專利名稱：一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，屬于鍛造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖擊鍛造錘。它與現(xiàn)有空氣錘相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動(dòng)機(jī)理先進(jìn)及故障率低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于設(shè)備制造、機(jī)械加工等行業(yè)。
背景技術(shù)：
鍛造是對(duì)金屬坯料施加一外力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定尺寸、形狀及內(nèi)部組織要求的機(jī)械零件毛坯的一種壓力加工方法，是機(jī)械制造中常用的成型工藝。大型鍛件主要由水壓機(jī)和油壓機(jī)等大型鍛壓設(shè)備來完成，中小型鍛件主要由蒸汽錘、夾板錘和空氣錘來完成。蒸汽錘由于能耗大，能源利用率低，相比較而言在機(jī)械制造行業(yè)大量使用空氣錘，加工成本較低?，F(xiàn)有空氣錘的結(jié)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)、空氣錘工作氣缸、操縱機(jī)構(gòu)、 錘頭組成部分、砧座及錘身等組成。砧座、錘頭組成部分與空氣錘工作氣缸保持垂直，中心線保持一致，錘頭組成部分與空氣錘工作氣缸在上方，砧座在下方；空氣壓縮機(jī)由曲軸、連桿、氣缸、活塞、活塞環(huán)及軸承組成；空氣錘工作氣缸由氣缸、活塞及活塞環(huán)組成，其中活塞與錘頭連接為一體，活塞上下移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)錘頭一起上下移動(dòng)?，F(xiàn)有空氣錘的工作原理電動(dòng)機(jī)通過皮帶和齒輪兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)使曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸帶動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生壓縮空氣。當(dāng)操縱機(jī)構(gòu)處于空擋時(shí)，空氣壓縮機(jī)壓縮缸上下氣道與大氣相通，壓縮空氣不進(jìn)入空氣錘工作氣缸，電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，錘頭不動(dòng)作；當(dāng)操縱機(jī)構(gòu)操縱上下旋閥時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入空氣錘工作氣缸的上部或下部，推動(dòng)空氣錘工作活塞上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)錘頭上升或下降，完成對(duì)鍛件各種鍛造動(dòng)作?，F(xiàn)有空氣錘存在的缺陷1.轉(zhuǎn)換過程太多，效率低。需要將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過兩級(jí)活塞與氣缸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成錘頭的直線運(yùn)動(dòng)。2.結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，故障率高，檢修困難。轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)作部件太多，活塞環(huán)、銅瓦、軸承都是易損件，經(jīng)過一段時(shí)間使用就會(huì)出現(xiàn)活塞環(huán)漏氣，錘頭擊打無力的情況。3.不節(jié)能。由于電動(dòng)機(jī)功率較大，啟動(dòng)困難，錘頭不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，電動(dòng)機(jī)也必須空轉(zhuǎn)。4.錘頭擊打次數(shù)不可調(diào)。5.造價(jià)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，目的是為了解決傳統(tǒng)空氣錘的不足，從而公開一種以直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖擊鍛造錘的技術(shù)方案。