传动系统布置对曲柄压力机的影响

1.传动系统的布置类型

（1）曲轴纵置和横置 这是指曲轴中心线平行还是垂直于压力机正面。曲轴横置的压力机，其曲轴及传动轴尺寸较长，受力状况不佳，外形欠美观，但安装维修方便，部分小型开式压力机采用曲轴横置方式。曲轴纵置的压力机，其轴向尺寸较短，受力状况较好，便于将传动系统封闭在机身以内进行集中润滑，外形较美观。广泛用于大中型压力机，特别是多点压力机，部分新型开式压力机也大量采用曲轴纵置方式。图7-14所示为曲轴安置形式不同的压力机。

图7-14 曲轴安置形式不同的压力机

a）曲轴横置的开式压力机 b）曲轴纵置的开式双点压力机 c）曲轴纵置的闭式单点压力机

（2）开式和闭式传动 传动齿轮安装在机身外面的称为开式传动，如图7-14a所示。开式传动齿轮的润滑效果欠佳，磨损较严重。闭式传动的传动齿轮常处于机身内的润滑油箱内，齿轮润滑效果良好，机床外形美观，如图7-14c所示。曲轴纵置的结构易于实现闭式传动，而曲轴横置的结构较难实现闭式传动。

（3）双边传动与单边传动 曲柄压力机的曲轴或传动轴，仅由一端的齿轮驱动的传动方式称为单边传动，由两端的齿轮同时驱动的传动方式称为双边传动。双边传动齿轮传递的转矩在理论上为单边的一半，可减小齿轮模数，改善轴的受力条件，但制造成本有所提高，安装调整不便。

（4）上传动和下传动 曲柄压力机的传动系统可置于工作台之上，如图7-14所示，也可置于工作台以下，如图7-15所示。前者为上传动，后者为下传动。采用下传动方式的压力机，其重心低，运转平稳，距地面高度较小；可增加滑块高度和导轨长度，以提高滑块的运动精度；由于连杆承受工作变形力，故机身立柱和上梁的受力情况得到改善。下传动方式的连杆在冲压工件阶段承受拉应力，上传动方式的连杆承受压应力而易造成失稳。但下传动方式的传动系统平面尺寸大，质量大，传动系统置于地坑之中，不便于检修传动部件。

2.传动级数和各级速比分配

总传动比取决于选用的电动机转速和滑块的每分钟行程次数。滑块行程次数、电动机转速和传动级数对应关系见表7-1。

图7-15 下传动双动拉深压力机

表7-1 滑块行程次数、电动机转速和传动级数的对应关系

各级最大传动比有一定限制，带传动为6～8，齿轮传动为7～9。各级速比分配遵循“最大速比原则”和“速比递增原则”。即各级传动尽量用到允许的最大速比，从高速轴到低速轴，按2.0～2.5、2.9～3.9、5.5～8.5递增，并且各级传动比最好选为不循环小数，以避免部分轮齿持续受力。

3.离合器和制动器的安放位置

由于曲柄压力机的传动系统属于减速方式，因此，离合器和制动器常安放在同一轴上，或者制动器放在比离合器安放轴转速更低的下一级轴上。

单级传动压力机的离合器和制动器只能置于曲轴上。采用造价低廉且结构简单的刚性离合器的压力机如图7-16所示。目前，图7-16c所示的大多数两级传动的小型开式压力机也采用刚性离合器。刚性离合器由于结构上的原因，不宜在高速下工作，只能置于曲轴上，制动器相应地也只能置于曲轴上。刚性离合器由于存在诸多弊端，已逐渐被淘汰。

图7-16 采用刚性离合器的小型压力机

a）单级传动台式压力机 b）单级传动开式压力机 c）双级传动开式压力机

对于两级或两级以上传动的压力机，采用摩擦离合器时，离合器可置于转速较低的曲轴上，也可置于中间传动轴上。摩擦离合器通常与飞轮一起安装在同一传动轴上，而制动器位置总与离合器同轴。

对于带偏心齿轮的闭式传动压力机，离合器不能置于曲轴上，而是置于转速较高的传动轴上。尤其是用于板料冲压的闭式压力机，其离合器与制动器几乎全都与飞轮一起安放在高速轴上。

