离合器式螺旋压力机力特性分析及强度设计一陈明亮周杰重庆大学机械工程二系摘要分析了离合器式螺旋压力机力特性的影响因素，并就该机的正确设计与使用进行了论述。
螺旋压力机离合器力强度设计中国图书资料分类法分类号肠出，也一己当二二J离合器式高能螺旋压力机为国际上代初发展起来的新型锻压机械，由于其在传动方式上的突破，兼有锤液压机及曲柄压力机等的优点因此是一种很有发展前途的设备。
但目前关于此类设备的承载能力与其力学特性间的关系还不明确，给压力机的正确设计与使用带来困难，不利于其优越性的充分发挥。
本文就离合器式螺旋压力机工作载荷与其离合器及力控制系统传动系统从动件及被加工零件等间的关系进行了分析，给出了压力机在不同工作状态下的力计算式，并就此类设备的正确设计与使用进行了剖析。
离合器式螺旋压力机的工作原理离合器式螺旋压力机在德国已有五个生产厂家，虽然他们的产品在控制系统回程系统等方面有所差异，但总体构思是一致的离合器式螺旋压力机的本体结构如图所示，其工作过程如下作为贮能器的飞轮始终朝一个方向旋转，当离合器控制系统动作时，安装于飞轮与螺杆间的摩擦离合器接合，飞轮迫使螺杆随其同步转动，而螺杆一螺母传动付则将此旋。
收文日期一公司系列公司系列co公司系列等离合器式螺旋压力机样本重庆大学报年转运动转换为滑块在铅垂方向上的直线运动，当滑块与被加工件接触时，飞轮则通过离合器螺杆一螺母传动付及滑动等输出能量，对工件做功，迫使其变形。
一旦滑块下行到达预定行程位置或锻压力达到预选值二种监控方式也可同时作用则离合器在控制系统作用下脱离，在回程缸作用下，滑块螺杆等作逆向运动并返回到上死点，完成一个工作循环。
汗泛色乡呈一罐离合器式螺旋压力机力学特性离合器式螺旋压力机以力控制方式工作时，一旦作用于工件上的锻压力达到预选值，离合器惯性控制系统将感受到此信号并立即动作，使离合器液压或气压系统卸压，离合器脱开，压力机主动部分飞轮离合器主动摩擦盘等与从动部分离合器从动摩擦盘螺杆滑块等分离。
在此分离过程中，由于从动部分零件存有一定剩余动能，而离合器的脱开又需一定响应时间，在此响应时间内飞轮仍会通过离合器摩擦付向从动部分输出能量，因此滑块等从动件不会立即停止运动，而是继续下行一段距离，直至将剩余动能消耗完为止。
在此下行过程中，压力机对工件的作用力将升高，到滑块下移至下死点时，此作用力达到*大值川在以行程控制方式工作时仍有此特性，分析方法与此类似由能量守恒知使压力机离合器惯性控制系统动作的预选锻压力与压力机实际达到的*大锻压力间满足下式乙落二子尝法月，刀一月，一一，尸分奥三共卜泛二遵挂了一分汤汁一二一口二图离合器式螺旋压力机一离合器控制系统。
一离合器压紧油缸，一摩牌离合器，月一飞轮一螺杆。
一螺母口一回程缸。
一机身一滑块，一工件日一工作台垫板。
一顶出装置式中一压力机*大锻压力，一压力机预选锻压力，一与压力机弹性变形能相对应的当量线性刚度，凡一锻压力为时压力机从动部分剩余动能，声十粤……
一口一一从动部分转动件离合器从动摩擦盘螺杆等转动惯量及平动件滑块等质量，一达到预选锻压力时，从动部分转动件转速及平动件平移速度，击一离合器分离过程中飞轮输送到从动部分上的能量，夕一由离合器从动摩擦盘到滑块间传动效率而一离合器分离过程中，工件吸收能量，因回程装置吸收能量较少，此处未予考虑。
解上式得第卷第期陈明亮等离合器式螺旋压力机力特性分析及强度设计了荟十夕一月，只对整机的工作性能及安全性等影响很大，在压力机的设计和使用中，必须予以足够重视。
式中，如工件无塑性变形即产生冷击并忽略工件的弹性变形，则一此时几达到*大值二一。
丫落召，声式中凡一与对应的冷击力，。N一般情况下在压力机以力控制方式工作时，也可将作为预选锻压力的指示值，但实际起控制作用的仍为与相对应的cP离合器式螺旋压力机强度设计特点离合器式螺旋压力机技术参数中，一般包括公称压力连续工作允许*大压力*大冷击力八三个力参数。，它们从力的角度充分反映了压力机工作能力，同时也对设备的设计者提出了明确要求。
各参数的意义可概述如下。
一压力机康擦离合器设计的力学条件为与压力机摩擦离合器所能传递*大扭矩相对应的工作载荷，也是压力机以力控制方式工作时离合器惯性控制系统所能调节到的*大预选锻压力。
当实际工作负载小于时，压力机翰出到锻件上的能量*大可达到其技术参数中所给出的有效工作能量与飞轮的*大允许转速降相对应如图所示一旦压力机负载超过则离合器摩擦传动付打滑，其惯性控制系统也将动作，使离合器脱开，飞轮停止向从动部分输出能量。
