专利名称：节能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节能数控螺旋压力机，属于机械工业设备领域。
背景技术：
中国专利号为ZL200520125153. 5，名称为数控螺旋压力机的实用新型专利 公开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。中国专利号为 ZL200420064892. 3的实用新型专利公开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 电机连接小齿轮，电机轴受冲击力较大，电机轴易疲劳破坏，不容易保持电机轴和齿轮轴同 心；缺少压力精确控制措施。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种能有效避 免电机轴过载，并能够精确控制吨位的节能数控螺旋压力机。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该节能数控螺旋压力机，包括 电机、上传动系统、螺旋压力机、制动器和控制系统，上传动系统分别连接电机、螺旋压力机 和制动器，控制系统连接电机和制动器的控制端，其特征在于上传动系统包括皮带传动、 齿轮传动和起固定作用的半齿轮箱、传动箱、皮带张力调整装置和皮带平面度调整装置，设 置吨位仪，吨位仪安装在螺旋压力机上其输出端连接控制系统。半齿轮箱包括前半箱和后半箱，前半箱和后半箱固定连接；传动箱包括左立臂、右 立臂和上盖板，左立臂底端连接螺旋压力机的左上端，右立臂底端连接螺旋压力机的右上 端，上盖板的右端连接右立臂，上盖板的左端连接半齿轮箱，半齿轮箱连接左立臂的内侧； 皮带张力调整装置包括调整板、转轴和调整螺栓，电机固定在调整板上，调整板滑动连接转 轴，转轴固定在右立臂上，调整螺栓安装在调整板上并顶紧右立臂；皮带平面度调整装置设 置在传动箱上，皮带平面度调整装置由第一螺母、第一螺丝、第二螺母和第二螺丝组成，第 一螺母安装在左立臂上，第一螺丝拧紧在第一螺母内，第二螺母安装在调整板上，第二螺丝 拧紧在第二螺母上。皮带张力调整装置安装在左侧，转轴固定在左立臂上，调整螺栓安装在调整板上 并顶紧左立臂。齿轮传动连接半齿轮箱和螺旋压力机，齿轮传动包括小齿轮轴、大齿轮，大齿轮和 小齿轮轴啮合传动，大齿轮连接螺旋压力机的螺杆，电机输出轴连接皮带传动的输入端，皮 带传动的输出端固定在小齿轮轴上，轴端连接制动器，小齿轮轴通过轴承连接半齿轮箱。小齿轮轴是一体式或齿轮组合式或分段齿轮组合式，齿轮组合式包括小齿轮、传 动轴和平键，小齿轮通过平键固定连接传动轴，传动轴通过轴承连接小齿轮箱。分段齿轮组合式包括分段小齿轮、传动轴和平键，分段小齿轮通过平键固定连接 传动轴，传动轴通过轴承连接小齿轮箱。[0010]大齿轮是一体式或调节式。调节式是在大齿轮上增设转动惯量调节圈，转动惯量调节圈设置在大齿轮的端部 或大齿轮内。转动惯量调节圈是一体式或组合式，组合式由多片组合而成。该节能数控螺旋压力机的控制方法，压力设定值F2输入控制系统，控制系统比较 压力实时监测值Fp Ftl及其差值AF1和转速实时监测值ωι、Coci及其差值Δ Co1，控制系统F1AF1按公式約二一，调整电机转速。式中，Δ CO1= CO1-COtl, AF1 = F1-F0, Qtl为t(1时刻的ACO1电机转速，Ftl为Oci时的压力检测值，Co1St1时刻的电机转速，F1为Q1时的压力检测值， ω2为t2时刻的电机转速，F2为压力设定值。与现有技术相比，本实用新型的节能数控螺旋压力机所具有的有益效果是通过 增设皮带传动连接齿轮传动，既能保证开关磁阻电机提供基速下的动力转矩，又能有效保 护电机轴。通过增设半齿轮箱，保证齿轮传动的精度，通过增设调整装置，使皮带张紧，增加 传动力矩。通过增加定位螺丝，方便调整皮带的平面度。通过增设吨位仪，将压力设定值输 入控制系统，控制系统比较压力设定值和压力实时监测值的差值，控制系统按公式计算，调 整电机转速，实现压力的精确控制。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。图2是本实用新型实施例2的结构示意图。图3是本实用新型实施例3的结构示意图。图中1、电机 2、调整板 3、转轴 4、调整螺栓 5、右立臂 6、小皮带轮 7、 皮带8、上盖板9、大皮带轮10、制动器11、小齿轮轴12、前半箱13、后半箱14、 轴承15、左立臂16、螺杆17、大齿轮18、滑块19、螺旋压力机20、开关量输出板21、触摸屏22、控制器 23、开关量输入板 24、PLC可编程控制器 25、第一螺母 26、 第一螺丝27第二螺母、28、第二螺丝29、行程开关30、吨位仪31、小齿轮、32、传动轴 33、平键34转动惯量调整圈35分段式小齿轮。
具体实施方式
