一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用多邊布局，每套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一臺(tái)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)小帶輪、傳動(dòng)帶與大帶輪連接，大帶輪外側(cè)與制動(dòng)器連接，內(nèi)側(cè)與行星齒輪減速器的輸入端連接；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用兩套肘桿機(jī)構(gòu)，每套肘桿機(jī)構(gòu)由曲軸、三角形連桿、上肘桿和下肘桿連接構(gòu)成，四臺(tái)行星齒輪減速器的輸出端分別與兩根曲軸的兩端連接，三角形連桿的一端直接套在曲軸上，上端通過(guò)上肘桿連接在熱模鍛壓力機(jī)的上橫梁上，下端下肘桿、導(dǎo)向柱塞式連桿與滑塊連接，本發(fā)明能夠顯著降低鍛壓所需要的扭矩，同時(shí)降低對(duì)電機(jī)功率的要求，提高了熱模鍛壓力機(jī)的承載能力和工作效率。
【專利說(shuō)明】 —種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)可以對(duì)鍛壓過(guò)程實(shí)現(xiàn)伺服控制，是借助模具實(shí)現(xiàn)金屬毛坯熱成形的先進(jìn)的鍛造設(shè)備。普通模鍛、偏心模鍛和擠壓等金屬型材的各種熱模鍛工藝都可以在熱模鍛壓力機(jī)上完成。熱模鍛壓力機(jī)是目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的模鍛設(shè)備。隨著我國(guó)機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高性能鍛件的需求量越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)模鍛設(shè)備的節(jié)能化、伺服化、精密化要求越來(lái)越高。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的熱模鍛壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)陳舊。傳統(tǒng)的熱模鍛壓力機(jī)性能較差，生產(chǎn)率低，鍛件精度低，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)模鍛設(shè)備的節(jié)能化、伺服化、精密化的要求。采用新型伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)熱模鍛壓力機(jī)的電磁伺服直驅(qū)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。這種電磁伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)去掉了傳統(tǒng)熱模鍛壓力機(jī)中的核心部件——?dú)鈩?dòng)摩擦離合器，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)明顯降低，工業(yè)實(shí)際推廣前景巨大。但是，由于不再使用大飛輪和離合器等裝置，目前的伺服壓力機(jī)對(duì)電機(jī)功率、扭矩等要求較高，如果不改進(jìn)原有的傳動(dòng)系統(tǒng)而直接采用伺服電機(jī)將會(huì)導(dǎo)致壓力機(jī)成本的大幅上升。由于伺服電機(jī)技術(shù)的限制，能夠投入使用的伺服電機(jī)功率較小，遠(yuǎn)不能滿足目前大噸位熱模鍛壓力機(jī)對(duì)伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的要求。此外，伺服電機(jī)的價(jià)格昂貴，伺服電機(jī)的功率越大，價(jià)格越高，這就導(dǎo)致了很多廠家在實(shí)際生產(chǎn)中不敢選用大功率的伺服電機(jī)。目前，對(duì)于大噸位的熱模鍛壓力機(jī)，很多技術(shù)人員花費(fèi)了大量精力來(lái)研究傳動(dòng)系統(tǒng)以降低壓力機(jī)對(duì)伺服電機(jī)大功率的需求，但收效甚微。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，能夠顯著降低鍛壓所需要的扭矩，同時(shí)降低對(duì)電機(jī)功率的要求，提高了熱模鍛壓力機(jī)的承載能力和工作效率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用多邊布局，對(duì)稱布置在壓力機(jī)的四周，每套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一臺(tái)伺服電機(jī)1，四臺(tái)伺服電機(jī)I對(duì)稱布置在熱模鍛壓力機(jī)上，每臺(tái)伺服電機(jī)I的輸出軸與小帶輪2連接，小帶輪2通過(guò)傳動(dòng)帶3與大帶輪4連接，大帶輪4外側(cè)與制動(dòng)器5連接，大帶輪4內(nèi)側(cè)與行星齒輪減速器6的輸入端連接；
