伺服机械压力机
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1.1.2 机械压力机

机械压力机是应用最广的锻压机床,它具有结构简单、价格低廉、适应性强等一系列优点,广泛应用于汽车制造、家用电器制造、电子信息装备制造等国家支柱产业,2000年统计的国内保有量已经超过100万台,占全部锻压机械的80%以上。

机械压力机最常见的工作机构为曲柄-滑块机构(偏心轴、曲拐轴和偏心齿轮等),滑块的运动曲线为近似正弦曲线。为适应特殊的锻压工况,改善滑块的运动曲线,也采用其他机构,如肘杆机构或多连杆机构等。

传统的机械压力机由感应电动机驱动,经过减速机构-离合器-制动器-曲柄滑块机构,将旋转运动转变为滑块的直线运动,由飞轮储存释放能量,克服压制过程的尖峰载荷。图1-1所示为传统曲柄压力机。

图1-1 传统曲柄压力机

尽管机械压力机具有许多优点,为人类社会的进步做出过重要贡献,但由于其基本结构所限,已不能适应现代智能化、绿色环保的生产要求,其主要问题是:

1.工作特性不可调

电动机一般不调速,一旦机械压力机设计完成,滑块的运动特性即已固定,机械压力机的工作特性无法进行调整。对一般机械压力机而言,工作中离合器一旦结合,滑块的运动不再受控制,直至一个工作循环结束。也就是说,普通机械压力机的滑块只有 “起停” 控制,工作过程中的运动是不能控制的。

2.能耗高

据分析和试验测试,其能效仅为20%左右。

3.体积庞大

由于传动链长,机械部件多,尤其飞轮、离合器-制动器等笨重部件占据巨大空间。

4.可靠性不高

传动链复杂,导致故障率高,维修复杂。

5.振动噪声大

人们一直都在寻求解决这些问题的办法,但由于支撑技术的限制,长期以来,锻压装备领域这些老大难问题一直没能得到解决,机械压力机的传动模式一百余年来没有大的变化。