[发明专利]一种直线驱动高速压力机

说明书

技术领域

本发明属于高速压力机领域，特别涉及一种直线驱动高速压力机。

背景技术

高速压力机的滑块行程次数一般在200次/分钟以上，滑块行程次数越高，要求驱动传动系统可调速范围越大。目前高速压力机传动机构大多为各种不同形式的多连杆机构，其能在降低滑块工作行程速度的同时，提高了滑块空行程时的速度，从而达到了提高生产效率的目的。但多连杆高速压力机对振动噪声、摩擦系数、机身刚度、下死点动态精度和制动性能等方面提出非常高的要求。尤其是需要设计合理的动平衡机构平衡曲柄连杆滑块机构工作时产生的不平衡惯性力。

取消一切中间传动机构，由直线电机直接驱动冲头往复运动，无需额外设置动平衡机构，大大简化高速压力机传动系统。直线电机线速度可达到5～10m/s，普遍满足高速压力机行程次数要求。直线电机驱动能实现冲头全行程的压力、速度和位置的精确控制，同时传动摩擦力只存在于线性导向部件上，摩擦系数较小。但由于采用零传动方式，压力机冲压力需要完全由直线电机输出电磁推力实现，对直线电机输出推力和功率要求非常高。在传统直线电机类型中，直感应电机运行效率低、输出推力小；永磁直线同步电机输出推力较大，但电机造价昂贵，且压力机冲击载荷容易使与冲头连接的次级动子永磁体容易损坏或过热退磁；开关磁阻直线电机结构鲁棒性强，但输出推力脉动大，控制精度低。另外，若仅由直线电机输出冲压力，将大大限制压力机的吨位。

鉴于以上技术问题，实有必要提供一种可以克服上述缺陷的新型结构直线驱动高速压力机，降低直线高速压力机的整体造价，提高运行鲁棒稳定性，满足不同吨位的设计要求。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种直线驱动高速压力机，增大电机电磁负荷密度，提高电机推力和压力机冲压力，减小其用量，降低电机制造成本，大大提高压力机吨位。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种直线驱动高速压力机，包括机身、设置在机身内可上下移动的冲头以及关于冲头竖直轴线对称设置的2个单边平板式开关磁通永磁直线电动机，单边平板式开关磁通永磁直线电动机包括一个直线电机次级和若干个直线电机初级模块，其中，直线电机次级设置在冲头上，直线电机初级模块与直线电机次级正对设置在机身内侧，机身外侧面还设置有气缸，气缸通过连接板与冲头连接；

直线电机初级模块按A、B、C相序成对垂直排列在机身内侧，以三相6个直线电机初级模块为一个组，同一对内的2个直线电机初级模块间隔180°电角度；同一组内A、B、C各相直线电机初级模块依次间隔120°+2*360°电角度；相邻两组间隔180°+7*360°电角度。

所述直线电机次级为凸极结构铁心，由硅钢片叠压而成。

直线电机初级模块由双齿铁心、电枢绕组和永磁体组成，双齿铁心由硅钢片叠压而成，所述永磁体放置在所述双齿铁心两个齿之间，永磁体沿垂直方向充磁，相邻永磁体充磁方向相反，所述电枢绕组缠绕在所述双齿铁心外侧。

所述机身包括机身侧板、机身后板和机身底板，冲头后侧面设置有滑块，滑块套设在导轨上，导轨设置在机身后板上。

机身侧板共有两块，对称固定在机身底板上，每块机身侧板的内侧均设置有直线电机初级模块，每块机身侧板的外侧均设置有一个气缸。

机身后板设置有光栅尺，冲头后侧面设置有光栅读数头.

滑块的数量为2对，每对滑块对应一根导轨。

还包括安装在冲头底端的上模架和设置在机身底板上与上模架相对的下模架。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，直线电机初级模块与直线电机次级之间产生电磁推力，由直线电机次级驱动所述冲头直线往复运动和提供冲压力，一对气缸对称设置在左右机身侧板外侧面上，气缸通过所述连接板与所述冲头连接，使气缸能输出气压力到冲头上；当冲头在空程滑行时，气缸输出气压力用以平衡冲头重力；当冲头工作在冲压过程时，气缸输出气压力与直线电机电磁推力共同作用为冲压力；

本发明通过新型开关磁通永磁直线电动机和气缸驱动冲头和上模架实现压力机冲压工艺，系统整体结构简单。直线电机定子模块化结构使加工装配方便，输出平稳的电磁推力；设置永磁体和电枢绕组在直线电机定子上，大大降低直线电机材料用量和造价；压力机冲头只存在次级铁心，冲头鲁棒性强，动态响应迅速。通过气缸加载气压力提高压力机的冲压力吨位。由此可见，本发明直线驱动高速压力机在结构稳定性，整机造价，冲压力吨位等方面具有极大的发展应用潜力。

附图说明