力矩電動機沖擊聯軸器的應用

王可山

（煙臺環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動雙向螺桿的夾具為例，說明其故障的發生原因及解決方法。

圖1中力矩電動機1通過套筒式聯軸器2，直聯式驅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，驅動與螺母相聯接的鉗口4和5同時向內運動夾緊軸類工件，或同時向外運動松開工件。夾具經過一段時間的使用，力矩電動機在夾緊工件后，經常有松開時反向旋轉不能啟動的現象，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，雖然不是頻繁發生，但看到產品有故障，就要找原因并糾正。分析此類故障發生的原因，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。

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:做一副能產生瞬時沖擊的聯軸器，在力矩電動機反向旋轉起動后，與電動機軸相聯的聯軸器獲得一定的初始角速度，然后與螺桿上的聯軸器進行撞擊，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。基于以上理解，設計并制造了沖擊聯軸器（見圖2）。

圖中的沖擊錘1與力矩電動機軸相聯接，撞塊2與雙向螺桿相聯接。沖擊錘1通過螺釘5和彈簧4聯接著套筒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。強調一下，力矩電動機的反向旋轉，由時間參數控制，而不是以堵轉力矩控制，所以力矩電動機松開旋轉結束時，不會產生較大靜摩擦力的情況。

聯軸器改造之后，公司生產的同類夾具再沒出現過反向不能起動的故障，操作者反映功能良好。公司的其他產品中有一些也采用力矩電動機驅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，產品遲遲得不到驗收，經過改用沖擊式聯軸器，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．