常见问题

螺旋压力机

发布时间:2014-03-06 00:11:54　作者: 信息来源:

1 发展

　　压力机的发展由来已久，从很早很早以前的欧洲就开始使用木质的螺旋压力机了，这种古老的设备是机械设备成型较早的一种，历史悠久。早期的螺旋压力机主要被用作压制葡萄汁或者是橄榄油。十五世纪的德国人根据螺旋压力机的原理，在此基础上进行改进和发挥造出了螺旋印刷机，这两种机械就成为了后来的各种压力机的原型。所以，在欧洲的语言中，印刷以及压力这两个词语在词根上也是彼此相同的。后来，意大利人在十六世纪使用压力机开始制作金属制品，诸如艺术品以及硬币。一直到了十九世纪中期，蒸汽机的出现才有了以蒸汽为动力的机械压力机。

　　在工业生产中最早使用的就是通过摩擦盘传递的动力，这种摩擦压力机是于十九世纪初被广泛使用的，首个有关摩擦压力机的专利是得过于1877年公布的。在工作性能上摩擦压力机较为可靠，且在结构上也简单便捷，所以到今天，这种机械设备还是受到人们的青睐。但是缺点就是效率太低，在摩擦传动的过程中会损失掉很多的能量，总的动能利用率大约只有一半，而总效率则最多只能达到总能量的四分之一。所以人们一直以来都是努力的对其进行改进想要寻求一个可以提高工作效率的办法，改进的主要目标就是首先要对传动效率进行改进，降低不必要的耗能；其次，则是对设备的吨位进行提高，这是对其工作能力的改进；最后，则是对机械控制打击能量上的精度以及自动化的操作程度上。螺旋压力机总体开始快速发展是在二十世纪，整个二十世纪的初期，液压式的螺旋压力机开始得到研制，人们致力于将其投入工业的生产中，三十年代，电动式的螺旋压力机开始被前苏联研制出来；到了四十年代末期螺旋式的压力机被投入到工业中使用；五十年代末期，德国也开始生产电动压力机；到了七十年代的末期，德国已经研制出了离合器式的螺旋压力机，这种设备是由新佩坎公司研发出的。而到了二十世纪的末期，伺服驱动的电动压力机也由日本问世。即便是进入到了新世纪，螺旋压力机仍旧生机盎然，蓬勃发展，并且还在向着更多地品种和更齐全的规格以及自动化程度更高的方向发展。其发展必然会继续为人类社会的进步作出更多。

　　2 几种典型的螺旋压力机

　　2.1 摩擦压力机

　　螺旋压力机在现代工业中的应用非常广泛，主要就是以其简单的结构以及低廉的价格作为主要的优势，其使用历史由来已久，可以追溯到二百年前。并且其应用行业也很广泛，除了在锻压领域中应用广泛之外，还能够应用到建材行业。摩擦压力机在使用中的主要问题就在于电动机在带动摩擦盘进行告诉的转动后，飞轮会和摩擦盘之间出现打滑现象，这种现象是由于飞轮需要在循环中改变旋转的方向。这样在传动效率上就会受到影响，并且摩擦带也会由于打滑而出现磨损。这一问题的改进从上个世纪就开始被人们关注，先后出现了双电机驱动的压力机，以及三盘式的压力机。并且在工作以及回程上，摩擦盘的速度特性不同，所以，飞轮以及摩擦盘的滑动速度就得到了控制，设备在性能的稳定性上有了一定的提高。但是，在结构以及操作上就会相对的增加了复杂性，所以，制造以及维修费用也有了一定的提高，因此应用并未推广。

　　摩擦压力机的吨位不大，并且效率不高打击力度的控制无法做到很精确，但是在造价上具有着别的设备无法达到的优势，所以，一般在中小吨位的机械应用中十分受到人们的青睐，目前中小吨位的压力机仍是摩擦压力机压力机作为主导。

