中控制部件分别接开关磁阻电机、制动器和盖板气缸的控制端，上螺母固定在上横梁上并与螺杆的上螺纹连接，其特征在于小齿轮经驱动装置安装在开关磁阻电机的输出轴上，增设下螺母和钢套，其中下螺母经钢套固定安装在滑块内，并与螺杆的下螺纹连接。本实用新型通过控制螺母紧固扭矩或紧固力，既能保证电机提供基速下的动力转矩，又能有效避免电机轴过载，并且滑块的行程长，工作性能优良。
文档编号B30B1/22GK201346855SQ200920018639
公开日2009年11月18日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者赵婷婷 申请人:山东理工大学