其具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、沖擊力大、擊打次數(shù)可調(diào)及維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，其特征在于是一種錘頭的驅(qū)動(dòng)方式采用應(yīng)用在磁懸浮列車和航空母艦飛機(jī)起飛的，能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的，而不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的沖擊式鍛造錘，也是一種沒有減速機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)、空氣錘工作氣缸、曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、軸承、齒輪、軸、皮帶輪等易損機(jī)械部件的沖擊式鍛造設(shè)備，整套設(shè)備由錘頭1、錘體2、導(dǎo)軌3、托架4、三相交流直線電機(jī) 5、錘身6和砧座7組成，其所述錘頭1和錘體2連接為-體，由金屬材料制造成方形體，錘體2兩側(cè)加工有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽與導(dǎo)軌3尺寸吻合，導(dǎo)軌3用鑄鐵加工成三角形，固定在托架4上，托架4用20-50mm厚鋼板焊接成槽型，用螺栓緊固在錘身6上，錘身6由鑄鐵鑄造而成，三相交流直線電機(jī)5安裝在托架4上，見附圖(1. 2. 3)，三相交流直線電機(jī)5與錘體2 之間的距離保持在2-3mm，組裝完成后要求錘頭1與錘體2在導(dǎo)軌3導(dǎo)向作用下能夠上下滑動(dòng)。上述一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，其特征在于所述的三相交流直線電機(jī)5是采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。下面結(jié)合附圖(1. 2. 3)闡述本發(fā)明一種新式鍛造錘工作過程接通電源啟動(dòng)三相交流直線電機(jī)5，在其電樞內(nèi)部及表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變移動(dòng)磁場。由于三相交流直線電機(jī)5 與錘體2之間的距離比較近Q-3mm)，交變移動(dòng)磁場移動(dòng)過程中在錘體2靠近三相交流直線電機(jī)5 —側(cè)切割磁力線，并在錘體2靠近三相交流直線電機(jī)5 —側(cè)內(nèi)部及表面產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，該感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場與交變移動(dòng)磁場相互作用產(chǎn)生電磁推力，推動(dòng)錘體2帶動(dòng)錘頭1沿著導(dǎo)軌3向上運(yùn)動(dòng)(過程類似于磁懸浮列車)，運(yùn)動(dòng)到一定高度后，三相交流直線電機(jī)5斷電，錘體2與錘頭1在重力作用下垂直落下，錘頭1打擊放在砧座7上的鍛件一次，通過控制三相交流直線電機(jī)5的通電時(shí)間，控制錘體2與錘頭1的上升高度，從而控制錘頭1打擊鍛件的力度。本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘的優(yōu)點(diǎn)在于1、與傳統(tǒng)空氣錘比較，屬于電直接驅(qū)動(dòng)方式，沒有中間轉(zhuǎn)換過程，效率高，是一種沒有減速機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)、空氣錘工作氣缸、曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、軸承、齒輪、軸、皮帶輪等易損機(jī)械部件的沖擊式鍛造設(shè)備。其具有整體結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械磨損小、故障率低、維修工作量小、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。2、采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)錘頭，這種直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、推力大、啟動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性好，控制方法簡單。3、錘頭不動(dòng)作時(shí)三相交流直線電機(jī)不通電，節(jié)能效果明顯，噪聲低，驅(qū)動(dòng)機(jī)理更為科學(xué)合理，是傳統(tǒng)空氣錘理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。


圖1.電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘結(jié)構(gòu)示意圖1.錘頭2.錘體3.導(dǎo)軌4.托架5.三相交流直線電機(jī)6.錘身7.砧座圖2.電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘正視3.圖2的A-A剖面圖
具體實(shí)施方案實(shí)施方式1
