專利名稱：一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于伺服壓力機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大型機械壓力機是機械、電子、冶金、化工、汽車、軍工、航空、航天等重要工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的制造裝備。伺服壓力機具有良好的柔性，低噪音和高精度，能夠適應(yīng)市場變化快、批量小等特點，兼有傳統(tǒng)壓力機快速、穩(wěn)定、低成本等優(yōu)點?；谒欧姍C的數(shù)字化重載機械驅(qū)動技術(shù)更是鍛壓機械發(fā)展的趨勢。伺服電機與新型控制系統(tǒng)相配合，可使滑塊在運行過程中隨時加速、減速或停止，動作靈活自由，下死點重復(fù)精度高，柔性和適應(yīng)性更好。 因此，在采用交流伺服電機驅(qū)動的基礎(chǔ)上，根據(jù)壓力機加工特點，研究相匹配的專用控制系統(tǒng)，以期達(dá)到成形加工過程的完美控制，為壓力機自動化生產(chǎn)帶來全新的突破。隨著社會的發(fā)展，大型零部件的成型對伺服壓力機的公稱力要求越來越高，最高現(xiàn)已達(dá)到了 320000KN。 但是，由于伺服電機技術(shù)的限制，能夠投入實際使用的伺服電機功率較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能用伺服電機直接驅(qū)動，而且伺服電機價格昂貴，功率每增加單位千瓦，價格增加近萬元，功率越大， 增加的價格越大，為了提高產(chǎn)品競爭力，使得伺服壓力機廠商不敢用過大功率伺服電機。因此，很多科技人員投入大量的精力研究增力機構(gòu)來降低壓力機對伺服電機大功率的需求。目前，常見的增力結(jié)構(gòu)有日本網(wǎng)野公司的肘桿式增力機構(gòu)，日本小松公司的曲柄肘桿結(jié)構(gòu)，還有一些在其基礎(chǔ)上改善得到的傳動結(jié)構(gòu)，但這些傳動結(jié)構(gòu)只適用于小噸位壓力機，大噸位壓力機采用此傳動結(jié)構(gòu)在公稱力行程范圍內(nèi)增力效果不明顯，即起始增力效果小、終端增力效果大，存在整體機構(gòu)尺寸大，滑塊行程短，空行程速度慢，工作效率低等缺點ο

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)，能夠在零件成型過程提供大的放大倍數(shù)，增力效果明顯，有效增力行程大，整體結(jié)構(gòu)尺寸小，滑塊行程大，空行程迅速，工作效率高，同時，結(jié)構(gòu)采用對稱形式，消除了偏載，具有快速進(jìn)給，慢速成型的優(yōu)點。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)，包括盤式永磁同步伺服電機5和行星齒輪減速器2，盤式永磁同步伺服電機5對稱固定在上梁1上，盤式永磁同步伺服電機 5與行星齒輪減速器2設(shè)計到一起；滾珠絲杠包括螺桿8，螺桿8上設(shè)有第一螺母7、第二螺母10，第一螺母7和第二螺母10對稱固定在上梁1上，螺桿8的兩端通過聯(lián)軸器6和行星齒輪減速機2的輸出軸連接，螺桿8是左右旋螺紋對稱放置的單根螺桿；上梁1的底部左右、前后對稱設(shè)置有雙肘桿增力機構(gòu)，雙肘桿增力機構(gòu)的上肘桿3分別與上梁1的底部和下連桿11的一端通過鉸接連接，下肘桿12通過鉸接分別與滑塊13 和上肘桿3連接；在上梁1和雙肘桿增力機構(gòu)之間還設(shè)有對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)，對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)的上連桿9的一端與第一螺母7或第二螺母10鉸接，上連桿9的另一端與和連接平衡塊4連接，下連桿11的另一端通過鉸接和連接平衡塊4連接。