如图1所示实施例1该节能数控螺旋压力机，由电机1、调整板2、转轴3、调整螺栓4、右立臂5、小皮带 轮6、皮带7、上盖板8、大皮带轮9、制动器10、小齿轮轴11、前半箱12、后半箱13、轴承14、 左立臂15、螺杆16、大齿轮17、滑块18、螺旋压力机19、开关量输出板20、触摸屏21、控制器22、开关量输入板23、PLC可编程控制器对、第一螺母25、第一螺丝沈、第二螺母27、第二螺 丝观、行程开关四和吨位仪30组成。电机输出轴连接小皮带轮6，小皮带轮6与大皮带轮 9用皮带7传动，大皮带轮9固定在小齿轮轴11上，轴端连接制动器10，小齿轮轴11通过 轴承14连接半齿轮箱，半齿轮箱由前半箱12和后半箱13组成，前半箱12和后半箱13固 定连接；传动箱包括左立臂15、右立臂5和上盖板8，右立臂5为“S”形，左立臂15底端连 接螺旋压力机19的左上端，右立臂5底端连接螺旋压力机19的右上端，上盖板8的右端连接右立臂5，上盖板8的左端连接半齿轮箱，半齿轮箱连接左立臂15的内侧；皮带张力调整 装置由调整板2、转轴3和调整螺栓4组成，电机1固定在调整板2上，调整板2滑动连接转 轴3，转轴3固定在右立臂5上，调整螺栓4安装在调整板2上并顶紧右立臂5 ；皮带平面度 调整装置设置在传动箱上，皮带平面度调整装置由第一螺母25、第一螺丝沈、第二螺母27 和第二螺丝28组成，第一螺母25安装在左立臂15上，第一螺丝沈拧紧在第一螺母25内， 第二螺母27安装在调整板2上，第二螺丝28拧紧在第二螺母27上。 第一螺母25和第一螺丝沈，第二螺母27和第二螺丝28两组中有一组可以采用支 撑板代替。齿轮传动连接半齿轮箱和螺旋压力机19，齿轮传动由小齿轮轴11、大齿轮17，大 齿轮17和小齿轮轴11啮合传动，大齿轮17连接螺旋压力机的螺杆16，电机1输出轴连接 小皮带轮6。电机1控制端接控制器22，控制器22连接PLC可编程控制器24，开关量输入板 23、吨位仪30的输出口连接PLC可编程控制器24，PLC可编程控制器M连接触摸屏21和 开关量输出板20。工作原理及工作过程如下电机1起动后，通过皮带传动和齿轮传动，驱动螺旋压力机的螺杆16做转动，皮带 传动和齿轮传动系统的转动惯量加速积蓄电机1提供的能量，螺旋压力机19利用积蓄的能 量压制工件。根据工件的工艺不同，操作人员输入电机1转速和压力设定值，该节能数控螺旋压力机的控制方法，压力设定值F2输入控制系统，控制系统比较 压力实时监测值Fp Ftl及其差值AF1和转速实时监测值ωι、Coci及其差值Δ Co1，控制系统F1AF1按公式^ = ，调整电机转速。式中，Δ ω1= CO1-COtl, AF1 = F1-F0, Otl为t(1时刻的电机转速，Ftl为Oci时的压力检测值，Co1St1时刻的电机转速，F1为Q1时的压力检测值， ω2为t2时刻的电机转速，F2为压力设定值。在增设的半齿轮箱内，先安装小齿轮轴11后，把前半箱12、后半箱13固定连接， 电机1安装在调整板2上，用调整螺栓4使调整板2绕转轴3转动，使皮带7拉紧，在触摸 屏21输入转速、压力工艺参数，按下启动按钮，PLC可编程控制器M发出开关信号松开制 动器10，电机1接到控制器22的控制信号及其转速启动信号，带动小皮带轮6转动，小皮带 轮6带动大皮带轮9转动，大皮带轮9带动小齿轮31转动，小齿轮31带动大齿轮17转动， 大齿轮17带动螺杆16转动，皮带传动和齿轮传动惯量加速积蓄电机提供的能量，螺旋压力 机19利用积蓄的能量压制工件，压制工件时的冲击力，经皮带传动传给电机1，皮带缓冲作 用减小冲击负载，有效保护电机1轴，打击结束后，电机1反转返回，行程开关四发信号给 控制系统，电机1与制动器10实施制动。参照图2实施例2对于大皮带轮较大的大型节能数控螺旋压力机，电机1与小齿轮31同侧，可有效 避免皮带过长。此种结构的右立臂5的形状不同于实施例1，是直形。为了避免小齿轮长期工作出现磨损，影响小齿轮的使用寿命，小齿轮轴可以由小 齿轮31、传动轴32和平键33组成。平键33可以是2个或3个，小齿轮31 —部分磨损后，5可转动调整小齿轮31位置，有效增加小齿轮31的寿命。为了提高生产效率，在大齿轮17端部增设转动惯量调节圈34，转动惯量调节圈 34紧固在大齿轮17端部，以调节转动惯量，达到在生产率调节时调节电机转速和压力的目 的。参照图3实施例3为了避免小齿轮长期工作出现磨损，影响小齿轮的使用寿命，小齿轮轴可以由分 段小齿轮35、传动轴32和平键33组成。分段小齿轮35为两段通过平键33与传动轴32连 接。当使用一段时间，分段小齿轮35 —部分磨损后，可以将上下互换来调整分段小齿轮35 位置，有效增加分段小齿轮35的寿命。其余同实施例1。为了提高生产效率，在大齿轮17内增设转动惯量调节圈34，转动惯量调节圈34紧 固在大齿轮17内。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同 变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实 质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保 护范围。