三相交流直線電機(jī)5是采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。下面結(jié)合附圖(1. 2. 3)詳細(xì)描述采用本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘整套設(shè)備由錘頭1、錘體2、導(dǎo)軌3、托架4、三相交流直線電機(jī)5、錘身6和砧座7組成。其所述錘頭1和錘體2連接為一體，由金屬材料制造成方形體，錘體2兩側(cè)加工有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽與導(dǎo)軌3尺寸吻合，導(dǎo)軌3用鑄鐵加工成三角形，固定在托架4上，托架4用20mm 厚鋼板焊接成槽型，用螺栓緊固在錘身6上，錘身6由鑄鐵鑄造而成，三相交流直線電機(jī)5 安裝在托架4上見附圖(1. 2. 3)，三相交流直線電機(jī)5與錘體2之間的距離保持在2mm，組裝完成后要求錘頭1與錘體2在導(dǎo)軌3導(dǎo)向作用下能夠上下滑動(dòng)。齒輪坯料的具體實(shí)施方案齒輪坯料的具體尺寸為直徑180mm，厚度80mm。按照上述齒輪坯料的長度和直徑，取直徑為IOOmm圓鋼切割成長度為^Omm的棒料，棒料加熱到 980°C，接通電源，啟動(dòng)三相交流直線電機(jī)5，錘體2帶動(dòng)錘頭1沿著導(dǎo)軌3向上運(yùn)動(dòng)，將加熱后的棒料垂直置于砧座7上，三相交流直線電機(jī)5斷電，錘體2與錘頭1在重力的作用下垂直落下，錘頭1打擊放在砧座7上的加熱后棒料一次，反復(fù)多次將棒料墩粗，墩粗的坯料接近直徑180mm，厚度80mm時(shí)鍛造結(jié)束。選錘體2和錘頭1的質(zhì)量為150kg，選三相交流直線電機(jī)5型號(hào)為LSMFl 10501A， 長度1448. 9mm,峰值推力1920N。根據(jù)重力勢能公式& = mgh，其中&重力勢能，g重力加速度，h物體高度。當(dāng)三相交流直線電機(jī)5通電，帶動(dòng)錘體2和錘頭1上升Im時(shí)斷電，錘體 2和錘頭1打擊齒輪坯料的能量為1470牛頓米。實(shí)施方式2 三相交流直線電機(jī)5是采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。下面結(jié)合附圖(1. 2. 3)詳細(xì)描述采用本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘整套設(shè)備由錘頭1、錘體2、導(dǎo)軌3、托架4、三相交流直線電機(jī)5、錘身6和砧座7組成。其所述錘頭1和錘體2連接為一體，由金屬材料制造成方形體，錘體2兩側(cè)加工有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽與導(dǎo)軌3尺寸吻合，導(dǎo)軌3用鑄鐵加工成三角形，固定在托架4上，托架4用30mm 厚鋼板焊接成槽型，用螺栓緊固在錘身6上，錘身6由鑄鐵鑄造而成，三相交流直線電機(jī)5 安裝在托架4上見附圖(1. 2. 3)，三相交流直線電機(jī)5與錘體2之間的距離保持在2. 5mm, 組裝完成后要求錘頭1與錘體2在導(dǎo)軌3導(dǎo)向作用下能夠上下滑動(dòng)。鏈輪坯料的具體實(shí)施方案鏈輪坯料的具體尺寸為直徑250mm，厚度50mm。按照上述鏈輪坯料的長度和直徑，取直徑為120mm圓鋼切割成長度為220mm的棒料，棒料加熱到 950°C，接通電源，啟動(dòng)三相交流直線電機(jī)5，錘體2帶動(dòng)錘頭1沿著導(dǎo)軌3向上運(yùn)動(dòng)，將加熱后的棒料垂直置于砧座7上，三相交流直線電機(jī)5斷電，錘體2與錘頭1在重力的作用下垂直落下，錘頭1打擊放在砧座7上的加熱后棒料一次，反復(fù)多次將棒料墩粗，墩粗的坯料接近直徑250mm，厚度50mm時(shí)鍛造結(jié)束。選錘體2和錘頭1的質(zhì)量為150kg，選三相交流直線電機(jī)5型號(hào)LSMF110601A，長度1688. 9mm,峰值推力2160N。根據(jù)重力勢能公式& = mgh，其中&重力勢能，g重力加速度，h物體高度。當(dāng)三相交流直線電機(jī)5通電，帶動(dòng)錘體2和錘頭1上升1. an時(shí)斷電，錘體 2和錘頭1打擊齒輪坯料的能量為1764牛頓米。實(shí)施方式3 三相交流直線電機(jī)5是采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。下面結(jié)合附圖(1. 2.幻，詳細(xì)描述采用本發(fā)明一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘整套設(shè)備由錘頭1、錘體2、導(dǎo)軌3、托架4、三相交流直線電機(jī)5、錘身6和砧座7組成。其所述錘頭1和錘體2連接為一體，由金屬材料制造成方形體，錘體2兩側(cè)加工有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽與導(dǎo)軌3尺寸吻合，導(dǎo)軌3用鑄鐵加工成三角形，固定在托架4上，托架4用40mm 厚鋼板焊接成槽型，用螺栓緊固在錘身6上，錘身6由鑄鐵鑄造而成，三相交流直線電機(jī)5 安裝在托架4上見附圖(1. 