螺旋壓力機原理

電動螺旋壓力機的基本工作原理

電機驅(qū)動螺旋壓力機的飛輪、套軸與螺母一起頻繁正反轉(zhuǎn)運動，螺母與螺桿形成運動付，螺母驅(qū)動螺桿和滑塊上下運動，產(chǎn)生打擊力。以PLC為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計有幾個工作程序段，各程序段的打擊速度可以通過對應(yīng)的電氣進行調(diào)節(jié)；各程序段的打擊次數(shù)可以通過對應(yīng)的計數(shù)器進行設(shè)置。可采集壓力機各瞬間工作狀態(tài)進行邏輯判定，完成對電機控制和制動、進出料裝置的控制、氣動出模控制。配以對應(yīng)各類工件的進出料裝置，壓力機可實現(xiàn)全自動工作。

螺旋壓力機無固定下死點，對較大的模鍛件，可以多次打擊成形，可以進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時打擊力小，變形?。ㄈ缋鋼簦r打擊力大。在這些方面，它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低（約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10）,打擊力通過機架封閉，故工作平穩(wěn)，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。螺旋壓力機裝有打滑保險機構(gòu)，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi)，以保護設(shè)備安全。

用螺桿、螺母作為傳動機構(gòu)，并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運動的鍛壓機械。工作時，電動機使飛輪加速旋轉(zhuǎn)以儲蓄能量，同時通過螺桿、螺母推動滑塊向下運動。當(dāng)滑塊接觸工件時，飛輪被迫減速至完全停止，儲存的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能，通過滑塊打擊工件，使之變形。打擊結(jié)束后，電動機使飛輪反轉(zhuǎn)，帶動滑塊上升，回到原始位置。螺旋壓力機的規(guī)格用公稱工作力來表示。

螺旋壓力機通常由電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn)，所以這種壓力機又稱摩擦壓力機，中國最大的摩擦壓力機為25兆牛。更大規(guī)格的螺旋壓力機用液壓系統(tǒng)驅(qū)動飛輪，稱為液壓螺旋壓力機,最大規(guī)格的有125兆牛。后來又出現(xiàn)用電機直接驅(qū)動飛輪的電動螺旋壓力機，它的結(jié)構(gòu)緊湊，傳動環(huán)節(jié)少，由于換向頻繁，對控制電器要求較高，并需要特殊電機。

螺旋壓力機主要應(yīng)用于進行各種高、中、低檔耐火材料的成型產(chǎn)品加工，或各種金屬材料產(chǎn)品的加工成型（冷、熱鍛加工，薄鍛件的冷鍛，鑄造鍛造）。

一般螺旋壓力機的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等多種鍛壓機械的作用，萬能性強，可用于模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外，螺旋壓力機，特別是摩擦壓力機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，所以應(yīng)用廣泛。螺旋壓力機的缺點是生產(chǎn)率和機械效率較低。

螺旋壓力機可分為兩種方式，一種是向螺栓上施加扭矩而產(chǎn)生靜壓的方式，另一種是通過螺栓上固定飛輪的旋轉(zhuǎn)能量集中一次用于成型的方式。

只要是通過螺旋結(jié)構(gòu)使滑塊產(chǎn)生上下成型扭矩的壓力機，均視為螺旋壓力機的一種。

螺旋壓力機起源于公元15世紀的德國，有個叫約翰·唐地貝格的人發(fā)明了一種活字印刷機，涂上油墨的活字板通過螺旋裝置被壓摁在紙上。這種機器被當(dāng)作榨葡萄和橄欖油的木制螺栓壓榨機來使用，可以說是所有壓力機械的起源。它采用的是逐步花時間壓縮的施加靜壓方式。

在歐洲的博物館中，同樣陳列有通過靜壓進行熱鍛造的螺旋壓力機。據(jù)推測是在中世紀，用于制造城市及教會的鋼制門窗及五金部件的。

后來的鍛造用螺旋壓力機，發(fā)展到可在外螺栓軸上端安裝轉(zhuǎn)輪，采用飛輪方式蓄積能量進行驅(qū)動。

最初是人力操作旋轉(zhuǎn)飛輪，后來因為這樣效率低、人工工作強度大，人們在機械上部安裝了2片可以持續(xù)運轉(zhuǎn)的摩擦盤，成功地通過連桿將牛皮纏繞在飛輪上，使其相互接觸運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力。這便是摩擦螺旋壓力機，采用的是摩擦驅(qū)動方式。

摩擦螺旋壓力機在早期是操作工人用手動方向盤操縱連桿控制的，滑塊上下移動和加壓力的強弱程度完全依賴于操作工人的熟練程度。

后來連桿方式消失，取而代之的是通過油壓或空壓氣缸與繼電器控制的按鍵開關(guān)和腳踏板來操作的方式。

再后來采用了通過編碼裝置直接感知滑動速度，來進行加壓能量控制的方式。

此外，驅(qū)動方式不僅限于摩擦離合器方式，人們還開發(fā)了油壓馬達驅(qū)動、電動馬達直接驅(qū)動、開關(guān)磁阻電機驅(qū)動、永磁同步伺服電機驅(qū)動等多種方式。 其中用采用永磁同步伺服電機驅(qū)動的數(shù)控壓力機在替代摩擦壓力機和進行摩擦壓力機改造方面都獲得了很好的效果。

第一代電動螺旋壓力機，采用開關(guān)磁阻電機，編碼器；

第二代電動螺旋壓力機，采用步進電機，編碼器；

第三代電動螺旋壓力機，采用同步伺服電機，伺服控制器，