本發(fā)明具有以下優(yōu)點一、采用三級增力機構(gòu)，顯著提高增力效果，在成型起始階段放大倍數(shù)就可以達(dá)到 15倍以上，克服了傳統(tǒng)增力機構(gòu)起始階段放大倍數(shù)小的缺點，降低了電機功率，進(jìn)而大大降低成本。二、有效增力行程范圍大，克服了傳統(tǒng)單級增力機構(gòu)有效增力行程短的缺點，能適用于大型壓力機加工大零件，適用范圍廣，更適應(yīng)現(xiàn)代大噸位壓力機的需求。三、單根左右旋絲杠水平放置，大大降低了壓力機縱向高度，且由于絲杠是左右旋螺紋，可以使整體結(jié)構(gòu)受力平衡，降低伺服壓力機拉桿的預(yù)應(yīng)力。四、伺服電機與行星輪減速器直接連接，可以大大減少二者尺寸，提高效率，減少了聯(lián)軸器的使用。


圖1是本發(fā)明的初始位置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的工作過程結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的肘桿增力機構(gòu)放大倍數(shù)與滑塊位移關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。參照圖1，一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)，包括盤式永磁同步伺服電機5和行星齒輪減速器2，盤式永磁同步伺服電機5對稱固定在上梁1上，盤式永磁同步伺服電機5與行星齒輪減速器2設(shè)計到一起，起到扭矩放大作用，構(gòu)成一級增力機構(gòu)，對稱放置的盤式永磁同步伺服電機5同時工作，盤式永磁同步伺服電機5和行星齒輪減速器2 的連接可使結(jié)構(gòu)更加緊湊，尺寸更小，節(jié)省空間，對稱放置的盤式永磁同步伺服電機5在控制系統(tǒng)控制下同時同步工作，滿足對稱結(jié)構(gòu)的工作要求；滾珠絲杠包括螺桿8，螺桿8上設(shè)有第一螺母7、第二螺母10，第一螺母7和第二螺母10對稱固定在上梁1上，螺桿8的兩端通過聯(lián)軸器6和行星齒輪減速機2的輸出軸連接，螺桿8是左右旋螺紋對稱放置的單根螺桿，這樣工作時螺桿8受到對稱放置的螺母7和螺母10的作用力可以自身平衡，可使整體受力更加均衡；上梁1的底部左右、前后對稱設(shè)置有雙肘桿增力機構(gòu)，雙肘桿增力機構(gòu)的上肘桿3 分別與上梁1的底部和下連桿11的一端通過鉸接連接，下肘桿12通過鉸接分別與滑塊13 和上肘桿3連接，工作時上肘桿3在下連桿11的推動作用下，迫使上肘桿3向外側(cè)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動下肘桿12移動，由于下連桿11和上肘桿3的鉸接點在上肘桿3和下肘桿12的鉸接點的下方，這樣可使雙肘桿增力效果更加顯著，特別是在零件成型過程中，上下肘桿接近豎直，在下連桿11較小力的作用下變可得到很大的放大力；
在上梁1和雙肘桿增力機構(gòu)之間還設(shè)有對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)，對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)的上連桿9的一端與第一螺母7或第二螺母10鉸接，上連桿9的另一端與和連接平衡塊4連接，下連桿11的另一端通過鉸接和連接平衡塊4連接，工作時螺桿8對第一螺母7的水平推動力和上連桿9對第一螺母7的推動力以及上梁1對第一螺母7的作用力相互平衡，根據(jù)力的平衡條件可知，上連桿9對第一螺母7的作用力主要和上梁1對第一螺母7的作用力相互抵消，因此，螺桿8對第一螺母7的推動力只需要很小便可以在上連桿9 上產(chǎn)生很大的力，起到增力效果，對稱擺桿輸入式增力增力機構(gòu)左右、前后都是對稱放置， 使整體受力均勻，在工作時，連接平衡塊4由于左右前后都是對稱機構(gòu)，可使其豎直上下往復(fù)移動，不會偏斜。