从曲柄压力机的能量消耗来看，当摩擦离合器安放在低速轴上时，由于从动系统零件数较少，离合器接合时的摩擦功值也较小，因而离合器磨损发热少，工作条件良好。由功率守恒原理可知，离合器在低速轴上需要传递的转矩较大，结构尺寸较大；而离合器置于较高速轴上的情况与之相反。

通常，行程次数较高的压力机（图7-17所示的热模锻压力机），离合器最好安装在曲轴上。因从动系统的零部件数量较少，其转动惯量就小，离合器与制动器动作过程中产生的损耗功也较少，相应的摩擦面的磨损与发热少，有利于改善工作条件。这样可利用大齿轮的飞轮作用，使得能量损失较小，离合器工作条件也较好。特别是热模锻压力机，其公称力很大，工作时易发生“闷车”事故，更应设法改善离合器的工作条件，降低其发热磨损，以延长使用寿命。

图7-17 离合器与制动器置于曲轴上的热模锻压力机(www.xing528.com)

a）传动原理图 b）热模锻压力机

1—滑块 2—制动器 3—飞轮 4—电动机 5—高速传动轴 6—小齿轮 7—大齿轮 8—离合器 9—曲轴 10—连杆 11—工作台 12—楔形工作台

对于大中型板料成形曲柄压力机，离合器常放在高速轴上，且常放在设备顶部敞开的空间中。图7-18所示的闭式压力机，其离合器与制动器均安放在最高速的飞轮轴上。

图7-18 离合器与制动器置于高速轴上的板料冲压闭式压力机

a）传动原理图 b）板料冲压闭式压力机

4.传动系统的布置与传动参数

曲柄压力机的传动系统通常由高速级带传动与（或）中低速级齿轮减速系统组成。传动系统的布置，是指传动轴的位置布放方式和齿轮的数量。传动轴的数量取决于传动级数，而传动级数取决于总传动比和各级传动比的允许最大值。曲柄压力机的传动系统有多种布置方式，传动布置影响传动系统的空间尺寸，进而影响曲柄压力机的轮廓尺寸及美观程度。因此，传动系统的布置对提高产品的市场竞争力，保证产品质量，方便维修和使用均至关重要。

传动系统的齿轮数量除取决于传动级数外，还取决于传动类型、旋转方向及齿轮模数。例如，为减小大齿轮模数，可采用双齿轮传动或双边传动；为调整双点（或四点）压力机偏心齿轮的转向，需要增加惰轮（过桥齿轮）等，这都需要增加齿轮和传动轴的数量。

现有的通用曲柄压力机，公称力不大于160kN的小规格开式压力机采用一级传动，公称力为250～1600kN的单点压力机采用两级传动，公称力为1600～8000kN的双点压力机采用三级传动。

图7-19所示为闭式双点压力机齿轮和传动轴的几种布置方式。图7-19a所示的方式可获得两曲轴同向旋转，图7-19b所示的方式可获得两曲轴逆向旋转。利用逆向旋转可抵消连杆施加于滑块上的侧向力。图7-19c、d所示的方式可以增大和减小两逆向旋转曲轴的间距，以分别适应不同台面尺寸的要求。其中图7-19d所示的方式要加大大齿轮模数，而图7-19b、c所示的方式均需增加传动轴和齿轮的数量，提高了制造费用。

图7-19 双点压力机传动系统的几种布置方式

a）两曲轴同向旋转 b）两曲轴逆向旋转 c）逆向旋转两曲轴间距较大 d）逆向旋转两曲轴间距较小

图7-20所示为四级传动的双边传动方式，驱动偏心齿轮绕心轴旋转的为两端的小齿轮，这样可减小大齿轮的模数。但双边传动如果制造装配精度不高，会造成传力不均匀等情况，使得某个齿轮受力情况恶劣，寿命降低。

图7-21所示为两种四点压力机的传动方式。其中，图7-21a所示为同向旋转的传动方式，两曲轴间距大，滑块尺寸大，两连杆在滑块上产生较大的侧向力；图7-21b所示为逆向旋转的传动方式，两曲轴间距小，滑块尺寸小，两连杆产生的侧向力相互抵消，从而提高了滑块的导向精度。

图7-20 低速级采用双边齿轮的四级传动方式

图7-21 曲轴旋转方向不同的传动方式

a）同向且间距大 b）逆向且间距小

图7-22所示为不同传动方式的机械压力机。

图7-22 不同传动方式的机械压力机

a）开式双点逆向传动压力机 b）闭式双点逆向传动压力机 c）闭式四点逆向传动压力机