一種新型閉式雙點(diǎn)高速切片壓力機(jī)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

莊 健，曹 陽，肖 江，鄭義祥

（揚(yáng)力集團(tuán) 重機(jī)研究所，江蘇 揚(yáng)力 225009）

一種新型閉式雙點(diǎn)高速切片壓力機(jī)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

莊 健，曹 陽，肖 江，鄭義祥

（揚(yáng)力集團(tuán) 重機(jī)研究所，江蘇 揚(yáng)力 225009）

以我廠交付客戶使用的壓力機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù)，從臺(tái)板尺寸和滑塊行程次數(shù)切入，剖析了一臺(tái)閉式雙點(diǎn)800t高速熱切片壓力機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)過程。

閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)；高速；切片；同向傳動(dòng)；齒輪結(jié)構(gòu)

2013年公司應(yīng)北車集團(tuán)某軌道交通裝備有限公司定制要求，為其熱模鍛生產(chǎn)線定制一臺(tái)800t閉式雙點(diǎn)熱切邊機(jī)械壓力機(jī)。

1 產(chǎn)品參數(shù)

根據(jù)用戶需求及現(xiàn)場(chǎng)情況，確定產(chǎn)品主要參數(shù)如表1所示。

經(jīng)過初步分析，該壓力機(jī)有兩個(gè)特點(diǎn)：①臺(tái)板尺寸較特殊，無法直接參照常規(guī)機(jī)床設(shè)計(jì)；②行程次數(shù)高。這兩個(gè)特點(diǎn)給壓力機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)增加了難度。

表1 壓力機(jī)主要參數(shù)

根據(jù)主要參數(shù)，該壓力機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)中需首先確定以下幾點(diǎn)：①滑塊上加力點(diǎn)數(shù)的確定；②傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)傳動(dòng)比的分配；③飛輪位置的確定；④離合器制動(dòng)器位置的確定；⑤芯軸上偏心齒輪傳動(dòng)型式和安裝方式的確定。

2 設(shè)計(jì)過程

2.1 滑塊加力點(diǎn)數(shù)的確定

按壓力機(jī)滑塊上加力點(diǎn)的數(shù)量（即連桿的數(shù)量），分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)和四點(diǎn)壓力機(jī)。對(duì)于滑塊和工作臺(tái)尺寸均比較小的壓力機(jī)，可采用單點(diǎn)；對(duì)于滑塊和工作臺(tái)前后尺寸較小而左右尺寸較大的，為改善滑塊與上橫梁的受力情況，避免工作時(shí)滑塊產(chǎn)生歪斜，應(yīng)采用雙點(diǎn)；對(duì)于前后和左右尺寸都比較大的，則采用四點(diǎn)。

參照本廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)例統(tǒng)計(jì)，通常閉式單點(diǎn)前后移臺(tái)臺(tái)板（長×寬）：（1700～1800）mm×1900mm；閉式雙點(diǎn)前后移臺(tái)臺(tái)板（長×寬）：（3600～4000）mm×（1800～2000）mm。

此臺(tái)壓力機(jī)的臺(tái)板尺寸正好介于單點(diǎn)和雙點(diǎn)參數(shù)之間，為盡可能減少滑塊歪斜情況，確定采用閉式雙點(diǎn)同向傳動(dòng)形式。

2.2 傳動(dòng)級(jí)數(shù)的確定

根據(jù)以往設(shè)計(jì)實(shí)例，常規(guī)閉式雙點(diǎn)同向傳動(dòng)按小直齒輪的位置不同可分為直線（圖1）、上三角（圖2）、下三角（圖3）排布方式。

圖1 直線式齒輪傳動(dòng)

圖2 上三角式齒輪傳動(dòng)

圖3 下三角式齒輪傳動(dòng)

直線排布的芯軸、齒輪軸、小人字齒輪軸都垂直于壓力機(jī)的正面放置，小直齒輪與左右偏心齒輪中心位于同一條直線上，大人字齒輪與小直齒同軸且與小人字齒輪在機(jī)床垂直方向上嚙合。相比直線排布，上三角排布的小直齒輪位于左右偏心齒輪中心連線的上方，下三角排布的小直齒輪位于左右偏心齒輪中心連線下方。

