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1、电动螺旋压力机电动螺旋压力机一、电动螺旋压力机的工作原理和种类 电动螺旋压力机是利用可逆式电动机不断作正反方向的换向转动，带动飞轮和螺杆旋转，使滑块作上下运动。按其传动特征分两类。 （一）、电动机直接传动式 这种电动螺旋压力机无单独的电动机，定子固定在压力机机架的顶部，电动机的转子就是压力机的飞轮或飞轮的一部分，利用定子的旋转磁场，在转子（飞轮）外缘表面产生感应电动势和电流，由此产生电磁力矩。驱动飞轮、螺杆转动。定子与飞轮间有空气间隙，主要传动部件之间是无接触传递能量，所以称为无接触式传动。 （二）、电动机机械传动式 特殊电动机的功率大于 500kw时，结构庞大，造价高，当电动螺旋压力机公称压
2、力大于40MN后，采用电机齿轮传动，由一台或几台异步电动机通过小齿轮7带动有大齿圈的飞轮旋转，飞轮只起传动和蓄能作用，飞轮和螺杆只作旋转运动，通过装在滑块上的螺母，使滑块作上下直线运动。二、电动机直接传动式电动螺旋压力机的结构和参数 （ 一）、环形定子式电动螺旋压力机传动环节少、结构简单、打击能量恒定、操作维修方便，甚受用户欢迎。以德国穆勒惠加顿公司水平最高，产品的品种和产量在世界上名列前矛。我国西安红旗机械厂已进了公称压力为4000、7000和1100kN型号分别为PSS22、PSS265和PSS325共三个规格五台该公司的产品用于航空发动机叶片精锻，此外，还有德国贝歇（Beche）公司、哈
3、森公司和美国国民公司都有电动螺旋压力机产品进入国际市场。华中理工大学与辽阳锻压机械厂等厂合作研制成功公称压力由6302500kN多种型式的电动螺旋压力机.JD58100 公称压力为1000kN电动螺旋压力机结构图。特点为： （l ）为使特殊设计的多极低速电机具有高起动性能，转子采用双鼠笼型结构，起动时转子电阻较大，起动电流小，仅为额定电流的2.5倍。并增大了最初起动转矩，因而，起动速度快，转子只旋转l52转即达到额定速度，能满足电机在非稳定状态下工作的性能要求， （2）当滑块空程上下时，飞轮、螺旋副、滑块以其自重悬挂支承在机身顶部的推力滚动轴承上；当滑块接触锻件时，锻击力推动螺杆向上，使螺杆中
4、段的环形轴肩上支承面与踵块接触 在其间产生高比压的相对摩擦滑动，并将锻击力传至机身的上横梁。为了在空程时能使润滑油进人轴肩支承面和踵块之问以减少锻击时的摩擦损失，并在滑块换向时减少上、下止推轴承间冲击，螺杆轴肩和踵块间必须保持有合适的间隙值。螺杆上端的连接螺母必须要有良好的防松措施。先将螺母旋紧，使轴肩和睦片间的间隙为零，然后按已知的螺距将连接螺母旋松一定的角度，使间隙达到规定值将防松螺钉和止动销装紧。 （3）制动器采用外闸瓦式，由气动装置操纵，由弹簧和压缩空气作用在气缸活塞上产生的压力，使闸瓦制动飞轮外缘。其优点是制动力臂大，动作灵敏可靠，能使滑块停在任意位置，摩擦材料更换方便。 （4）为了
5、使电动机能良好地通风和散热，在转子一飞轮上加工出多种形式的通风孔，组成合理的风道，并设置抽风式冷却风扇，使电机温升保持在允许的范围内。穆勒惠加顿公司按工艺要求生产多种系列的电动螺旋压力机。各种系列的用途如下：PAPS系列 用于餐具、刀、剪、钳锻造压印 。 PS系列 螺杆直径100480mm。公称压力为1.623MN，用于冷锻、精压。校正、弯曲和冲压等工艺，其冷击力为1.6Pg； PSS系列 螺杆直径200630mm，公称压力为440MN，主要用于热模锻，其冷击力为2Pg。 以上三种系列产品都是采用多极特殊电动机，由于受到电机热负荷和机器超载能力的限制，运动部分能量较小，PSR系列 其主要的特征
6、是：转子一飞轮带超载保险装置，内外圈打滑面呈锥面结构，制动器制动外圈轮缘。调节弹簧的变形，能得到不同的打滑点，得到不同的冷击力获得不同的力能特性. PSH系列 是该公司运动部分能量最大的新型电动螺旋压力机，主要特征是采用调频电动机和带液压过载保护装置。环形定子电动机的输人电频率是一个调速因素，电动机采用变频调速，电动机的调速特性最大限度地与螺杆滑块系统的加速过程一致，可以进一步提高压力机的经济性。这种传动以恒扭矩工作，在电动机接通的瞬时，不会出现峰值电流。加速时，电动机的工作电压和频率成比例地变化。也就是说，用较低的电压和频率启动电机，加速到额定值时，这两值达到很高的数值。电动机的转差率始终保
7、持在57之内，电机的能耗降到最小。 锻击后飞轮反向旋转，滑块回程加速到一定的速度后由电气制动。这时，电机处于发电动机状态，并将存储在飞轮内的剩余能量送回电网。滑块达到上死点前短暂的一段距离内机械制动器动作，使之停在上死点位置。这样的制动方式，降低了机械制动的负荷，在不损害压力机可靠性的同时，大大地减小了制动损耗。 采用调频传动可以精确地调节压力机的打击能量，能控制整个行程的重复精度和飞轮的角速度。对需要大行程、小打击能量的金属成形过程，例如校正、压印等工序，这种调节技术可以产生一个与产生最大打击能量相同的启动过程。 液压超载保护系统，两根拉杆的下端设计成一油缸和活塞的结构，油缸内的油压按压力机
