一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機

《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》涉及一種具有蝸桿機構(gòu)的機械壓力機，尤其涉及一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機。

機械壓力機上模調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由電機驅(qū)動蝸輪蝸桿機構(gòu)組成，蝸輪蝸桿機構(gòu)可以自鎖是確保壓力機安全運行和沖壓精度的重要手段。蝸輪蝸桿機構(gòu)是用來實現(xiàn)較大減速比，同時在一定條件下可以獲得自鎖能力的一種裝置。蝸輪蝸桿構(gòu)的自鎖能力與蝸桿導(dǎo)程角（γ₁）有直接關(guān)系，γ₁越大自鎖能力越差，但是傳動效率越高?！爱?dāng)γ₁小于當(dāng)量摩擦角（φ_v）時機構(gòu)反行程可以實現(xiàn)自鎖，只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能用蝸輪帶動蝸桿”（引用“機械原理（第六版）西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室編，高等教育出版社”）。在設(shè)計上模調(diào)節(jié)系統(tǒng)中蝸輪蝸桿機構(gòu)時要盡量獲得高的傳動效率，同時也要保證蝸桿有自鎖能力，此時就需要附加一些鎖緊裝置來幫助蝸桿實現(xiàn)自鎖。

圖1是《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》較佳實施方式提供的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要符號說明：氣源1、截止閥2、氣源三聯(lián)件3、二位三通電磁換向閥4、壓力繼電器5、活塞6、摩擦片7、軸承座8、導(dǎo)向鍵9、彈簧10、螺母11、蝸輪12、蝸桿13、箱體座14。

2020年7月17日，《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》獲得安徽省第七屆專利獎優(yōu)秀獎。 2100433B

《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》包括氣源1、截止閥2、氣源三聯(lián)件3、二位三通電磁換向閥4、壓力繼電器5、活塞6、摩擦片7、軸承座8、導(dǎo)向鍵9、彈簧10、螺母11（該發(fā)明采用調(diào)整螺母）、蝸輪12、蝸桿13、箱體座14?；钊?收容在該箱體座14內(nèi)，能在該箱體座14內(nèi)做往返直線行程。軸承座8固定在該箱體座14的一端將該活塞6限位在該箱體座14內(nèi)，該活塞6與該軸承座8形成氣缸。蝸桿13的一端收容在該箱體座14內(nèi)，其另一端依次經(jīng)由該活塞6、該軸承座8延伸出該箱體座14，以方便與外部傳動件連接。該蝸桿13與該軸承座8的軸線、該活塞6的直線行程平行，該蝸桿13與該活塞6滑動連接。該蝸桿13上可固定導(dǎo)向鍵9用于對該活塞6進行導(dǎo)向。

蝸輪12與該蝸桿13傳動連接。氣源1用于通過向該氣缸內(nèi)充入高壓氣體推動該活塞6，該氣源1與氣源三聯(lián)件3連通，氣源三聯(lián)件3對氣源1的氣體進行過濾、減壓、油霧。該氣源三聯(lián)件3與該氣源1之間的氣路上可設(shè)置截止閥2，以便于管控氣源1。二位三通電磁換向閥4安裝在氣源三聯(lián)件3與該氣缸之間的氣路上，二位三通電磁換向閥4與該氣缸之間的氣路上可安裝壓力繼電器5，壓力繼電器5用于監(jiān)測氣缸內(nèi)的氣壓。摩擦片7固定在該活塞6上，并位于該活塞6與該軸承座8之間，螺母11安裝在該蝸桿13上，且收容在該箱體座14內(nèi)并位于該活塞6遠離該軸承座8的一側(cè)。

彈簧10套設(shè)在該蝸桿13上，其因受壓而一端抵持于該活塞6，另一端抵持于該螺母11。箱體座14與軸承座8通過螺釘連接在一起形成一個固定的支座。該發(fā)明的蝸桿13具有制動狀態(tài)以及松開狀態(tài)。制動狀態(tài)：二位三通電磁換向閥4斷電排氣，摩擦片7與活塞6通過螺釘緊固在一起，在彈簧10的推動下壓緊軸承座8，此時活塞6在摩擦力的作用下無法轉(zhuǎn)動，蝸桿13通過導(dǎo)向鍵9與活塞6連接在一起，無法轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)蝸桿13自鎖。松開狀態(tài)：通過氣源1進氣，截止閥2處于打開狀態(tài)，氣源三聯(lián)件3對氣體進行過濾、減壓、油霧，二位三通電磁換向閥4得電，氣路接通，向活塞6和軸承座8形成的缸體內(nèi)充入高壓氣體推動活塞6向右運動，摩擦片7與軸承座8脫開，活塞6通過導(dǎo)向鍵9與蝸桿13連接在一起，蝸桿13在外界驅(qū)動扭矩的作用下可以帶動蝸輪12和活塞6一起轉(zhuǎn)動。

