一种齿轮传动离合器高能螺旋压力机的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种压力机，更具体地说它涉及一种齿轮传动离合器高能螺旋压力机。

背景技术：
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目前，压力机技术推陈出新，历经几代发展：第一代的摩擦压力机的驱动原理为竖直摩擦盘带动中间飞轮旋转，飞轮与螺杆为紧配合连接，从而实现滑块的上下行，完成打击与回程，但是该设备存在严重缺点：摩擦盘与飞轮接触面积小，传递扭矩有限，飞轮加速时间太长，并且该设备不能精确控制打击能量，不能偏载。

第二代为液压和电动螺旋压力机，驱动原理是利用液压或电动机驱动大飞轮，通过液压马达或电机的正反转来实现工作流程。但是，也存在诸多缺点：由于大扭矩液压马达制造困难，液压传动效率不高，渗漏较多，液压螺旋压力机并未得到大规模推广。电动螺旋压力机推广虽然较多，但依靠电机频繁正反转来控制螺杆运动是不科学的，每个工作流程电机都要从零开始加速至额定转速，采用变频控制技术，受限于电机制造技术，即使采用比同样吨位电机功率大一倍的电机，同吨位的电动螺旋压力机的打击能量与打击力量也比不过同吨位的摩擦压力机。例如630吨摩擦压力机电机功率55kw，而同吨位的电动螺旋压力机需要两台55kw的8级电机与变频器，但630吨电动螺旋的打击力量与打击能量却没有630摩擦压力机大。

第三代为高能螺旋压力机，其驱动原理是螺杆与飞轮通过离合器联结，离合器吸合时，飞轮与螺杆成为一个整体，在飞轮转动的作用下，螺杆下行，完成工作，打击结束后，离合器脱开，在回程缸的作用下，滑块回程，螺杆做被动反向旋转，实现回程。但是存在十分严重的缺点：1、当打击结束时，滑块螺杆速度趋近于零，而飞轮速度基本保持高速不变，离合器的脱开需要一定的时间，这就造成每一个工作循环都会出现离合器满载打滑，离合器寿命大大降低。2、为了使离合器传递较大的扭矩，离合器一般采用多个油缸共同驱动，数十个油缸的共同作用下才能达到离合器的额定扭矩，过多的液压执行元件提供了大量的隐患渗漏点，渗漏的液压油如果接触到1000多度的毛坯，会瞬间起火，造成重大危险，存在极大的安全隐患。

技术实现要素：
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针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种齿轮传动离合器高能螺旋压力机，其优点在于，消除了离合器打滑的问题，设备控制精确，打击能量大，节省电能，使用寿命长，维修维护费用低，安全可靠。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种齿轮传动离合器高能螺旋压力机，包括机身，在机身的顶部水平安装有主飞轮，主飞轮与竖直设置在机身中部的螺杆相连，在螺杆的底部安装有滑块，在机身顶部还安装有驱动主飞轮正转的下行离合器系统，在机身顶部还安装有驱动主飞轮反转的回程离合器系统，在主飞轮上还配置有飞轮制动系统；

还包括控制装置，下行离合器系统，回程离合器系统，飞轮制动系统均与控制装置相连。

优选的，所述控制装置为plc控制器。

优选的，在机身上设置有蓄能结束传感器，当飞轮蓄能结束时滑块位于蓄能结束传感器位置，在机身上设置有合模传感器，当滑块下行至下死点时，滑块位于合模传感器位置，在机身上设置有制动开始传感器，制动开始传感器位于蓄能结束传感器的上方，在机身上还设置有制动结束传感器，制动结束传感器位于滑块上死点的下方；蓄能结束传感器，合模传感器，制动开始传感器，制动结束传感器均与控制装置相连。

优选的，所述下行离合器系统包括竖直设置的下行齿轮轴，下行齿轮轴的下端连接至下行电机，在下行齿轮轴的上部轴承连接有下行飞轮，下行飞轮通过下行离合器与下行齿轮轴相连，下行飞轮与主飞轮齿轮啮合连接。

优选的，所述回程离合器系统包括竖直设置的回程齿轮轴，回程齿轮轴的下端连接至回程电机，在回程齿轮轴的上部轴承连接有回程飞轮，回程飞轮通过回程离合器与回程齿轮轴连接，回程飞轮与主飞轮齿轮啮合连接。

优选的，所述螺杆与主飞轮通过花键或切向键连接。

优选的，所述主飞轮包括主飞轮轮毂和套设在主飞轮轮毂外侧的主飞轮齿轮，在主飞轮轮毂和主飞轮齿轮之间设有过载保险装置。

优选的，所述下行离合器和回程离合器为气动离合器，下行离合器和回程离合器的摩擦块为外置摩擦块。

本实用新型采用上述结构，具有以下优点：

1、在模具打靠滑块前主飞轮和离合器已经脱开，因此不会发生离合器满载打滑问题；

2、由于离合器与主飞轮之间有一级齿轮传动，因此离合器可以选的很小，降低了设备成本；

3、由于下行飞轮和回程飞轮转速可达到较高的速度，因此在较小的转动惯量下也可储存较大的能量，同时其传动为离合器吸合后一级齿轮传动，传动效率大大提高，且节省电能。

4、采用气动离合器，其扭矩要比同等规格电动螺旋设备驱动电机扭矩大几十倍，因此设备可以在很短的驱动时间内使得飞轮达到额定转速，获取较大的主飞轮能量，大大提高了打击能量。

5、设备装配简单，维修方便，消除了漏油的风险，安全可靠。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的下行离合器系统的结构示意图。

