力矩電動機沖擊聯(lián)軸器的應用

王可山

（煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司，山東煙臺 264002）

力矩電動機具有起動轉矩大、堵轉電流小、機械特性較軟、結構緊湊、體積小等特點，被廣泛應用于斷續(xù)周期工作制的結構中。

在力矩電動機的廣泛應用中，有一種摩擦類型的應用，如力矩電動機驅(qū)動螺桿螺母夾緊工件，是非常值得注意的。下面以一種力矩電動機驅(qū)動雙向螺桿的夾具為例，說明其故障的發(fā)生原因及解決方法。

圖1中力矩電動機1通過套筒式聯(lián)軸器2，直聯(lián)式驅(qū)動同時具有左旋螺紋和右旋螺紋的螺桿7旋轉，螺桿的旋轉運動通過左旋螺母3和右旋螺母6轉化為直線運動，驅(qū)動與螺母相聯(lián)接的鉗口4和5同時向內(nèi)運動夾緊軸類工件，或同時向外運動松開工件。夾具經(jīng)過一段時間的使用，力矩電動機在夾緊工件后，經(jīng)常有松開時反向旋轉不能啟動的現(xiàn)象，這時需要操作者用扳手扭轉雙向螺桿右端的六方夾頭來松開夾具，雖然不是頻繁發(fā)生，但看到產(chǎn)品有故障，就要找原因并糾正。分析此類故障發(fā)生的原因，大概有以下幾點:

（1）由于磨損，螺桿和螺母的接觸面變粗糙;

（2）潤滑不及時，螺桿螺母間形成干摩擦;

（3）當力矩電動機達到堵轉轉矩時，力矩電動機斷電;由于慣性，電動機轉子和雙向螺桿有短時間的繼續(xù)旋轉趨勢，需要靠螺母的反作用力來制動;

（4）維修過程中清洗不徹底，螺桿及螺母的摩擦面間存在微小顆粒雜質(zhì)。

以上幾種原因的單獨或綜合作用，使得螺桿和螺母間的靜摩擦轉矩大于力矩電動機的起動轉矩，從而導致力矩電動機的反向旋轉運動不能正常啟動。而力矩電動機的反向轉動力矩一旦克服了初始摩擦力，也就一切恢復正常。

從以上的分析，可以得出結論:做一副能產(chǎn)生瞬時沖擊的聯(lián)軸器，在力矩電動機反向旋轉起動后，與電動機軸相聯(lián)的聯(lián)軸器獲得一定的初始角速度，然后與螺桿上的聯(lián)軸器進行撞擊，瞬時克服螺桿和螺母間的靜摩擦轉矩，即可使問題迎刃而解?；谝陨侠斫?，設計并制造了沖擊聯(lián)軸器（見圖2）。

圖中的沖擊錘1與力矩電動機軸相聯(lián)接，撞塊2與雙向螺桿相聯(lián)接。沖擊錘1通過螺釘5和彈簧4聯(lián)接著套筒3，并使套筒具有一定的彈性直線運動空間。如剖視圖B－B所示，力矩電動機順時針轉動為夾緊過程，此時套筒3先與撞塊2接觸，并壓縮彈簧，隨著彈簧的壓縮，套筒作用于撞塊的壓力增大，當達到能克服雙向螺桿所產(chǎn)生的轉矩時，螺桿開始旋轉，之后由于沖擊錘的旋轉速度大于螺桿的旋轉速度，沖擊錘與撞塊接觸，推動螺桿以相同的角速度旋轉，直至達到力矩電動機的堵轉力矩，力矩電動機斷電，夾具夾緊工件。這種設計方式，使得沖擊錘與撞塊的沖擊時間延長，緩沖了撞擊力，避免了螺桿旋轉時突然產(chǎn)生很大的加速度而造成螺桿和螺母接觸面的損傷。

力矩電動機逆時針旋轉為松開過程，此時沖擊錘的M面與撞塊的N面之間有較大的轉角空間，這個空間可以保證力矩電動機起動后，沖擊錘有一定的時間獲得足夠的角速度。當快速旋轉的沖擊錘與靜止的撞塊撞擊后，由于沖擊錘的慣性，使撞塊受到一個較大的沖擊力，這個沖擊力可以克服螺桿和螺母間的靜摩擦轉矩，使螺桿與力矩電動機軸以相同的角速度旋轉，達到松開夾具的目的。強調(diào)一下，力矩電動機的反向旋轉，由時間參數(shù)控制，而不是以堵轉力矩控制，所以力矩電動機松開旋轉結束時，不會產(chǎn)生較大靜摩擦力的情況。

聯(lián)軸器改造之后，公司生產(chǎn)的同類夾具再沒出現(xiàn)過反向不能起動的故障，操作者反映功能良好。公司的其他產(chǎn)品中有一些也采用力矩電動機驅(qū)動螺桿螺母作剎緊用的，在試制過程中，也遇到過剎緊后松不開的情況，產(chǎn)品遲遲得不到驗收，經(jīng)過改用沖擊式聯(lián)軸器，取得了理想的效果。

［1］陶崇德，葛鴻翰．機床夾具設計［J］．上海:上?？茖W技術出版社，1993．

［2］濮良貴．機械設計［J］．北京:高等教育出版社，1994．

［3］黃錫愷，鄭文緯．機械原理［J］．北京:高等教育出版社，1994．