权利要求1.一种节能数控螺旋压力机，包括电机(1)、上传动系统、螺旋压力机(19)、制动器 (10)和控制系统，上传动系统分别连接电机(1)、螺旋压力机(19)和制动器(10)，控制系 统连接电机(1)和制动器(10)的控制端，其特征在于上传动系统包括皮带传动、齿轮传动 和起固定作用的半齿轮箱、传动箱、皮带张力调整装置和皮带平面度调整装置，设置吨位仪 (30)，吨位仪(30)安装在螺旋压力机(19)上其输出端连接控制系统。
2.根据权利要求1所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于半齿轮箱包括前半箱 (12)和后半箱(13)，前半箱(1 和后半箱(1 固定连接；传动箱包括左立臂(15)、右立 臂(5)和上盖板(8)，左立臂(15)底端连接螺旋压力机(19)的左上端，右立臂(5)底端连 接螺旋压力机(19)的右上端，上盖板(8)的右端连接右立臂(5)，上盖板(8)的左端连接半 齿轮箱，半齿轮箱连接左立臂(1 的内侧；皮带张力调整装置包括调整板O)、转轴(3)和 调整螺栓，电机(1)固定在调整板( 上，调整板( 滑动连接转轴(3)，转轴(3)固定 在右立臂(5)上，调整螺栓(4)安装在调整板(2)上并顶紧右立臂(5)；皮带平面度调整装 置设置在传动箱上，皮带平面度调整装置由第一螺母(25)、第一螺丝( )、第二螺母(XT) 和第二螺丝08)组成，第一螺母0 安装在左立臂(1 上，第一螺丝06)拧紧在第一螺 母0 内，第二螺母(XT)安装在调整板( 上，第二螺丝08)拧紧在第二螺母(XT)上。
3.根据权利要求2所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于皮带张力调整装置安装 在左侧，转轴(3)固定在左立臂(15)上，调整螺栓(4)安装在调整板(2)上并顶紧左立臂 (15)。
4.根据权利要求1所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于齿轮传动连接半齿轮箱 和螺旋压力机(19)，齿轮传动包括小齿轮轴、大齿轮(17)，大齿轮(17)和小齿轮轴啮合传 动，大齿轮(17)连接螺旋压力机的螺杆(16)，电机输出轴连接皮带传动的输入端，皮带传 动的输出端固定在小齿轮轴上，轴端连接制动器(10)，小齿轮轴通过轴承(14)连接半齿轮 箱。
5.根据权利要求4所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于小齿轮轴是一体式或齿 轮组合式或分段齿轮组合式，齿轮组合式包括小齿轮(31)、传动轴(3 和平键(33)，小齿 轮(31)通过平键(3 固定连接传动轴(32)，传动轴(3 通过轴承(14)连接小齿轮箱。
6.根据权利要求5所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于分段齿轮组合式包括分 段小齿轮(35)、传动轴(3 和平键(33)，分段小齿轮(3 通过平键(3 固定连接传动轴 (32)，传动轴(32)通过轴承(14)连接小齿轮箱。
7.根据权利要求4所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于大齿轮(17)是一体式或 调节式。
8.根据权利要求7所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于调节式是在大齿轮(17) 上增设转动惯量调节圈(34)，转动惯量调节圈(34)设置在大齿轮(17)的端部或大齿轮 (17)内。
9.根据权利要求1所述的节能数控螺旋压力机，其特征在于转动惯量调节圈(34)是 一体式或组合式，组合式由多片组合而成。专利摘要一种节能数控螺旋压力机及控制方法，属于机械工业设备领域。上传动系统包括皮带传动、齿轮传动和起固定作用的半齿轮箱、传动箱、皮带张力调整装置和皮带平面度调整装置，设置吨位仪(30)，吨位仪(30)安装在螺旋压力机(19)上其输出端连接控制系统。所述的控制方法是通过增设吨位仪，将压力设定值输入控制系统，控制系统比较压力设定值和压力实时监测值的差值，控制系统按公式计算，调整电机转速，实现压力的精确控制。与现有技术相比，具有既能保证压力的精确控制，又能有效保护电机轴等优点。
文档编号B30B15/14GK201824566SQ20102053075
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者赵婷婷 申请人:山东理工大学, 山东科汇电力自动化有限公司