壓力繼電器5監(jiān)測活塞6和軸承座8形成的缸體內(nèi)的氣壓，氣源三聯(lián)件3中帶有壓力表顯示。當(dāng)壓力位零時，說明摩擦片7處于貼合狀態(tài)，蝸桿13自鎖。當(dāng)壓力大于一定值時，說明摩擦片7處于脫開狀態(tài)，蝸桿13可以轉(zhuǎn)動。在本實施方式中，該螺母11為調(diào)整螺母，其用于沿該蝸桿13的延伸方向左右調(diào)節(jié)來控制彈簧10對活塞6的壓緊力。

一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機專利目的

為了解決機械壓力機上模調(diào)節(jié)系統(tǒng)中蝸桿機構(gòu)不能自鎖問題。《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》有必要提供一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機。

一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機技術(shù)方案

《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》包括：箱體座；活塞，其收容在該箱體座內(nèi)，能在該箱體座內(nèi)做往返直線行程；軸承座，其固定在該箱體座的一端將該活塞限位在該箱體座內(nèi)，該活塞與該軸承座形成氣缸；蝸桿，其一端收容在該箱體座內(nèi)，其另一端依次經(jīng)由該活塞、該軸承座延伸出該箱體座，該蝸桿與該軸承座的軸線、該活塞的直線行程平行，該蝸桿與該活塞滑動連接；蝸輪，其與該蝸桿傳動連接；氣源，其通過向該氣缸內(nèi)充入高壓氣體推動該活塞；二位三通電磁換向閥，其安裝在該氣源與該氣缸之間的氣路上；摩擦片，其固定在該活塞上，并位于該活塞與該軸承座之間；螺母，其安裝在該蝸桿上，且收容在該箱體座內(nèi)并位于該活塞遠離該軸承座的一側(cè)；彈簧，其套設(shè)在該蝸桿上，其因受壓而一端抵持于該活塞，另一端抵持于該螺母；其中，蝸桿具有制動狀態(tài)以及松開狀態(tài)，制動狀態(tài)：二位三通電磁換向閥斷電排氣，摩擦片通過活塞在彈簧的推動下壓緊軸承座，使活塞在摩擦力的作用下無法轉(zhuǎn)動，與活塞固定在一起的蝸桿無法轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)蝸桿自鎖；松開狀態(tài)：二位三通電磁換向閥得電，整個氣路接通，氣缸通過氣源進氣，氣缸內(nèi)充入高壓氣體推動活塞做朝遠離軸承座的方向移動，摩擦片在活塞的帶動下與軸承座脫開，蝸桿能在外界驅(qū)動扭矩的作用下帶動蝸輪和活塞一起轉(zhuǎn)動。

作為上述方案的進一步改進，該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括氣源三聯(lián)件，氣源三聯(lián)件位于該氣源與該二位三通電磁換向閥之間的氣路上對氣源的氣體進行過濾、減壓、油霧。優(yōu)選地，該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括截止閥，該截止閥位于該氣源三聯(lián)件與該氣源之間的氣路上。優(yōu)選地，該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括壓力繼電器，該壓力繼電器位于該二位三通電磁換向閥與該氣缸之間的氣路上，壓力繼電器用于監(jiān)測氣缸內(nèi)的氣壓，當(dāng)壓力為零時，摩擦片與軸承座處于貼合狀態(tài)，蝸桿自鎖；當(dāng)壓力大于一定值時，摩擦片與軸承座處于脫開狀態(tài)，蝸桿可以轉(zhuǎn)動。作為上述方案的進一步改進，該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括導(dǎo)向鍵，該導(dǎo)向鍵固定在該蝸桿上用于對該活塞進行導(dǎo)向。作為上述方案的進一步改進，該螺母為調(diào)整螺母，其用于沿該蝸桿的延伸方向左右調(diào)節(jié)來控制彈簧對活塞的壓緊力。綜上所述，該發(fā)明通過氣路上的二位三通電磁換向閥的斷氣、通氣和彈簧的彈力來控制活塞和摩擦片的左右運動，摩擦片貼合后處于制動狀態(tài)，蝸桿實現(xiàn)自鎖，確保壓力機安全運行和沖壓精度，摩擦片脫開后蝸桿可以轉(zhuǎn)動，機械壓力機的上模調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以運行，制動狀體可以通過壓力繼電器遠程監(jiān)控，與壓力機中其它動作實現(xiàn)聯(lián)鎖。