图3为本实用新型的回程离合器系统的结构示意图。

图中，1、机身，2、主飞轮，3、螺杆，4、滑块，5、下行离合器系统，6、回程离合器系统，7、飞轮制动系统，8、蓄能结束传感器，9、合模传感器，10、制动开始传感器，11、制动结束传感器，12、下行齿轮轴，13、下行飞轮，14、下行离合器，15、回程齿轮轴，16、回程飞轮，17、回程离合器，18、过载保险装置，19、主飞轮轮毂，20，主飞轮齿轮。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-3中所示，一种齿轮传动离合器高能螺旋压力机，包括机身1，在机身1的顶部水平安装有主飞轮2，主飞轮2与竖直设置在机身1中部的螺杆3相连，在螺杆3的底部安装有滑块4，在机身1顶部还安装有驱动主飞轮2正转的下行离合器系统5，在机身1顶部还安装有驱动主飞轮2反转的回程离合器系统6，在主飞轮2上还配置有飞轮制动系统7；

还包括控制装置，下行离合器系统5，回程离合器系统6，飞轮制动系统7均与控制装置相连。

控制装置为plc控制器。

在机身1上设置有蓄能结束传感器8，当飞轮蓄能结束时滑块4位于蓄能结束传感器8位置，在机身1上设置有合模传感器9，当滑块4下行至下死点时，滑块4位于合模传感器9位置，在机身1上设置有制动开始传感器10，制动开始传感器10位于蓄能结束传感器8的上方，在机身1上还设置有制动结束传感器11，制动结束传感器11位于滑块4上死点的下方；蓄能结束传感器8，合模传感器9，制动开始传感器10，制动结束传感器11均与控制装置相连。

蓄能结束传感器8的设置方法，是当下行离合器系统5驱动主飞轮2蓄能完成时，标记滑块4的位置，该位置即为蓄能结束传感器8的位置。

下行离合器系统5包括竖直设置的下行齿轮轴12，下行齿轮轴12的下端连接至下行电机，在下行齿轮轴12的上部轴承连接有下行飞轮13，下行齿轮轴12和下行飞轮13均可单独旋转运动，下行飞轮13通过下行离合器14与下行齿轮轴12相连，下行飞轮13与主飞轮2齿轮啮合连接。

回程离合器系统6包括竖直设置的回程齿轮轴15，回程齿轮轴15的下端连接至回程电机，在回程齿轮轴15的上部轴承连接有回程飞轮16，回程齿轮轴15和回程飞轮16均可单独旋转运动，回程飞轮16通过回程离合器17与回程齿轮轴15连接，回程飞轮16与主飞轮2齿轮啮合连接。

螺杆3与主飞轮2通过花键或切向键连接。

当进行运行时，下行离合器系统5启动，下行离合器系统5的下行电机运行，驱动下行齿轮轴12转动，此时下行离合器14与下行飞轮13处于吸合状态，下行齿轮轴12带动下行飞轮13转动，从而下行飞轮13驱动主飞轮2正向转动，主飞轮2的正向转动带动螺杆3正转，实现滑块4下行；

当滑块4下行至蓄能结束传感器8时，主飞轮2的蓄能完成，蓄能结束传感器8将信号传给plc控制器，plc控制器接收到信号后，将下行离合器系统5的下行离合器14和下行飞轮13断开，下行离合器系统5不再驱动主飞轮2，此时下行离合器系统5与回程离合器系统6一样处于随动状态。此处的下行离合器14断开能够有效的避免离合器满载打滑问题。

滑块4继续下行至打击结束，滑块4下行至下死点后，不再下行，碰触到合模传感器9，合模传感器9将信号发送至plc控制器，plc控制器接收到信号后，控制回程离合器系统6的回程离合器17吸合，回程电机驱动回程齿轮轴15转动从而带动回程飞轮16转动，回程飞轮16带动主飞轮2反向转动，实现滑块4回程。

当滑块4滑动至制动开始传感器10时，制动开始传感器10向plc控制器发送信号，plc控制器收到信号后控制飞轮制动系统7启动，同时控制回程离合器系统6的回程离合器17脱开，当主飞轮2制动结束后，主飞轮2停止转动。

在滑块4下行和回程的整个过程中，下行飞轮13和回程飞轮16分别由不同的电机驱动，下行飞轮13和回程飞轮16的旋转方向始终相反。

所述主飞轮2包括主飞轮轮毂19和套设在主飞轮轮毂19外侧的主飞轮齿轮20，在主飞轮轮毂19和主飞轮齿轮20之间设有过载保险装置18。设置在主飞轮2上的过载保护装置18为碟簧压紧系统，能够保证主飞轮轮毂19和主飞轮齿轮20之间摩擦连接，在主飞轮轮毂和主飞轮齿轮之间设置有摩擦材料，可保证传递扭矩在超过设定值后过载保护装置18和主飞轮轮毂19之间打滑，避免对螺杆3造成损坏。当压力机冷机时，主飞轮扭矩瞬间增大，当超出碟簧压紧所提供的扭矩时，主飞轮外圈打滑，能量释放，达到保护的目的。

下行离合器14和回程离合器17为气动离合器，下行离合器14和回程离合器17的摩擦块为外置摩擦块。摩擦块更换十分方便，而传统的离合器摩擦块更换十分困难，需要把离合器整体拆开才能更换。气动离合器扭矩要比同等规格电动螺旋设备驱动电机扭矩大几十倍，因此该设备可以在很短的驱动时间内飞轮达到额定转速，更容易获取较大的主飞轮能量，比同等规格电动螺旋打击能量大。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。