　　2.2 液压螺旋压力机

　　与摩擦传动相比，液压传动有更高的效率。油泵的总效率在70%～80%左右，而柱塞泵更可达到90%（以上，还可利用蓄能器储存减速制动时的能量。人们在上世纪20年代就开始研制液压螺旋压力机，以求发展更大吨位的设备。1984年美国公司研制成功6300KN样机，1972年德国公司制造了当时世界最大的6300KN压力机，设计吨位则达到250000KN。液压螺旋压力机按驱动方式有两种-液压缸驱动（推缸式）和液压马达驱动（副螺杆式）。液压螺旋压力机的效率大大提高，其加速传动效率可达60%～70%。此外，系统工作寿命大大提高，据德国公司40000KN压力机连续工作6年，没换过油泵和马达，没出现过故障。但与摩擦压力机相比，结构复杂，维修成本也更高些。

　　2.3 电动螺旋压力机

　　直接用电动机转子来代替飞轮，或通过齿轮或皮带带动飞轮旋转，去除了低效率的摩擦传动，具有最短的传动链和较高的效率。前苏联学者基于这一想法，在1933年研制了电动机直接驱动的2000KN螺旋压力机试验机。但由于电机长期处于正-反转和启动-停止工作状态，发热十分严重，温升达120度。

　　2.4 离合器式螺旋压力机

　　具有很大惯性飞轮的频繁正反转是螺旋压力机效率不高的主要原因，因为在加速减速及制动过程中会消耗大量能量。如果能像曲柄压力机一样，飞轮无需换向，效率就可以大大提高了。基于这一思想，德国辛佩坎公司在1979年研制成功离合器式螺旋压力机，在飞轮与螺杆之间靠离合器来连接，与曲柄压力机相似。飞轮在工作过程中始终向一个方向旋转，无须停止和反向，其尺寸和转动惯量可远大于普通摩擦压力机。

　　3 螺旋压力机的新进展

　　交流伺服驱动电动螺旋压力机

　　近20多年来，交流伺服驱动技术步入了工业应用阶段，与直流伺服驱动相比，表现出极大的优越性。上世纪末，发达工业国家开始将这一技术应用于成形设备。日本公司在不久前声称在世界上首次开发成功交流伺服电机驱动的螺旋压力机。它有两种传动方式，一种是将扁平型伺服电机直接安装在螺杆上；另一种则是通过皮带带动飞轮旋转。由于采用交流伺服驱动，它具有更加优越的工作性能：（1）节能可达50%；（2）可获得更高的控制和锻造精度；（3）适应性广，一种设备可完成从小到大的多种锻件的压制，更适应小批量多品种的柔性化生产。该产品获得2001，年日本第31届新机械技术奖，目前的最大吨位为16000KN，安装有两台100KW的伺服电机。

　　4 结束语

　　高能耗的摩擦式压力机虽然在控制上精度不算很高，但是由于其造价低并且结构简单，所以在我国的机械制造业中还是应用十分广泛的，并且市场前景仍旧很好。但是同目前提倡的节能口号有些不相适应，所以对其发展应当给予相应的控制，尤其是对于吨位较大的摩擦压力机，由于吨位的原因，其能耗会更高。离合器式的螺旋压力机在目前来说能够解决一些摩擦压力机能耗高一级吨位的问题，在效率上较高，并且打击力度较大，且精度也较容易控制等等，这些优点是目前市场上所使用的大吨位的压力机所要发展的一个趋势。并且目前来说，电子电气以及计算机和电机科技的发展，使得螺旋压力机的结构也有了很大的改变，并且发展的空间更大，不但可以更加精确的对其精度予以控制，更能在离合器以及制动器的能耗上有所突破，因为这些部件的去除使得能耗进一步的减少。所以其发展的前景很好，会得到社会的关注。并且在螺旋压力的自动化发展上会进一步，使得在更加精准的前提先，提高打击的的力度、速度以及位置。使得设备的使用更加的方便，这就是螺旋压力机在今后的方向。