8、的规格调整到规定的压力范围。若载荷超过了规定的数值，少量的液压油从溢流阀中溢出，达到预防压力过分增长的目的。若油在较长时期内未超过预调值，小容量的油泵只需补充少量泄漏油。当压力机超载后，只需经过几秒钟之后，压力机就可重新进行锻造操作。 两根拉杆的液压缸必须互相连通以防止单方面的油缸压力增加。在承受偏心打击时，可使两根拉杆的预紧程度一起改变，机身立柱有少量的弹性恢复，使上横梁有少量均衡地升高。 由德国多年的使用实践表明：这种液压超载保护系统性能优良，又不会引起机械损失，目前已用于螺杆直径为480560mm的PSH系列电动螺旋压力机上。长铁磁体实心转子（飞轮）、螺杆作螺旋运动的新型电动螺旋压力机。
9、 特点是起动转矩大、起动电流小，短路功率因数高，起动时间短、发热量小、温升低、特别适合于正、反起动、制动频繁的非稳态过程。实心转子电机的结构简单、加工方便，转子的机械强度还便于对现有老式摩擦压力机进行改造。具有我国特色电动螺旋压力机，在辽阳和郑州市锻压机床厂生产。 电动机转子直接与压力机的主螺杆相连，做旋转运动或螺旋运动，其定子部分与普通鼠笼电机完全相似。为减少实心转子表面附合损耗，定子尽可能采用半闭口槽或用磁性槽楔。选用MS曲线较“软”的光滑型转子。转子材料以导磁率较低比电阻较小的铜铁合金最好，熔时容易产生偏折，可选用普通碳素钢材，如 ZG270500铸钢 （二）、弧形走子式电动螺旋压力机采
10、用弧形定子电机，改变定子包角p能方便地降低定子磁场的角速度。图为前苏联奇姆肯特工厂生产的电动螺旋压力机结构图。两个弧形定子3对称地安放在机架横梁的支架上。f交流电频率（HZ）；P定子的极对数；弧形定子包角（rad）弧形定子结构每块弧形定子1均由外壳2、定子铁芯3、嵌在定子槽中的绕组4、扇形压铁5及其固定零件组成。通过使弧形定子绕组的电流改换相序，来使滑块获得不同的运动方向。 三、电动机机械传动式电动螺旋压力机的结构和参数电机大于 500kw时，结构庞大，造价高，压力机的设计用电机直接传动的固定定子式有很大困难。所以，当电动螺旋压力机的公称压力等于或大于40MN后，采用电机一齿轮传动。由一台或几
11、台异步电机，通过小齿轮带动有大齿圈的飞轮。此时飞轮不再作为电动机的转子，象通常的飞轮一样，只起传动和储能作用。图是德国惠加顿公司生产的PZS系列重型电动螺旋压力机结构图。带摩擦超载打滑装置的飞轮作旋转运动，由固定在滑块中的螺母带动滑块作上下直线运动。为了做到大能量、大刚度又不致有过大的冷击力，在飞轮中设置摩擦过载安全装置。气动式制动器制动组合飞轮外圈的端面。该公司公称压力由44144MN共8种规格的巨型电动螺旋压力机，特殊的异步电动机只有250和 350kw二种规格、按压力不同，配备 26台电动机，如 PZS1000型公称压力100MN的压力机是用六台350kw电动机并联驱动飞轮旋转。四、电动
12、螺旋压力机的优缺点（一）优点 1）传动方式简单，除PZS系列以外，直接传动的电动螺旋压力机定子和转子（带飞轮）之间不负接接触，无机械磨损，因此，检修工作量（包括备件的更换量）很小，节约劳动力和维修费用 2）便于电控，力能参数调节方便可靠，动作平稳，传动噪声很小。 3）传动链短，部件少，结构简单，设备体积小，外形美观，一般无传动部件暴露于机器外 因此，在电力充分、工资高的国家颇受欢迎。 （二）缺点最大缺点是每次行程要换向旋转而起动两次，下行程时电机转速由零增加到储能结束时电机转速，回程逆转，又要从零增，每启动一次，均产生启动能量耗损。开始起动时电机的定子和转子滑差率为100、加速结束时为1215
13、%，电流从44.5I（I为稳定状态电流）降低到 22.5I，即使具有沉重飞轮的弧形定子电动机的电流冲击倍率成功地降低到三倍以下（普通鼠笼式电动机为46倍），但起动电流仍然很大，电流峰值提高要求变压器容量增大，以避免车间其它设备的压降过大和工作的不稳定性。对大多数企业来说，也只能安装40MN以下的压力机。中型以上压力机要有专门的变压器，例如安装一台PZS710型电动螺旋压力机（公称压力50MN装有两台250kw的电动机），即使调至每分钟滑块行程次数为4次时，仍需要1250kVA变压器。 理论讲电动螺旋压力机可达到较高的行程次数，但行程次数受电机热负荷的限制。为了排除定子和转子产生的热量，在螺旋压力机的整个工作过程中，风扇要不断的运转，因而又要考虑附加能耗，根据俄国的研究数据，电力传动的总工作时间为机器工作周期的 0.50.75时，风扇电机消耗电能为传动能耗的10。 电动螺旋压力机的总效率与锻件的变形能量变形力有关，其值在1320范围内，此效率不算高，甚至低于某些摩擦螺旋压力机。惠加顿公司研制的 PSH和 PZS系列电动螺旋压力机，采用变频装置直接传动是降低损失的有效途径。