[0006]兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用兩套肘桿機(jī)構(gòu)，每套肘桿機(jī)構(gòu)由曲軸7、三角形連桿8、上肘桿9和下肘桿10連接構(gòu)成，四臺(tái)行星齒輪減速器6的輸出端分別與兩根曲軸7的兩端連接，三角形連桿8的一端直接套在曲軸7上，三角形連桿8的上端通過(guò)鉸接與上肘桿9的一端相連，上肘桿9的另一端通過(guò)鉸接連接在熱模鍛壓力機(jī)的上橫梁13上，三角形連桿8的下端通過(guò)鉸接與下肘桿10的一端相連，下肘桿10的另一端通過(guò)鉸接與導(dǎo)向柱塞式連桿11上端連接，兩個(gè)導(dǎo)向柱塞式連桿11的下端與滑塊12連接。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0008]一、在傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇上不再采用普通齒輪傳動(dòng)，而是采用了行星齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，輪傳動(dòng)平穩(wěn)，抗沖擊和振動(dòng)的能力強(qiáng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)功率分流，從而降低所需伺服電機(jī)的功率，節(jié)省成本。
[0009]二、采用肘桿機(jī)構(gòu)，顯著提升了增力效果，克服了傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)增力效果不理想的缺點(diǎn)，有效降低了電機(jī)功率。此外，采用肘桿機(jī)構(gòu)的滑塊在下死點(diǎn)附近的速度明顯降低，公稱壓力行程較大，且滑塊在下死點(diǎn)附近的停留時(shí)間長(zhǎng)，保壓時(shí)間增大，有利于提高零件的沖壓質(zhì)量，減少零件對(duì)模具的沖擊，提高模具使用壽命。
[0010]三、采用了四套傳動(dòng)系統(tǒng)和四臺(tái)伺服電機(jī)。原來(lái)由一臺(tái)大功率伺服電機(jī)提供的能量由四臺(tái)小功率伺服電機(jī)提供，四臺(tái)小功率伺服電機(jī)的價(jià)格低于同等一臺(tái)大功率伺服電機(jī)的價(jià)格，可以有效降低伺服電機(jī)的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)內(nèi)的主視圖。
[0013]圖3是本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)在伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)內(nèi)的側(cè)面剖視圖。
[0014]圖4是本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)在伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)內(nèi)的正面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0016]參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4, 一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用多邊布局，對(duì)稱布置在壓力機(jī)的四周，每套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一臺(tái)伺服電機(jī)1，四臺(tái)伺服電機(jī)I對(duì)稱布置在熱模鍛壓力機(jī)上，是熱模鍛壓力機(jī)工作的主要?jiǎng)恿υ?，每臺(tái)伺服電機(jī)I的輸出軸與小帶輪2連接，小帶輪2可起到蓄能的作用，小帶輪2通過(guò)傳動(dòng)帶3與大帶輪4連接，大帶輪4外側(cè)與制動(dòng)器5連接，大帶輪4內(nèi)側(cè)與行星齒輪減速器6的輸入端連接，相比于傳統(tǒng)齒輪減速器，行星齒輪減速器6的結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積要小很多。
