節能型變頻雙盤摩擦壓力機研究應用

欒新民，朱元勝，龐 奇

（青島青鍛鍛壓機械有限公司，山東 膠州 266300）

節能型變頻雙盤摩擦壓力機研究應用

欒新民，朱元勝，龐 奇

（青島青鍛鍛壓機械有限公司，山東 膠州 266300）

節能型變頻雙盤摩擦壓力機采用變頻智能控制，可實現電機間歇工作，且速度、能量可調，能有效利用圓盤儲存的旋轉能量，實現鍛打過程零耗電，從而節能降耗，是傳統摩擦壓力機升級改造的好途徑。

機械制造；變頻；摩擦壓力機；升級改造

1 前言

雙盤摩擦壓力機發展歷史悠久，是我國鍛造行業的主要設備之一，為我國鍛造業的發展做出了巨大貢獻。但傳統的雙盤摩擦壓力機因電機一直在工作，尤其是在非打擊的輔助間歇時間里，電機輸出的基本是無用功，圓盤能量有效利用率很低，因而耗電耗能。隨著該行業的飛速發展和國家節能減排政策的實施，能耗較高的傳統型雙盤摩擦壓力機的使用已越來越受到限制，急需升級換代或更新改造。

電動螺旋壓力機作為一種新型的節能螺旋壓力機，在國外已得到廣泛應用。近幾年在國內發展迅速，使用情況較好。實踐證明，電動螺旋壓力機將是老式雙盤摩擦壓力機理想的更新換代產品。

但是，由于傳統的雙盤摩擦壓力機在我國量大面廣，全部淘汰更新不僅資金困難，也會造成不必要的浪費，顯然難以實施。因此，在充分利用原有資源的基礎上，對傳統的雙盤摩擦壓力機進行節能改造勢在必行。同時，對部分企業為節省投資而希望先選購價格便宜的雙盤摩擦壓力機的用戶，也可直接購買這種節能型雙盤摩擦壓力機以解燃眉之急。因此，開發節能型雙盤摩擦壓力機迫在眉睫。

為此，青鍛公司工程技術人員通過大量理論推導計算和多次模擬試驗，創造性地發明了國內外第一臺節能型變頻雙盤摩擦壓力機，以滿足市場和建設節能環保型社會的需求。

2 節能型變頻雙盤摩擦壓力機的研究應用

節能型變頻雙盤摩擦壓力機的節能原理是充分利用圓盤儲存的旋轉能量，滿足鍛打過程中的能量所需。電機在滑塊運行期間基本不耗電，而在滑塊靜止時的上下料輔助時間，由變頻智能控制的電機才開始工作，加速補充能量圓盤在驅動過程中的能量損耗，使其恢復至設定值。電機因采用變頻智能控制且間歇工作，因而節省了電能。

摩擦壓力機的飛輪電力拖動與曲柄壓力機有許多相似之處。在摩擦壓力機中，圓盤起曲柄壓力機中飛輪的作用。正面摩擦傳動機構起離合器的作用，它借助圓盤表面與飛輪摩擦帶之間的摩擦力，在一次工作循環中使從動質量受到兩次加速。

與曲柄壓力機不同的是，摩擦壓力機在滑塊工作行程中圓盤與飛輪完全脫離了摩擦聯系。因此，允許飛輪在工作行程結束時完全停止，并且全部釋放從圓盤得到的動能。同時，傳統的摩擦壓力機的圓盤也和曲柄壓力機的飛輪一樣，只能在電動機的滑差率的允許范圍內利用一部分能量，因此，它具有“能量冗余”。由于傳統的雙盤摩擦壓力機圓盤的轉動慣量一般設計為飛輪轉動慣量的2～5倍，盡管能量很大，但因受電機額定滑差率的限制，有效能量的利用率很低。

而節能型變頻雙盤摩擦壓力機因采用變頻智能控制，從而有效地解決了電機額定滑差率問題。電機轉速可頻繁地從零到最大進行變速，從而最大限度地利用了圓盤儲備的能量，實現了電機在滑塊運行期間基本不耗電，節約了電能。電機只在滑塊靜止時的輔助時間里才工作，由于電機采用變頻智能控制，因此不僅加速時間短，提速快，而且電流小，對電網無沖擊，耗電少。

3 工作流程框圖

4 性能特點及發展優勢

（1）圓盤能量有效利用率高。變頻智能控制電機可間歇工作且加速快、電流小，滑塊運行期間電機基本不耗電，節約電能。

（2）速度控制精確，打擊力穩定，鍛件精度高。

（3）變頻智能控制電機速度可調，可預選打擊力和打擊能量，工藝適用范圍廣。

（4）因打擊力可控，模具受力小、使用壽命長。

（5）主機結構簡單直觀、故障率低，易于維護、費用低。

（6）可通過人機界面設定各種參數，并可通過屏幕顯示實際打擊力和能量的大小，方便工藝人員做工藝實驗，分析工藝過程。

5 市場前景

在我國現有的鍛造設備中，絕大部分是傳統式雙盤摩擦壓力機。這種老式的雙盤摩擦壓力機相對電動螺旋壓力機及變頻雙盤摩擦壓力機等新型節能設備而言，耗電指標高、精度差，因此，從取得合理經濟效益的觀點來看，在推廣電動螺旋壓力機及變頻雙盤摩擦壓力機等節能型產品的同時，對鍛造廠現有的老式雙盤摩擦壓力機研究出合理的改造方案，把這些陳舊的耗能設備改造成為性能優良的節能型變頻雙盤摩擦壓力機十分可行。而且和換頭式的電動螺旋壓力機改造方案相比，機械部分無需做任何改動，充分利用現有能量資源，只增加變頻智能控制即可。從而節約了投資，提高了產品性能，效果很好。

經國家檢測中心檢測，節能型變頻雙盤摩擦壓力機比傳統型雙盤摩擦壓力機節電40%以上，效益非常顯著。該技術現已申報國家發明專利。

[1] 鮑恰洛夫（蘇）.螺旋壓力機.北京：機械工業出版社，1985.

[2] 朱元勝，欒新民.常用模鍛設備的結構性能特點及應用發展趨勢.鍛壓裝備與制造技術，2007，（5）.

[3] 朱元勝，張鳳君，姜同秀.我國電動螺旋壓力機的最新發展.鍛壓裝備與制造技術，2009，（6）.

Research and application of energy-saving frequency double-disk friction press machine

LUAN Xinmin,ZHU Yuansheng,PANG Qi
（Qingdao Qingduan Metalforming Machinery Co.,Ltd.,Jiaozhou 266300,Shandong China）

The energy-saving frequency double-disk friction press machine has been controlled by frequency intelligence,which can permit the interval work of motor.The speed and energy can be adjusted in order to make full use of rotary energy stored in the disk.Zero electricity has been used in the forging process with lower energy consumption.It is an upgrade for the traditional friction press.

Frequency conversion;Friction press;Upgrade

TG315.6

B

1672－0121（2012）03－0022－02

2011-12-26

欒新民（1958-），男，高級工程師，公司總經理，從事鍛壓機械的研發、制造、管理等工作