一种蜗杆机构可自锁的机械压力机

《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》涉及一种具有蜗杆机构的机械压力机，尤其涉及一种蜗杆机构可自锁的机械压力机。

机械压力机上模调节系统是由电机驱动蜗轮蜗杆机构组成，蜗轮蜗杆机构可以自锁是确保压力机安全运行和冲压精度的重要手段。蜗轮蜗杆机构是用来实现较大减速比，同时在一定条件下可以获得自锁能力的一种装置。蜗轮蜗杆构的自锁能力与蜗杆导程角（γ₁）有直接关系，γ₁越大自锁能力越差，但是传动效率越高。“当γ₁小于当量摩擦角（φ_v）时机构反行程可以实现自锁，只能由蜗杆带动蜗轮，而不能用蜗轮带动蜗杆”（引用“机械原理（第六版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，高等教育出版社”）。在设计上模调节系统中蜗轮蜗杆机构时要尽量获得高的传动效率，同时也要保证蜗杆有自锁能力，此时就需要附加一些锁紧装置来帮助蜗杆实现自锁。

图1是《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》较佳实施方式提供的蜗杆机构可自锁的机械压力机的结构示意图。

主要符号说明：气源1、截止阀2、气源三联件3、二位三通电磁换向阀4、压力继电器5、活塞6、摩擦片7、轴承座8、导向键9、弹簧10、螺母11、蜗轮12、蜗杆13、箱体座14。

2020年7月17日，《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》获得安徽省第七届专利奖优秀奖。 2100433B

《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》包括气源1、截止阀2、气源三联件3、二位三通电磁换向阀4、压力继电器5、活塞6、摩擦片7、轴承座8、导向键9、弹簧10、螺母11（该发明采用调整螺母）、蜗轮12、蜗杆13、箱体座14。活塞6收容在该箱体座14内，能在该箱体座14内做往返直线行程。轴承座8固定在该箱体座14的一端将该活塞6限位在该箱体座14内，该活塞6与该轴承座8形成气缸。蜗杆13的一端收容在该箱体座14内，其另一端依次经由该活塞6、该轴承座8延伸出该箱体座14，以方便与外部传动件连接。该蜗杆13与该轴承座8的轴线、该活塞6的直线行程平行，该蜗杆13与该活塞6滑动连接。该蜗杆13上可固定导向键9用于对该活塞6进行导向。

蜗轮12与该蜗杆13传动连接。气源1用于通过向该气缸内充入高压气体推动该活塞6，该气源1与气源三联件3连通，气源三联件3对气源1的气体进行过滤、减压、油雾。该气源三联件3与该气源1之间的气路上可设置截止阀2，以便于管控气源1。二位三通电磁换向阀4安装在气源三联件3与该气缸之间的气路上，二位三通电磁换向阀4与该气缸之间的气路上可安装压力继电器5，压力继电器5用于监测气缸内的气压。摩擦片7固定在该活塞6上，并位于该活塞6与该轴承座8之间，螺母11安装在该蜗杆13上，且收容在该箱体座14内并位于该活塞6远离该轴承座8的一侧。

弹簧10套设在该蜗杆13上，其因受压而一端抵持于该活塞6，另一端抵持于该螺母11。箱体座14与轴承座8通过螺钉连接在一起形成一个固定的支座。该发明的蜗杆13具有制动状态以及松开状态。制动状态：二位三通电磁换向阀4断电排气，摩擦片7与活塞6通过螺钉紧固在一起，在弹簧10的推动下压紧轴承座8，此时活塞6在摩擦力的作用下无法转动，蜗杆13通过导向键9与活塞6连接在一起，无法转动，实现蜗杆13自锁。松开状态：通过气源1进气，截止阀2处于打开状态，气源三联件3对气体进行过滤、减压、油雾，二位三通电磁换向阀4得电，气路接通，向活塞6和轴承座8形成的缸体内充入高压气体推动活塞6向右运动，摩擦片7与轴承座8脱开，活塞6通过导向键9与蜗杆13连接在一起，蜗杆13在外界驱动扭矩的作用下可以带动蜗轮12和活塞6一起转动。

压力继电器5监测活塞6和轴承座8形成的缸体内的气压，气源三联件3中带有压力表显示。当压力位零时，说明摩擦片7处于贴合状态，蜗杆13自锁。当压力大于一定值时，说明摩擦片7处于脱开状态，蜗杆13可以转动。在本实施方式中，该螺母11为调整螺母，其用于沿该蜗杆13的延伸方向左右调节来控制弹簧10对活塞6的压紧力。

一种蜗杆机构可自锁的机械压力机专利目的

为了解决机械压力机上模调节系统中蜗杆机构不能自锁问题。《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》有必要提供一种蜗杆机构可自锁的机械压力机。

