螺旋压力机简介

科技创新与应用ｌ　２０１３年第１９期　应用科技　筒述螺旋压力机的发展历程　王坤宋　（中国第一重型机械股份公司重型装备制造分厂，黑龙江齐齐哈尔１６１０４２）　摘要：对于压力机的发展，各类螺旋压力机在发展特性以及工作的现状和动向上面都各有不同。文章主要通过对螺旋压力机　的整个发展的趋向做出了分析，通过比较和论证提出大吨位的螺旋压力机在发展上应当适当的受到限制，而离合器压力机以及　新型的伺服驱动的螺旋压力机则应当得到相应的发展。　关键词：螺旋压力机；特点；发展；趋向　１发展　压力机的发展由来已久，从很早很早以前的欧洲就开始使用木　质的螺旋压力机了，这种古老的设备是机械设备成型较早的一种，　历史悠久。早期的螺旋压力机主要被用作压制葡萄汁或者是橄榄　油。十五世纪的德国人根据螺旋压力机的原理，在此基础上进行改　进和发挥造出了螺旋印刷机，这两种机械就成为了后来的各种压力　机的原型。所以，在欧洲的语言中，印刷以及压力这两个词语在词根　上也是彼此相同的。后来，意大利人在十六世纪使用压力机开始制　作金属制品，诸如艺术品以及硬币。一直到了十九世纪中期，蒸汽机　的出现才有了以蒸汽为动力的机械压力机。　在工业生产中最早使用的就是通过摩擦盘传递的动力，这种摩　擦压力机是于十九世纪初被广泛使用的，首个有关摩擦压力机的专　利是得过于１８７７年公布的。在工作性能上摩擦压力机较为可靠，且　在结构上也简单便捷，所以到今天，这种机械设备还是受到人们的　青睐。但是缺点就是效率太低，在摩擦传动的过程中会损失掉很多　的能量，总的动能利用率大约只有一半，而总效率则最多只能达到　总能量的四分之一。所以人们一直以来都是努力的对其进行改进想　要寻求一个可以提高工作效率的办法，改进的主要目标就是首先要　对传动效率进行改进，降低不必要的耗能；其次，则是对设备的吨位　进行提高，这是对其工作能力的改进；最后，则是对机械控制打击能　量上的精度以及自动化的操作程度上。螺旋压力机总体开始快速发　展是在二十世纪，整个二十世纪的初期，液压式的螺旋压力机开始　得到研制，人们致力于将其投入工业的生产中，三十年代，电动式的　螺旋压力机开始被前苏联研制出来；到了四十年代末期螺旋式的压　力机被投入到工业中使用；五十年代末期，德国也开始生产电动压　力机；到了七十年代的末期，德国已经研制出了离合器式的螺旋压　力机，这种设备是由新佩坎公司研发出的。而到了二十世纪的末期，　伺服驱动的电动压力机也由日本问世。即便是进入到了新世纪，螺　旋压力机仍旧生机盎然，蓬勃发展，并且还在向着更多地品种和更　齐全的规格以及自动化程度更高的方向发展。其发展必然会继续为　人类社会的进步作出更多。　２几种典型的螺旋压力机　２．１摩擦压力机　螺旋压力机在现代工业中的应用非常广泛，主要就是以其简单　的结构以及低廉的价格作为主要的优势，其使用历史由来已久，可　以追溯到二百年前。并且其应用行业也很广泛，除了在锻压领域中　应用广泛之外，还能够应用到建材行业。摩擦压力机在使用中的主　要问题就在于电动机在带动摩擦盘进行告诉的转动后，飞轮会和摩　擦盘之间出现打滑现象，这种现象是由于飞轮需要在循环中改变旋　转的方向。这样在传动效率上就会受到影响，并且摩擦带也会由于　打滑而出现磨损。这一问题的改进从上个世纪就开始被人们关注，　先后出现了双电机驱动的压力机，以及三盘式的压力机。并且在工　作以及回程上，摩擦盘的速度特性不同，所以，飞轮以及摩擦盘的滑　动速度就得到了控制，设备在性能的稳定性上有了一定的提高。但　是，在结构以及操作上就会相对的增加了复杂性，所以，制造以及维　修费用也有了一定的提高，因此应用并未推广。　摩擦压力机的吨位不大，并且效率不高打击力度的控制无法做　到很精确，但是在造价上具有着别的设备无法达到的优势，所以，一　般在中小吨位的机械应用中十分受到人们的青睐，目前中小吨位的　压力机仍是摩擦压力机压力机作为主导。　２．２液压螺旋压力机　与摩擦传动相比，液压传动有更高的效率。油泵的总效率在　７０％～８０％左右，而柱塞泵更可达到９Ｏ％（以上，还可利用蓄能器储存　减速制动时的能量。人们在上世纪２０年代就开始研制液压螺旋压　力机，以求发展更大吨位的设备。１９８４年美国公司研制成功　——２９４——　６３００ＫＮ样机，１９７２年德国公司制造了当时世界最大的６３００ＫＮ压　力机，设计吨位则达到２５００００ＫＮ。液压螺旋压力机按驱动方式有两　种一液压缸驱动（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，其加速传动效率可达６０％～７０％。此外，系统　工作寿命大大提高，据德国公司４００００ＫＮ压力机连续工作６年，没　换过油泵和马达，没出现过故障。但与摩擦压力机相比，结构复杂，　维修成本也更高些。　２．３电动螺旋压力机　直接用电动机转子来代替飞轮，或通过齿轮或皮带带动飞轮旋　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。但由于电机长期处于正一反转和启动一　停止工作状态，发热十分严重，温升达１２０度。　２．４离合器式螺旋压力机　具有很大惯性飞轮的频繁正反转是螺旋压力机效率不高的主　要原因，因为在加速减速及制动过程中会消耗大量能量。如果能像　曲柄压力机一样，飞轮无需换向，效率就可以大大提高了。基于这一　思想，德国辛佩坎公司在１９７９年研制成功离合器式螺旋压力机，在　飞轮与螺杆之间靠离合器来连接，与曲柄压力机相似。飞轮在工作　过程中始终向一个方向旋转，无须停止和反向，其尺寸和转动惯量　可远大于普通摩擦压力机。　３螺旋压力机的新进展　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人了工业应用阶段，与直流　伺服驱动相比，表现出极大的优越性。上世纪末，发达工业国家开始　将这一技术应用于成形设备。日本公司在不久前声称在世界上首次　开发成功交流伺服电机驱动的螺旋压力机。它有两种传动方式，一　种是将扁平型伺服电机直接安装在螺杆上；另一种则是通过皮带带　动飞轮旋转。由于采用交流伺服驱动，它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。该产品获得２００１，年日本第３１届新机械技术　奖，目前的最大吨位为１６０００ＫＮ，安装有两台１００ＫＷ的伺服电机。　４结束语　高能耗的摩擦式压力机虽然在控制上精度不算很高，但是由于　其造价低并且结构简单，所以在我国的机械制造业中还是应用十分　广泛的，并且市场前景仍旧很好。但是同目前提倡的节能口号有些　不相适应，所以对其发展应当给予相应的控制，尤其是对于吨位较　大的摩擦压力机，由于吨位的原因，其能耗会更高。离合器式的螺旋　压力机在目前来说能够解决一些摩擦压力机能耗高一级吨位的问　题，在效率上较高，并且打击力度较大，且精度也较容易控制等等，　这些优点是目前市场上所使用的大吨位的压力机所要发展的一个　趋势。并且目前来说，电子电气以及计算机和电机科技的发展，使得　螺旋压力机的结构也有了很大的改变，并且发展的空间更大，不但　可以更加精确的对其精度予以控制，更能在离合器以及制动器的能　耗上有所突破，因为这些部件的去除使得能耗进一步的减少。所以　其发展的前景很好，会得到社会的关注。并且在螺旋压力的自动化　发展上会进一步，使得在更加精准的前提先，提高打击的的力度、速　度以及位置。使得设备的使用更加的方便，这就是螺旋压力机在今　后的方向。