三種排布方式依據(jù)工作臺(tái)板尺寸以及電機(jī)位置的具體情況選擇。臺(tái)板左右尺寸較大，一般采用直線式排布；臺(tái)板左右尺寸較小，一般采用上三角或下三角排布。若電機(jī)在橫梁上方，一般采用上三角排布；若電機(jī)在橫梁后面，一般采用下三角排布。

常規(guī)的齒輪排布方式均為三級(jí)傳動(dòng)，滑塊行程次數(shù)一般為10～30min-1。而客戶需要的參數(shù)為30～40min-1，顯然常規(guī)的閉式雙點(diǎn)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)無法滿足行程次數(shù)要求。此時(shí)應(yīng)考慮二級(jí)傳動(dòng)，將大人字齒輪和小人字齒輪傳動(dòng)級(jí)省去。

2.3 飛輪和離合制動(dòng)器位置確定

由于二級(jí)傳動(dòng)只是略去了齒輪傳動(dòng)的一個(gè)中間級(jí)，對(duì)于電機(jī)和飛輪的三角皮帶傳動(dòng)影響不大，故依據(jù)常規(guī)傳動(dòng)形式將飛輪放置在傳動(dòng)軸上，并采用常規(guī)800t的離合制動(dòng)器。

由于已將壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)封閉在機(jī)身內(nèi)并采用偏心齒輪傳動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上限制了離合器和制動(dòng)器的安放位置，因而將離合制動(dòng)器設(shè)置在傳動(dòng)軸上。

2.4 偏心齒輪傳動(dòng)型式和安裝方式

芯軸上的偏心齒輪傳動(dòng)采用公司常規(guī)的單邊整體式結(jié)構(gòu)。

由于臺(tái)面長度尺寸較小，齒輪選的是800t的偏心齒輪，又為二級(jí)傳動(dòng)，考慮將傳動(dòng)軸做成雙齒輪軸的形式，偏心齒輪采用面對(duì)面交錯(cuò)安裝的方式，這樣就可以大大減小偏心齒輪的中心距，大大降低了傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)板長度尺寸的要求。

3 確定壓力機(jī)傳動(dòng)形式

經(jīng)過設(shè)計(jì)分析，最終確定了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。電機(jī)通過三角皮帶與飛輪連接，飛輪與傳動(dòng)軸通過單圓頭鍵連接，傳動(dòng)軸上加工有兩個(gè)直齒輪分別與左右偏心齒輪輪齒嚙合。左右連桿的大端分別與左右偏心齒輪的偏心部分連接，小端分別通過左右連桿銷與左右導(dǎo)柱連接。電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，傳動(dòng)軸上與左右偏心齒輪嚙合的兩個(gè)直齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)偏心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過左右連桿和左右導(dǎo)柱將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為上下直線運(yùn)動(dòng)，最終使滑塊上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)模具沖壓做功。

圖4 最終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

4 小結(jié)

該產(chǎn)品于2013年經(jīng)國家鑄造鍛壓機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，為揚(yáng)力集團(tuán)及江蘇省首臺(tái)（套）設(shè)備。該壓力機(jī)交付客戶使用至今，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，性能穩(wěn)定，得到客戶的認(rèn)可好評(píng)。

[1]曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)編寫組，編.曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)[M].濟(jì)南：濟(jì)南第二機(jī)床廠等印制，1973.

[2]何德譽(yù)，著.曲柄壓力機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[3]機(jī)械傳動(dòng)及曲柄壓力機(jī)編寫組，編.機(jī)械傳動(dòng)及曲柄壓力機(jī)[M].北京：人民教育出版社，1978.

[4]莊 健.閉式壓力機(jī)異向傳動(dòng)一種齒輪鍵定位安裝方法[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2015，50（6）：28-30.

A new type of gear transmission structure of closed double point press

ZHUANG Jian,CAO Yang,XIAO Jiang,ZHENG Yixiang
（Heavy Machine Tool Research Institute,Yang Li Group,Yangzhou 225009,Jiangsu China）

On the basis of design parameters of the press,by considering the platen size and number of stroke,the analysis and design of the transmission structure for one 800 tons high speed hot cutting press have been presented.

Closed double point;High speed slice press;Same direction transmission;Gear structure

TG315.5

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.06.004

1672-0121（2016）06-0023-03

2016-07-16；

2016-08-27

莊 ?。?985-），男，助理工程師，從事機(jī)械壓力機(jī)研發(fā)與制造。E-mail：airface@sina.com