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螺旋壓力機(jī)(Screw Press),是指通過使一組以上的外螺栓與內(nèi)螺栓在框架內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生加壓力形式的壓力機(jī)械的總稱。
螺旋壓力機(jī)可分為兩種方式,一種是向螺栓上施加扭矩而產(chǎn)生靜壓的方式,另一種是通過螺栓上固定飛輪的旋轉(zhuǎn)能量集中一次用于成型的方式。
只要是通過螺旋結(jié)構(gòu)使滑塊產(chǎn)生上下成型扭矩的壓力機(jī),均視為螺旋壓力機(jī)的一種。
螺旋壓力機(jī)起源于公元15世紀(jì)的德國,有個(gè)叫約翰·唐地貝格的人發(fā)明了一種活字印刷機(jī),涂上油墨的活字板通過螺旋裝置被壓摁在紙上。這種機(jī)器被當(dāng)作榨葡萄和橄欖油的木制螺栓壓榨機(jī)來使用,可以說是所有壓力機(jī)械的起源。它采用的是逐步花時(shí)間壓縮的施加靜壓方式。
在歐洲的博物館中,同樣陳列有通過靜壓進(jìn)行熱鍛造的螺旋壓力機(jī)。據(jù)推測是在中世紀(jì),用于制造城市及教會的鋼制門窗及五金部件的。
后來的鍛造用螺旋壓力機(jī),發(fā)展到可在外螺栓軸上端安裝轉(zhuǎn)輪,采用飛輪方式蓄積能量進(jìn)行驅(qū)動。
初是人力操作旋轉(zhuǎn)飛輪,后來因?yàn)檫@樣效率低、人工工作強(qiáng)度大,人們在機(jī)械上部安裝了2片可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的摩擦盤,成功地通過連桿將牛皮纏繞在飛輪上,使其相互接觸運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力。這便是摩擦螺旋壓力機(jī),采用的是摩擦驅(qū)動方式。
摩擦螺旋壓力機(jī)在早期是操作工人用手動方向盤操縱連桿控制的,滑塊上下移動和加壓力的強(qiáng)弱程度*依賴于操作工人的熟練程度。
后來連桿方式消失,取而代之的是通過油壓或空壓氣缸與繼電器控制的按鍵開關(guān)和腳踏板來操作的方式。
再后來采用了通過編碼裝置直接感知滑動速度,來進(jìn)行加壓能量控制的方式。
此外,驅(qū)動方式不于摩擦離合器方式,人們還開發(fā)了油壓馬達(dá)驅(qū)動、電動馬達(dá)直接驅(qū)動、開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動、永磁同步伺服電機(jī)驅(qū)動等多種方式。 其中用采用伺服電機(jī)驅(qū)動的數(shù)控壓力機(jī)在替代摩擦壓力機(jī)和進(jìn)行摩擦壓力機(jī)改造方面都獲得了很好的效果。
螺旋壓力機(jī)主要應(yīng)用于進(jìn)行各種高、中、低檔耐火材料的成型產(chǎn)品加工,或各種金屬材料產(chǎn)品的加工成型(冷、熱鍛加工,薄鍛件的冷鍛,鑄造鍛造)。
一般螺旋壓力機(jī)的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機(jī)兼有模鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)等多種鍛壓機(jī)械的作用,性強(qiáng),可用于模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外,螺旋壓力機(jī),特別是摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,所以應(yīng)用廣泛。螺旋壓力機(jī)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)率和機(jī)械效率較低。
用螺桿、螺母作為傳動機(jī)構(gòu),并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運(yùn)動的鍛壓機(jī)械。工作時(shí),電動機(jī)使飛輪加速旋轉(zhuǎn)以儲蓄能量,同時(shí)通過螺桿、螺母推動滑塊向下運(yùn)動。當(dāng)滑塊接觸工件時(shí),飛輪被迫減速至*停止,儲存的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能,通過滑塊打擊工件,使之變形。打擊結(jié)束后,電動機(jī)使飛輪反轉(zhuǎn),帶動滑塊上升,回到原始位置。螺旋壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作力來表示。
螺旋壓力機(jī)通常由電動機(jī)通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn),所以這種壓力機(jī)又稱摩擦壓力機(jī),中國大的摩擦壓力機(jī)為25兆牛。更大規(guī)格的螺旋壓力機(jī)用液壓系統(tǒng)驅(qū)動飛輪,稱為液壓螺旋壓力機(jī),大規(guī)格的有125兆牛。后來又出現(xiàn)用電機(jī)直接驅(qū)動飛輪的電動螺旋壓力機(jī),它的結(jié)構(gòu)緊湊,傳動環(huán)節(jié)少,由于換向頻繁,對控制電器要求較高,并需要特殊電機(jī)。
螺旋壓力機(jī)無固定下死點(diǎn),對較大的模鍛件,可以多次打擊成形,可以進(jìn)行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關(guān),變形大時(shí)打擊力小,變形小(如冷擊)時(shí)打擊力大。在這些方面,它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低(約0.5米/秒,僅為鍛錘的1/10),打擊力通過機(jī)架封閉,故工作平穩(wěn),振動比鍛錘小得多,不需要很大的基礎(chǔ)。螺旋壓力機(jī)裝有打滑保險(xiǎn)機(jī)構(gòu),將大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi),以保護(hù)設(shè)備安全。
電動螺旋壓力機(jī)的基本工作原理
電機(jī)驅(qū)動螺旋壓力機(jī)的飛輪、套軸與螺母一起頻繁正反轉(zhuǎn)運(yùn)動,螺母與螺桿形成運(yùn)動付,螺母驅(qū)動螺桿和滑塊上下運(yùn)動,產(chǎn)生打擊力。以PLC為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有幾個(gè)工作程序段,各程序段的打擊速度可以通過對應(yīng)的電氣進(jìn)行調(diào)節(jié);各程序段的打擊次數(shù)可以通過對應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)置。可采集壓力機(jī)各瞬間工作狀態(tài)進(jìn)行邏輯判定,完成對電機(jī)控制和制動、進(jìn)出料裝置的控制、氣動出模控制。配以對應(yīng)各類工件的進(jìn)出料裝置,壓力機(jī)可實(shí)現(xiàn)全自動工作。
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