锻压技术２００２年第２期　

高能螺旋压力机离合器功能分析　

【ｊ东入学　料　．程　院（２５０［）６］）　郝滨海　张勇　夏思淝　

摘要对高能螺旋　力机离合器的功能进行了分析，基于计算机模拟的结果，指出Ｊ　Ｊｔ结构　所存在的问题，对该机型的改进设计和合理使用有一定的意义。　关键词　高能螺旋压力机离合器计算机模拟功能分析　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｌｕｔｃｈ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｓｃｒｅｗ　ｐｒｅｓｓ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｈａｏ　Ｂｉｎｈａｉ　Ｚｈａｎｇｙｏｎｇ　Ｘｉａｓｉｆｅｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｃｌｕｔｃｈ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｓｃｒｅｗ　ｐｒｅｓｓ　ｉｓ　ａｎａｌｙｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｗｅ　ｈａｖｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔａｇｅ　ｉｎ　ｉｔｓ　ｏｖｅｒｌｏａｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ　ｗｉｌｌ　ｈｅｌｐ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｄｅ　ｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｍａｋｅ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｃｒｅｗ　ｐｒｅｓｓ　Ｃｌｕｔｃｈ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

２０世纪７０年代末推出的离合器式高能螺旋压　力机以其打击能量大、落下部分加速性能好、打击　次数高等优点受到世人的关注。专家们曾预测，它　＊男．１９岁，副教授　收稿ｒｊ期：２００ｌ　０３　１８　将会成为２ｌ世纪螺旋压力机的主要机型。各国同仁　纷纷效仿、研究、开发此种机型。然而最近几年来，　生产现场发现该机能量消耗大；螺杆与螺母磨损严　重，有个别压力机甚至出现螺纹断裂的现象，引起　人们对其发展前景的怀疑，国外有些厂家开始对这　种机型的前途丧失信心。再加上它比普通螺旋压力　机的结构要复杂，加工精度要求高，造价不菲，所　以准备放弃这种机型的生产。　