一压力机疲劳强度设计的力学条件当压力机预选锻压力等于其公称压力时，由尸月一图锻压力与能量关系曲线一对应于一定的锻件能够吸收到的*大能t，一压力机锻压力式其*大锻压力为几二丫璐忍。
月，夕一月，尸组即压力机实际负载有可能经常处于大于凡的状态，这在压力机疲劳强度设计中必须加以考虑。
对于不同的工件及加工工步，寿可为不同值，式的也将随之改变对设计者来说即几有一定的随机性，这给压力机的疲劳强度设计带来了困难。
参考国外资料一般可取。
翻从公司系列脉公司系列co公司系列等离合器式螺旋压力机样本重庆大学报年。P一凡作为零件疲劳强度设计的力学条件，即认为设备正常工作条件下，均满足式中系数取值与召及月，有关，当从动部分转动惯量小运动速度低离合器响应时间短时取低值，反之取高值。
由上分析知，凡时伊一压力机实际工作负载尽管压力机可在此负载条件下长期工作，但并不保证其能量输出，如图所一压力机屈服强度设计的力学条件式中，当工件无塑性变形即产生冷击月，一二达到*大值尸了尸葺召。
月，夕式中，为压力机在力控制方式下工作，预选锻压力为时设备产生冷击所对应的*大工作负载，为压力机屈服强度设计所应满足的力学条件。
对应于不同的结构形式及控制方式，月，将有所不同，凡。
也不一样，一般尸当月，小时，系数取小值，反之取大值。
如设计得好，系数也可能降为25或更低，此时与可统一，即可按进行疲劳强度设计。
在设计中，如要求在cP凡月，及离合器惯性控制系统出现故障或离合器响应时间过长的条件下，设备仍不损坏，因此时离合器摩擦元件始终以打滑力矩对从动部分做功，沙，达到其*大值月二，则在式6）中应以击。
二计算凡，并以此作为压力机屈服强度设计的力学条件。
因设备是以凡。
进行屈服强度设计的，不保证在此负载条件下的疲劳强度，所以在使用过程中，应避免设备在预选锻压力为或接近条件下产生冷击，以免损坏设备。
当然，如aP与已统一，则另当别论。
离合器式螺旋压力机性能的提高途径离合器式螺旋压力机设计中，在相同的条件下，如较大，由式相应aP就较大许多，且当时，锻件能够吸收到的*大能量将低于压力机有效工作能量图因此按aP进行屈服强度及疲劳强度设计，对于较大的月，，将使设备重量增加，提高制造成本，而对扩大与压力机输出有效工作能量万，相对应的工作负载的范围却无益处又由式知，月，的增加，对压力机力及行程的准确控制也极为不利，同时也会加速离合器摩擦元件磨损降低整机机械效率增加闷模时间，对回程装置也会提出更高要求，因此，在设计中应设法尽可能降低月，量值。
减小的举措由式一知，影响从动部分剩余动能的因素很多，但起主要作用的为离合器从动摩擦盘的转动动能一离合器从动摩擦盘转动惯量约占中的故应重闪一`一曰H了产、，一执同一点加以考虑。
包括螺杆转速的降低，从动摩擦盘外径的减小，选用较轻质材料，以及选用高性能摩擦元件等。
由于螺杆转速的降低会导致离合器传递扭矩的增加，相应增大从动摩擦盘外径和螺杆直径，同时也将导致飞轮尺寸的加大，以保证飞轮在达到其允许*大转速降时，设。
第卷第瑚陈明亮等离合器式螺旋压力机力特性分析及强度设计备输出到锻件上的有效工作能量不低于因此对螺杆转速从动摩擦盘外径飞轮尺寸等参数的确定应综合考虑，使整机具有优异的性能和低的制造成本。
降低的方法离合器分离过程中，飞轮输送到从动部分上的能量月，的大小主要取决于两个因素离合器惯性控制系统的响应时间离合器压紧油气缸卸压时间儿。
对于可通过改进离合器惯性控制系统的设计加以减小，如公司的系列离合器式螺旋压力机，其九对于则可通过减小压紧油气缸容积，增大卸荷阀通径，采用高体积弹性模量的液压油等使其达到*小川。
结论离合器式螺旋压力机在力控制方式下工作时，由于月，的存在，使压力机实际工作*大负荷尸。
较预选值大。
在压力机技术参数中相应出现了尸，，它们分别给出了压力机离合器设计压力机疲劳强度设计及屈服强度设计的力学条件。
一般在设计中应通过减少月，来缩小间差距，使凡。
尸，接近以提高压力机力位移控制精度减轻设备重量提高机械效率延长离合器摩擦元件使用寿命增强设备安全性等，使该类型设备的优越性得以充分体现。
在设备使用过程中，应充分重视间关系，避免在等于或接近条件下发生冷击，同时应注意离合器惯性控制系统的维护，以免发生事故及使离合器摩擦元件过早磨损。
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