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交流伺服压力机及其关键技术(下)

发布时间:2014-01-27 作者:孙友松 周先辉 黎勉 魏良模 黄开胜 何宏肃  来源:万方数据
交流伺服电机驱动是目前成形装备发展的一个新方向,不但可以实现成形装备柔性化和智能化,还可以提高生产率和产品质量、节能环保。本文介绍了交流伺服传动的基本原理、交流伺服压力机发展现状并就其中若干关键技术问题发表了看法:大功率交流伺服电机及其驱动控制技术;交流伺服传动过程能量的回收;无飞轮压力机传动系统设计;重载高效精密螺旋传动技术;基于伺服压力机的成形工艺优化等。文章还就交流伺服压力机的发展趋势进行了展望。

  4.3 电机-减速-曲柄连杆(肘杆)

  日本KOMATSU,AIDA,AMINO,德国SCHULER等公司分别开发了各种不同形式的伺服曲柄压力机[1吨]。KOMATSU公司将这类压力机称为“自由运动”压力机。伺服驱动曲柄压力机保留了曲柄压力机的原有优点。与螺旋传动不同,回程时电机无需反向,滑块靠近下死点时速度自动降低,增力比加大。

  这类压力机按传动方式来分,大致有以下3种。

  4.3.1 电橇-减速-馥柄连秆

  AIDA公司的NSl系列伺服曲柄压力机属于此类型。伺服电机经一级齿轮传动驱动曲柄——连杆机构。与普通蘸耩莲力枧不同靛是,震交流饲服电机取代了普通感应电动机,取消了飞轮、离合器,同时安装了大电容来储存电能。

  4.3.2 电视-减速-蘸柄-肘枰

  采用肘杆机构可以提高增力比,减少电机容量,提高压力机吨位。图2为KOMATSU公司H1F单点伺黻压力祝和AMINO公司双点饲驻歪力桃原理图,AMINO公司此类压力机最大吨位可达到25000 kN。

Komatsu单点(左)和Amino双点<右)伺服压力机
图2 Komatsu单点(左)和Amino双点(右)伺服压力机

  4.3.3 混合传动(电机-减速-螺旋-肘杆)

  采用这种传动方式,可以获得更大的增力比,制造更大吨位的压力枧;缺点是由于螺旋需要正反转,工作频率不能太高。图3为日本小松公司H2F双点伺服压力机传动原理,两台伺服电机通过皮带藏速,带动滚珠丝杠运动,再通过封抒极掬带动滑块上下运动,无飞轮和离含器。在该系统中,不仅有位移传感器,而且安有压力传感器,以反馈压力信号。2004年夺松公霞生产耱多点压力橇规格已经达到42000 kN。

Komatsu公霹H2F驳点筒服基力移传动露理
图3 Komatsu H2F双点压力机传动原理

  4.4 数控回转头压力机

  数控翔转头歪力机的发爱融经有数十年酶历史。最初多采用机械驱动,步冲频率比较低,通常在200次/min叫以下。20世纪束,数控阐转头压力橇越来越多地采焉液蓬伺服驱动技术,步冲频率提高到600次/min叫以上。伺服电机驱动的数控回转头压力机的出现,其性能有了进一步的提高,其主要优点是消除了漓液渣漏;系统无需预热,可童接快速启动;节电30%~40%;步冲频率较液压伺服驱动进一步提高。

  采用伺服驱动的Mr()R{M2004EZ产品曾获霹本政府通产大臣奖。天田公司也推出EM2510NT产品,采用双儡服电机驱动,声称为“世界上最快的数控圆转头腿力机,其步狰频率达1800次/min。

  4.5 螺旋压力机

  电动螺旋压力枧出于其一系剜优点,近年来褥刘很大的发展,尤其在大吨位螺旋压力机中具有藏大的潜力,目前最大吨位已经达到320000 kN。有入曾分析电动螺旋压力机电枧的发热过程,由于螺旋压力机电机转差率大,引起转予发热,认为其传动效率不比普通摩擦压力机高,小能量打击时,效率甚至低予警遇摩擦压力视口1{。交流儡服电机驱动技术的出现,从根本上解决了这一问题。日本ENOMOTO公司在其电动螺旋压力机中,采用了交流饲冀瑟技术,开发了100-1000 t麴德服螺旋压力机。该产品获2002年日本新技术开发设计奖。其主要优点是节能和控制精确方便,据称,节能效果达50%。嚣内华孛辩技大学等单位也开发了类似产品。山东理工大学开发了开关磁阻电机驱动的电动螺旋压力机。

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