ｌ蚕翟目．型避　

新型卧式螺旋压力机的设计与应用　

大连开发区永诚机电有限公司　（辽宁１１６６００）　吴成玉　

为了提高载重汽车的运载能力，国内各汽车厂生产　

的ｌＯｔ以上载重（含自卸）汽车驱动轴前侧增设了悬挂　平衡轴结构，安装在后支承轴轮系与驱动轴轮系之间，　

以起到使车架和车轮受力均衡的作用。其中，悬挂平衡　

轴的ｕ形结构设计是为了使联接驱动轴轮系的传动轴通　过，此种ｕ形悬挂平衡轴是根据汽车载重能力大小与车　架宽窄形成系列化、标准化汽车部件，一般由专业生产　

厂家直接提供，但对无大型四柱压力机的中小企业，若　

承担生产大批量￣ｂ９Ｏｍｍ　Ｘ　１３００ｍｍ材质为４ＯＣｔ的ｕ形　平衡轴（见图１）是很困难的。但这又是长期能与汽车　行业协作配套的重要产品，其发展前景非常广阔，因此　公司决定组织厂内科技人员自行设计制造。经过参观考　

察相关行业，公司取得了一些可靠的经验及数据，并成　功研制出性能可靠、结构新颖的卧式螺旋压力机。经过　十多年大批量生产实践证明，此卧式螺旋压力机具有独　

特的实用价值。　

图１　Ｕ形平衡轴坯　１．结构特点及性能参数　

该机主要由电动机、齿轮减速机、蜗轮减速机、花　键式螺旋主轴、铜螺母、压头、定模、底架及控制开关　

等部件组成（见图２）。　主要性能参数：热压能力３００ｔ，生产率１０根／ｈ，　

压头行程８００～ｌＯ００ｍｍ，齿轮减速机速比ｉ　＝４，蜗轮　减速机速比ｉ　＝７．３５，皮带轮传动速比ｉ　＝２，总速比　

ｉ＝５８．８，螺旋主轴转数２５ｒ／ｍｉｎ，电动机功率ｌ８．５ｋＷ，　电动机速率ｔ４７０ｒ／ｍｉｎ。　

２．操作工艺原理及使用效果　

（１）操作工艺原理定模凸形铁固定在底架的端板　

凹兰　！　箜丝塑垫　堡　箜堕　ＷＷＷ．ｍｅｔａ１ｗｏｒｋｉｎｇ１９５０．ｃｏｍ　参磊　工热加工　图２　１．电动机２．三角皮带钻３．齿轮减速机４．涡轮减速机　５．压力轴承室６．内芯钻轴７．螺旋轴８．底架　９．铜螺母１Ｏ．托板１１．压头ｌ２．定模　ｌ３．Ｖ形轴坯１４．定模靠板　上，将加热到锻造温度的￣ｂ９Ｏｍｍ圆钢从反射炉中取出，　

螺旋压力机操作规程

操作者必须经过培训，并通过考核合格后方可操作本设备。

一、准备：

1、仔细阅读交班记录，了解上一班工作情况，准备好工作所需的工装器具。

2、检查设备及工作场地是否清扫、擦试干净，确保设备床身、工作台面、导轨以及其它主要滑动面上无障碍物、杂质等。

3、检查各安全防护装置（防护罩、限位开关、限位档铁、电气接地、保险装置等）应齐全完好、安装正确可靠。

4、检查各主要零、部件以及紧固件有无异常松动现象。

二、开机： 系统上电

1、 旋转控制柜按钮面板电源钥匙旋钮开关（电源指示灯亮）。此时，PLC系统、润滑系统和液压顶料系统启动。

2、 按下面板“主电机启动”按钮变频器上电，按下面板“主电机停止”按钮变频器断电。因此按下按钮后需等待几秒钟后再执行点动或打击等运动操作。

3、 检查管道阀门及其它装置应完好无泄漏，确保气压达到0.4MPa，满足制动器气缸动作要求（要求0.4~0.6MPa）。

4、 检查压力机刹车是否正常运行，刹车板能否快速抬起和抱闸。

5、 检查各润滑部系统是否正常运行，是否有缺油、漏油、甩油和堵塞现象。

6、 检查液压顶料系统是否正常运行，油缸和液压站是否有缺油、漏油等现象，顶料杆能否正常顶出和退回。

7、 检查滑块上限位和滑块中限位传感器信号是否正常，检测滑块上缓冲铝柱是否紧固。

8、 检查测量滑块位移和速度的编码装置的连轴节是否完好和紧固，测量结果是否准确（可通过观察触摸屏显示位移和尺子实测位移对比）。

三、调整操作

1、旋转按钮面板“调整/一打/二打”模式旋钮开关至调整模式（调整指示灯亮）。

2、通过面板“上行”“下行”按钮实现滑块的上下点动调整，点动运行为较缓慢的恒速控制。

3、进行模具调整或设备检查和维护时务必将压力机切换为“调整模式”并放置安全拴柱类物品于工作台垫块和滑块下平面之间，确保人身和设备安全。

四、打击操作

．系统上电或模具调整后必须先执行合模对零，否则禁止打击。