2. 3)，三相交流直線電機(jī)5與錘體2之間的距離保持在3mm，組裝完成后要求錘頭1與錘體2在導(dǎo)軌3導(dǎo)向作用下能夠上下滑動(dòng)。軸毛坯的具體實(shí)施方案軸毛坯的具體尺寸為全長1000mm，其中中間最粗直徑為 150mm,長度300mm，兩頭直徑為80mm，長度均為350mm。按照上述軸毛坯長度和直徑，取直徑為150mm圓鋼切割成長度為530mm的棒料，棒料加熱到930°C，接通電源，啟動(dòng)三相交流直線電機(jī)5，錘體2帶動(dòng)錘頭1沿著導(dǎo)軌3向上運(yùn)動(dòng)，將加熱后的棒料垂直置于砧座7上，三相交流直線電機(jī)5斷電，錘體2與錘頭1在重力作用下垂直落下，錘頭1打擊放在砧座7上的加熱后棒料一次，反復(fù)多次將棒料拔長，拔長的坯料接近中間最粗直徑為150mm，長度300mm， 兩頭直徑為80mm，長度均為350mm時(shí)鍛造結(jié)束。選錘體2和錘頭1的質(zhì)量為150kg，選三相交流直線電機(jī)5型號(hào)LSMF110401A，長度968. 9mm,峰值推力1440N。根據(jù)重力勢能公式& = mgh，其中&重力勢能，g重力加速度，h物體高度。當(dāng)三相交流直線電機(jī)5通電，帶動(dòng)錘體2和錘頭1上升0. 5m時(shí)斷電，錘體 2和錘頭1打擊軸毛坯的能量為735牛頓米。
權(quán)利要求
1.一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，其特征在于是一種錘頭的驅(qū)動(dòng)方式采用應(yīng)用在磁懸浮列車和航空母艦飛機(jī)起飛的，能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的，而不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的沖擊式鍛造錘，也是一種沒有減速機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)、空氣錘工作氣缸、曲軸、連桿、活塞、活塞環(huán)、軸承、齒輪、軸、皮帶輪等易損機(jī)械部件的沖擊式鍛造設(shè)備，整套設(shè)備由錘頭(1)、錘體O)、導(dǎo)軌(3)、托架G)、三相交流直線電機(jī) (5)、錘身(6)和砧座(7)組成，其所述錘頭(1)和錘體( 連接為一體，由金屬材料制造成方形體，錘體(2)兩側(cè)加工有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽與導(dǎo)軌(3)尺寸吻合，導(dǎo)軌(3)用鑄鐵加工成三角形，固定在托架(4)上，托架(4)用20-50mm厚鋼板焊接成槽型，用螺栓緊固在錘身(6) 上，錘身(6)由鑄鐵鑄造而成，三相交流直線電機(jī)(5)安裝在托架(4)上，三相交流直線電機(jī)( 與錘體( 之間的距離保持在2-3mm，組裝完成后要求錘頭(1)與錘體( 在導(dǎo)軌 (3)導(dǎo)向作用下能夠上下滑動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，其特征在于所述的三相交流直線電機(jī)( 是采用單邊型長定子扁平式三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種電直接驅(qū)動(dòng)式?jīng)_擊鍛造錘，屬于鍛造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖擊鍛造錘。其特征在于是一種錘頭的驅(qū)動(dòng)方式采用應(yīng)用在磁懸浮列車和航空母艦飛機(jī)起飛的，能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的，而不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的沖擊式鍛造錘。其具有結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械磨損小、故障率低、維修工作量小、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，沒有中間轉(zhuǎn)換過程，三相交流直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)錘頭，并且錘頭不動(dòng)作時(shí)三相交流直線電機(jī)不通電，節(jié)能效率高，噪聲低。整體結(jié)構(gòu)緊湊，驅(qū)動(dòng)機(jī)理更為科學(xué)合理，是傳統(tǒng)空氣錘理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B21J7/22GK102335705SQ20111030605
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者喬學(xué)工, 侯冠慧, 王洪濱, 程鵬, 陳燕 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)