[0017]兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用兩套肘桿機(jī)構(gòu)，每套肘桿機(jī)構(gòu)由曲軸7、三角形連桿8、上肘桿9和下肘桿10連接構(gòu)成，四臺(tái)行星齒輪減速器6的輸出端分別與兩根曲軸7的兩端連接，三角形連桿8的一端直接套在曲軸7上，三角形連桿8的上端通過(guò)鉸接與上肘桿9的一端相連，上肘桿9的另一端通過(guò)鉸接連接在熱模鍛壓力機(jī)的上橫梁13上，三角形連桿8的下端通過(guò)鉸接與下肘桿10的一端相連，下肘桿10的另一端通過(guò)鉸接與導(dǎo)向柱塞式連桿11上端連接，兩個(gè)導(dǎo)向柱塞式連桿11的下端與滑塊12連接。伺服電機(jī)I與制動(dòng)器5可實(shí)現(xiàn)雙重剎車(chē)，響應(yīng)速度快，可有效避免人身傷害，在伺服電機(jī)I和制動(dòng)器5的雙重作用下，滑塊12不僅可以在工作完畢后準(zhǔn)確地停在上死點(diǎn)位置，還可以在任何位置緊急制動(dòng)停止。
[0018]本發(fā)明的工作原理為:
[0019]四臺(tái)伺服電機(jī)I對(duì)稱布置在熱模鍛壓力機(jī)上，伺服電機(jī)I輸出的能量可以儲(chǔ)存在小帶輪2中，在鍛壓過(guò)程中，小帶輪2釋放能量，完成鍛壓。小帶輪2通過(guò)傳動(dòng)帶3帶動(dòng)大帶輪4旋轉(zhuǎn)，共同構(gòu)成交流伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)一級(jí)皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0020]大帶輪4外側(cè)與制動(dòng)器5相連，伺服電機(jī)I與制動(dòng)器5可實(shí)現(xiàn)雙重剎車(chē)，響應(yīng)速度快，可有效避免人身傷害。在伺服電機(jī)I和制動(dòng)器5的雙重作用下，滑塊12不僅可以在工作完畢后準(zhǔn)確地停在上死點(diǎn)位置，還可以在任何位置緊急制動(dòng)停止。大帶輪4內(nèi)側(cè)與行星齒輪減速器6輸入端相連，由此共同構(gòu)成伺服壓力機(jī)二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，可降低轉(zhuǎn)速，提高輸出扭矩。
[0021 ] 肘桿機(jī)構(gòu)的曲軸7繞自身中心旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)三角形連桿8往復(fù)擺動(dòng)，三角形連桿8又帶動(dòng)上肘桿9和下肘桿10共同運(yùn)動(dòng)。曲軸7每旋轉(zhuǎn)一周，三角形連桿8、上肘桿9和下肘桿10就完成一次往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)向柱塞式連桿11和滑塊12完成一次鍛壓行程，同時(shí)伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)完成了 一次工作行程。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于大噸位伺服直驅(qū)式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:包括四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，四套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用多邊布局，對(duì)稱布置在壓力機(jī)的四周，每套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一臺(tái)伺服電機(jī)(1)，四臺(tái)伺服電機(jī)(I)對(duì)稱布置在熱模鍛壓力機(jī)上，每臺(tái)伺服電機(jī)(I)的輸出軸與小帶輪(2)連接，小帶輪(2)通過(guò)傳動(dòng)帶(3)與大帶輪(4)連接，大帶輪(4)外側(cè)與制動(dòng)器(5)連接，大帶輪(4)內(nèi)側(cè)與行星齒輪減速器(6)的輸入端連接； 兩套執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用兩套肘桿機(jī)構(gòu)，每套肘桿機(jī)構(gòu)由曲軸(7)、三角形連桿(8)、上肘桿(9)和下肘桿(10)連接構(gòu)成，四臺(tái)行星齒輪減速器(6)的輸出端分別與兩根曲軸(7)的兩端連接，三角形連桿(8)的一端直接套在曲軸(7)上，三角形連桿(8)的上端通過(guò)鉸接與上肘桿(9)的一端相連，上肘桿(9)的另一端通過(guò)鉸接連接在熱模鍛壓力機(jī)的上橫梁(13)上，三角形連桿(8)的下端通過(guò)鉸接與下肘桿(10)的一端相連，下肘桿(10)的另一端通過(guò)鉸接與導(dǎo)向柱塞式連桿(11)上端連接，兩個(gè)導(dǎo)向柱塞式連桿(11)的下端與滑塊(12)連接。
【文檔編號(hào)】F16H37/12GK103586383SQ201310521167
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】趙升噸, 陳超, 李靖祥, 范淑琴, 崔敏超, 李雪 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)