一种新型闭式双点高速切片压力机齿轮传动机构设计

庄 健，曹 阳，肖 江，郑义祥

（扬力集团 重机研究所，江苏 扬力 225009）

一种新型闭式双点高速切片压力机齿轮传动机构设计

庄 健，曹 阳，肖 江，郑义祥

（扬力集团 重机研究所，江苏 扬力 225009）

以我厂交付客户使用的压力机设计参数为依据，从台板尺寸和滑块行程次数切入，剖析了一台闭式双点800t高速热切片压力机传动结构分析设计过程。

闭式双点压力机；高速；切片；同向传动；齿轮结构

2013年公司应北车集团某轨道交通装备有限公司定制要求，为其热模锻生产线定制一台800t闭式双点热切边机械压力机。

1 产品参数

根据用户需求及现场情况，确定产品主要参数如表1所示。

经过初步分析，该压力机有两个特点：①台板尺寸较特殊，无法直接参照常规机床设计；②行程次数高。这两个特点给压力机传动部分设计增加了难度。

表1 压力机主要参数

根据主要参数，该压力机传动机构在设计中需首先确定以下几点：①滑块上加力点数的确定；②传动级数和各级传动比的分配；③飞轮位置的确定；④离合器制动器位置的确定；⑤芯轴上偏心齿轮传动型式和安装方式的确定。

2 设计过程

2.1 滑块加力点数的确定

按压力机滑块上加力点的数量（即连杆的数量），分为单点、双点和四点压力机。对于滑块和工作台尺寸均比较小的压力机，可采用单点；对于滑块和工作台前后尺寸较小而左右尺寸较大的，为改善滑块与上横梁的受力情况，避免工作时滑块产生歪斜，应采用双点；对于前后和左右尺寸都比较大的，则采用四点。

参照本厂设计生产实例统计，通常闭式单点前后移台台板（长×宽）：（1700～1800）mm×1900mm；闭式双点前后移台台板（长×宽）：（3600～4000）mm×（1800～2000）mm。

此台压力机的台板尺寸正好介于单点和双点参数之间，为尽可能减少滑块歪斜情况，确定采用闭式双点同向传动形式。

2.2 传动级数的确定

根据以往设计实例，常规闭式双点同向传动按小直齿轮的位置不同可分为直线（图1）、上三角（图2）、下三角（图3）排布方式。

图1 直线式齿轮传动

图2 上三角式齿轮传动

图3 下三角式齿轮传动

直线排布的芯轴、齿轮轴、小人字齿轮轴都垂直于压力机的正面放置，小直齿轮与左右偏心齿轮中心位于同一条直线上，大人字齿轮与小直齿同轴且与小人字齿轮在机床垂直方向上啮合。相比直线排布，上三角排布的小直齿轮位于左右偏心齿轮中心连线的上方，下三角排布的小直齿轮位于左右偏心齿轮中心连线下方。

三种排布方式依据工作台板尺寸以及电机位置的具体情况选择。台板左右尺寸较大，一般采用直线式排布；台板左右尺寸较小，一般采用上三角或下三角排布。若电机在横梁上方，一般采用上三角排布；若电机在横梁后面，一般采用下三角排布。

常规的齿轮排布方式均为三级传动，滑块行程次数一般为10～30min-1。而客户需要的参数为30～40min-1，显然常规的闭式双点传动结构无法满足行程次数要求。此时应考虑二级传动，将大人字齿轮和小人字齿轮传动级省去。

2.3 飞轮和离合制动器位置确定

由于二级传动只是略去了齿轮传动的一个中间级，对于电机和飞轮的三角皮带传动影响不大，故依据常规传动形式将飞轮放置在传动轴上，并采用常规800t的离合制动器。

由于已将压力机传动系统封闭在机身内并采用偏心齿轮传动，在结构上限制了离合器和制动器的安放位置，因而将离合制动器设置在传动轴上。

2.4 偏心齿轮传动型式和安装方式

芯轴上的偏心齿轮传动采用公司常规的单边整体式结构。

由于台面长度尺寸较小，齿轮选的是800t的偏心齿轮，又为二级传动，考虑将传动轴做成双齿轮轴的形式，偏心齿轮采用面对面交错安装的方式，这样就可以大大减小偏心齿轮的中心距，大大降低了传动系统对台板长度尺寸的要求。

3 确定压力机传动形式

经过设计分析，最终确定了传动结构，如图4所示。电机通过三角皮带与飞轮连接，飞轮与传动轴通过单圆头键连接，传动轴上加工有两个直齿轮分别与左右偏心齿轮轮齿啮合。左右连杆的大端分别与左右偏心齿轮的偏心部分连接，小端分别通过左右连杆销与左右导柱连接。电机正转，带动飞轮旋转，飞轮带动传动轴旋转，同时，传动轴上与左右偏心齿轮啮合的两个直齿轮旋转，带动偏心齿轮转动，通过左右连杆和左右导柱将旋转运动转化为上下直线运动，最终使滑块上下运动带动模具冲压做功。

图4 最终传动结构

4 小结

该产品于2013年经国家铸造锻压机械质量监督检验中心检测，为扬力集团及江苏省首台（套）设备。该压力机交付客户使用至今，设备运转良好，性能稳定，得到客户的认可好评。

[1]曲柄压力机设计编写组，编.曲柄压力机设计[M].济南：济南第二机床厂等印制，1973.

[2]何德誉，著.曲柄压力机[M].北京：机械工业出版社，1981.

[3]机械传动及曲柄压力机编写组，编.机械传动及曲柄压力机[M].北京：人民教育出版社，1978.

[4]庄 健.闭式压力机异向传动一种齿轮键定位安装方法[J].锻压装备与制造技术，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

庄 健（1985-），男，助理工程师，从事机械压力机研发与制造。E-mail：airface@sina.com