一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機改善效果

《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》結(jié)構(gòu)緊湊，驅(qū)動電機不需要制動電機，節(jié)省了安裝空間，對于壓力機滑塊較小時尤為實用。同時也可以廣泛使用在有自鎖要求的設(shè)備中。制動力的大小可以通過調(diào)整螺母左右調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，有效保證了制動效果。

1.《一種蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機》包括：箱體座；活塞，其收容在該箱體座內(nèi)，能在該箱體座內(nèi)做往返直線行程；軸承座，其固定在該箱體座的一端將該活塞限位在該箱體座內(nèi)，該活塞與該軸承座形成氣缸；蝸桿，其一端收容在該箱體座內(nèi)，其另一端依次經(jīng)由該活塞、該軸承座延伸出該箱體座，該蝸桿與該軸承座的軸線、該活塞的直線行程平行，該蝸桿與該活塞滑動連接；蝸輪，其與該蝸桿傳動連接；氣源，其通過向該氣缸內(nèi)充入高壓氣體推動該活塞；其特征在于：該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括：二位三通電磁換向閥，其安裝在該氣源與該氣缸之間的氣路上；摩擦片，其固定在該活塞上，并位于該活塞與該軸承座之間；螺母，其安裝在該蝸桿上，且收容在該箱體座內(nèi)并位于該活塞遠離該軸承座的一側(cè)；彈簧，其套設(shè)在該蝸桿上，其因受壓而一端抵持于該活塞，另一端抵持于該螺母；其中，蝸桿具有制動狀態(tài)以及松開狀態(tài)，制動狀態(tài)：二位三通電磁換向閥斷電排氣，摩擦片通過活塞在彈簧的推動下壓緊軸承座，使活塞在摩擦力的作用下無法轉(zhuǎn)動，與活塞固定在一起的蝸桿無法轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)蝸桿自鎖；松開狀態(tài)：二位三通電磁換向閥得電，整個氣路接通，氣缸通過氣源進氣，氣缸內(nèi)充入高壓氣體推動活塞做朝遠離軸承座的方向移動，摩擦片在活塞的帶動下與軸承座脫開，蝸桿能在外界驅(qū)動扭矩的作用下帶動蝸輪和活塞一起轉(zhuǎn)動。

2.如權(quán)利要求1所述的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機，其特征在于：該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括氣源三聯(lián)件，氣源三聯(lián)件位于該氣源與該二位三通電磁換向閥之間的氣路上對氣源的氣體進行過濾、減壓、油霧。

3.如權(quán)利要求2所述的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機，其特征在于：該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括截止閥，該截止閥位于該氣源三聯(lián)件與該氣源之間的氣路上。

4.如權(quán)利要求2或3所述的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機，其特征在于：該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括壓力繼電器，該壓力繼電器位于該二位三通電磁換向閥與該氣缸之間的氣路上，壓力繼電器用于監(jiān)測氣缸內(nèi)的氣壓，當(dāng)壓力為零時，摩擦片與軸承座處于貼合狀態(tài)，蝸桿自鎖；當(dāng)壓力大于一定值時，摩擦片與軸承座處于脫開狀態(tài)，蝸桿可以轉(zhuǎn)動。

5.如權(quán)利要求1所述的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機，其特征在于：該蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機還包括導(dǎo)向鍵，該導(dǎo)向鍵固定在該蝸桿上用于對該活塞進行導(dǎo)向。

6.如權(quán)利要求1所述的蝸桿機構(gòu)可自鎖的機械壓力機，其特征在于：該螺母為調(diào)整螺母，其用于沿該蝸桿的延伸方向左右調(diào)節(jié)來控制彈簧對活塞的壓緊力。

自鎖機構(gòu)在機械工程領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

在這不介紹利用機械效率小于零的條件來判斷機構(gòu)自鎖，而采用利用運動副的自鎖條件來判別機構(gòu)的自鎖。其理論依據(jù)是：一個具體的單自由度機構(gòu)中，只要有一個運動副發(fā)生自鎖，該機構(gòu)則發(fā)生自鎖。這樣，不僅概念清楚，而且簡化了自鎖機構(gòu)的分析與設(shè)計過程。