本發(fā)明的工作原理為參照圖2，盤式永磁同步伺服電機5通過行星齒輪減速器2降低轉(zhuǎn)速，提高輸出扭矩，行星齒輪減速器2輸出軸通過聯(lián)軸器6與螺桿8連接，帶動螺桿8轉(zhuǎn)動，由于螺桿8的驅(qū)動和上梁1對第一螺母7的位置限制，使得左右對稱的第一螺母7和第二螺母10沿著絲杠同時向中間精確的移動，第一螺母7帶動上連桿9同時移動，使得與上連桿9連接的連接平衡塊4豎直向下移動，此時由于對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)的作用，使水平作用力放大一定倍數(shù)后轉(zhuǎn)化為作用在連接平衡塊4上的豎直向下的力，連接平衡塊4向下移動的同時，帶動下連桿11移動，下連桿11同時推動上肘桿3向外側(cè)轉(zhuǎn)動，上肘桿3帶動下肘桿12移動， 進(jìn)而使下肘桿12帶動滑塊13向下移動，在上肘桿3和下肘桿12以及上連桿9的作用下， 使得作用在連接平衡塊4上的豎直向下的作用力放大一定倍數(shù)后作用在滑塊13上，達(dá)到了所需的公稱力，參照圖3，經(jīng)過三級增力機構(gòu)的相互配合，使得整個成型過程系統(tǒng)放大倍數(shù)都在15倍以上，有效降低了盤式永磁同步伺服電機5的功率，在工作時，可以通過控制系統(tǒng)控制盤式永磁同步伺服電機5的轉(zhuǎn)速，達(dá)到所需的加工效果，成型完畢后，盤式永磁同步伺服電機5快速反轉(zhuǎn)，帶動第一螺母7和第二螺母10同時向兩邊移動，可使滑塊13迅速恢復(fù)到初始位置，提高工作效率，整個成形過程所需時間短，效率高。
權(quán)利要求
1. 一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)，包括盤式永磁同步伺服電機(5)和行星齒輪減速器(2)，盤式永磁同步伺服電機(5)對稱固定在上梁(1)上，其特征在于盤式永磁同步伺服電機(5)與行星齒輪減速器(2)設(shè)計到一起；滾珠絲杠包括螺桿(8)，螺桿(8)上設(shè)有第一螺母(7)、第二螺母(10)，第一螺母(7)和第二螺母(10)對稱固定在上梁⑴上，螺桿⑶的兩端通過聯(lián)軸器(6)和行星齒輪減速機 (2)的輸出軸連接，螺桿(8)是左右旋螺紋對稱放置的單根螺桿；上梁(1)的底部左右、前后對稱設(shè)置有雙肘桿增力機構(gòu)，雙肘桿增力機構(gòu)的上肘桿(3) 分別與上梁(1)的底部和下連桿(11)的一端通過鉸接連接，下肘桿(12)通過鉸接分別與滑塊(13)和上肘桿(3)連接；在上梁(1)和雙肘桿增力機構(gòu)之間還設(shè)有對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)，對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)的上連桿(9)的一端與第一螺母(7)或第二螺母(10)鉸接，上連桿(9)的另一端與和連接平衡塊(4)連接，下連桿(11)的另一端通過鉸接和連接平衡塊(4)連接。
全文摘要
一種適用于大噸位交流伺服壓力機的傳動系統(tǒng)，其盤式永磁同步伺服電機的輸出軸和行星齒輪減速機做成一體的機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)的螺桿及其上設(shè)有的兩個螺母構(gòu)成滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，螺桿和行星齒輪減速機連接，上梁的底部左右、前后對稱設(shè)置有雙肘桿增力機構(gòu)，在上梁和雙肘桿增力機構(gòu)之間還設(shè)有對稱擺桿輸入式增力機構(gòu)，三級增力機構(gòu)使得在成形起始階段增力機構(gòu)放大倍數(shù)就在15倍以上，且隨著成形過程放大倍數(shù)越來越大，降低了盤式永磁同步伺服電機功率，本發(fā)明能夠提供大的放大倍數(shù)，增力效果明顯，有效增力行程大，整體結(jié)構(gòu)尺寸小，滑塊行程大，空行程迅速，工作效率高，同時消除了偏載，具有快速進(jìn)給，慢速成型等優(yōu)點。
文檔編號B30B15/00GK102320153SQ201110156820
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者張琦, 李二偉, 王增寶, 趙升噸, 趙磊, 馬海寬 申請人:西安交通大學(xué)