一種新型閉式雙點高速切片壓力機齒輪傳動機構設計

莊 健，曹 陽，肖 江，鄭義祥

（揚力集團 重機研究所，江蘇 揚力 225009）

一種新型閉式雙點高速切片壓力機齒輪傳動機構設計

莊 健，曹 陽，肖 江，鄭義祥

（揚力集團 重機研究所，江蘇 揚力 225009）

以我廠交付客戶使用的壓力機設計參數為依據，從臺板尺寸和滑塊行程次數切入，剖析了一臺閉式雙點800t高速熱切片壓力機傳動結構分析設計過程。

閉式雙點壓力機；高速；切片；同向傳動；齒輪結構

2013年公司應北車集團某軌道交通裝備有限公司定制要求，為其熱模鍛生產線定制一臺800t閉式雙點熱切邊機械壓力機。

1 產品參數

根據用戶需求及現場情況，確定產品主要參數如表1所示。

經過初步分析，該壓力機有兩個特點：①臺板尺寸較特殊，無法直接參照常規機床設計；②行程次數高。這兩個特點給壓力機傳動部分設計增加了難度。

表1 壓力機主要參數

根據主要參數，該壓力機傳動機構在設計中需首先確定以下幾點：①滑塊上加力點數的確定；②傳動級數和各級傳動比的分配；③飛輪位置的確定；④離合器制動器位置的確定；⑤芯軸上偏心齒輪傳動型式和安裝方式的確定。

2 設計過程

2.1 滑塊加力點數的確定

按壓力機滑塊上加力點的數量（即連桿的數量），分為單點、雙點和四點壓力機。對于滑塊和工作臺尺寸均比較小的壓力機，可采用單點；對于滑塊和工作臺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，避免工作時滑塊產生歪斜，應采用雙點；對于前后和左右尺寸都比較大的，則采用四點。

參照本廠設計生產實例統計，通常閉式單點前后移臺臺板（長×寬）：（1700～1800）mm×1900mm；閉式雙點前后移臺臺板（長×寬）：（3600～4000）mm×（1800～2000）mm。

此臺壓力機的臺板尺寸正好介于單點和雙點參數之間，為盡可能減少滑塊歪斜情況，確定采用閉式雙點同向傳動形式。

2.2 傳動級數的確定

根據以往設計實例，常規閉式雙點同向傳動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

圖2 上三角式齒輪傳動

圖3 下三角式齒輪傳動

直線排布的芯軸、齒輪軸、小人字齒輪軸都垂直于壓力機的正面放置，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。

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

常規的齒輪排布方式均為三級傳動，滑塊行程次數一般為10～30min-1。而客戶需要的參數為30～40min-1，顯然常規的閉式雙點傳動結構無法滿足行程次數要求。此時應考慮二級傳動，將大人字齒輪和小人字齒輪傳動級省去。

2.3 飛輪和離合制動器位置確定

由于二級傳動只是略去了齒輪傳動的一個中間級，對于電機和飛輪的三角皮帶傳動影響不大，故依據常規傳動形式將飛輪放置在傳動軸上，并采用常規800t的離合制動器。

由于已將壓力機傳動系統封閉在機身內并采用偏心齒輪傳動，在結構上限制了離合器和制動器的安放位置，因而將離合制動器設置在傳動軸上。

2.4 偏心齒輪傳動型式和安裝方式

芯軸上的偏心齒輪傳動采用公司常規的單邊整體式結構。

由于臺面長度尺寸較小，齒輪選的是800t的偏心齒輪，又為二級傳動，考慮將傳動軸做成雙齒輪軸的形式，偏心齒輪采用面對面交錯安裝的方式，這樣就可以大大減小偏心齒輪的中心距，大大降低了傳動系統對臺板長度尺寸的要求。

3 確定壓力機傳動形式

經過設計分析，最終確定了傳動結構，如圖4所示。電機通過三角皮帶與飛輪連接，飛輪與傳動軸通過單圓頭鍵連接，傳動軸上加工有兩個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柱連接。電機正轉，帶動飛輪旋轉，飛輪帶動傳動軸旋轉，同時，傳動軸上與左右偏心齒輪嚙合的兩個直齒輪旋轉，帶動偏心齒輪轉動，通過左右連桿和左右導柱將旋轉運動轉化為上下直線運動，最終使滑塊上下運動帶動模具沖壓做功。

圖4 最終傳動結構

4 小結

該產品于2013年經國家鑄造鍛壓機械質量監督檢驗中心檢測，為揚力集團及江蘇省首臺（套）設備。該壓力機交付客戶使用至今，設備運轉良好，性能穩定，得到客戶的認可好評。

[1]曲柄壓力機設計編寫組，編.曲柄壓力機設計[M].濟南：濟南第二機床廠等印制，1973.

[2]何德譽，著.曲柄壓力機[M].北京：機械工業出版社，1981.

[3]機械傳動及曲柄壓力機編寫組，編.機械傳動及曲柄壓力機[M].北京：人民教育出版社，1978.

[4]莊 健.閉式壓力機異向傳動一種齒輪鍵定位安裝方法[J].鍛壓裝備與制造技術，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 健（1985-），男，助理工程師，從事機械壓力機研發與制造。E-mail：airface@sina.com