一种蜗杆机构可自锁的机械压力机技术方案

《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》包括：箱体座；活塞，其收容在该箱体座内，能在该箱体座内做往返直线行程；轴承座，其固定在该箱体座的一端将该活塞限位在该箱体座内，该活塞与该轴承座形成气缸；蜗杆，其一端收容在该箱体座内，其另一端依次经由该活塞、该轴承座延伸出该箱体座，该蜗杆与该轴承座的轴线、该活塞的直线行程平行，该蜗杆与该活塞滑动连接；蜗轮，其与该蜗杆传动连接；气源，其通过向该气缸内充入高压气体推动该活塞；二位三通电磁换向阀，其安装在该气源与该气缸之间的气路上；摩擦片，其固定在该活塞上，并位于该活塞与该轴承座之间；螺母，其安装在该蜗杆上，且收容在该箱体座内并位于该活塞远离该轴承座的一侧；弹簧，其套设在该蜗杆上，其因受压而一端抵持于该活塞，另一端抵持于该螺母；其中，蜗杆具有制动状态以及松开状态，制动状态：二位三通电磁换向阀断电排气，摩擦片通过活塞在弹簧的推动下压紧轴承座，使活塞在摩擦力的作用下无法转动，与活塞固定在一起的蜗杆无法转动，实现蜗杆自锁；松开状态：二位三通电磁换向阀得电，整个气路接通，气缸通过气源进气，气缸内充入高压气体推动活塞做朝远离轴承座的方向移动，摩擦片在活塞的带动下与轴承座脱开，蜗杆能在外界驱动扭矩的作用下带动蜗轮和活塞一起转动。

作为上述方案的进一步改进，该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括气源三联件，气源三联件位于该气源与该二位三通电磁换向阀之间的气路上对气源的气体进行过滤、减压、油雾。优选地，该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括截止阀，该截止阀位于该气源三联件与该气源之间的气路上。优选地，该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括压力继电器，该压力继电器位于该二位三通电磁换向阀与该气缸之间的气路上，压力继电器用于监测气缸内的气压，当压力为零时，摩擦片与轴承座处于贴合状态，蜗杆自锁；当压力大于一定值时，摩擦片与轴承座处于脱开状态，蜗杆可以转动。作为上述方案的进一步改进，该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括导向键，该导向键固定在该蜗杆上用于对该活塞进行导向。作为上述方案的进一步改进，该螺母为调整螺母，其用于沿该蜗杆的延伸方向左右调节来控制弹簧对活塞的压紧力。综上所述，该发明通过气路上的二位三通电磁换向阀的断气、通气和弹簧的弹力来控制活塞和摩擦片的左右运动，摩擦片贴合后处于制动状态，蜗杆实现自锁，确保压力机安全运行和冲压精度，摩擦片脱开后蜗杆可以转动，机械压力机的上模调节系统可以运行，制动状体可以通过压力继电器远程监控，与压力机中其它动作实现联锁。

一种蜗杆机构可自锁的机械压力机改善效果

《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》结构紧凑，驱动电机不需要制动电机，节省了安装空间，对于压力机滑块较小时尤为实用。同时也可以广泛使用在有自锁要求的设备中。制动力的大小可以通过调整螺母左右调节来实现，有效保证了制动效果。

1.《一种蜗杆机构可自锁的机械压力机》包括：箱体座；活塞，其收容在该箱体座内，能在该箱体座内做往返直线行程；轴承座，其固定在该箱体座的一端将该活塞限位在该箱体座内，该活塞与该轴承座形成气缸；蜗杆，其一端收容在该箱体座内，其另一端依次经由该活塞、该轴承座延伸出该箱体座，该蜗杆与该轴承座的轴线、该活塞的直线行程平行，该蜗杆与该活塞滑动连接；蜗轮，其与该蜗杆传动连接；气源，其通过向该气缸内充入高压气体推动该活塞；其特征在于：该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括：二位三通电磁换向阀，其安装在该气源与该气缸之间的气路上；摩擦片，其固定在该活塞上，并位于该活塞与该轴承座之间；螺母，其安装在该蜗杆上，且收容在该箱体座内并位于该活塞远离该轴承座的一侧；弹簧，其套设在该蜗杆上，其因受压而一端抵持于该活塞，另一端抵持于该螺母；其中，蜗杆具有制动状态以及松开状态，制动状态：二位三通电磁换向阀断电排气，摩擦片通过活塞在弹簧的推动下压紧轴承座，使活塞在摩擦力的作用下无法转动，与活塞固定在一起的蜗杆无法转动，实现蜗杆自锁；松开状态：二位三通电磁换向阀得电，整个气路接通，气缸通过气源进气，气缸内充入高压气体推动活塞做朝远离轴承座的方向移动，摩擦片在活塞的带动下与轴承座脱开，蜗杆能在外界驱动扭矩的作用下带动蜗轮和活塞一起转动。

2.如权利要求1所述的蜗杆机构可自锁的机械压力机，其特征在于：该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括气源三联件，气源三联件位于该气源与该二位三通电磁换向阀之间的气路上对气源的气体进行过滤、减压、油雾。

3.如权利要求2所述的蜗杆机构可自锁的机械压力机，其特征在于：该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括截止阀，该截止阀位于该气源三联件与该气源之间的气路上。

4.如权利要求2或3所述的蜗杆机构可自锁的机械压力机，其特征在于：该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括压力继电器，该压力继电器位于该二位三通电磁换向阀与该气缸之间的气路上，压力继电器用于监测气缸内的气压，当压力为零时，摩擦片与轴承座处于贴合状态，蜗杆自锁；当压力大于一定值时，摩擦片与轴承座处于脱开状态，蜗杆可以转动。

5.如权利要求1所述的蜗杆机构可自锁的机械压力机，其特征在于：该蜗杆机构可自锁的机械压力机还包括导向键，该导向键固定在该蜗杆上用于对该活塞进行导向。

6.如权利要求1所述的蜗杆机构可自锁的机械压力机，其特征在于：该螺母为调整螺母，其用于沿该蜗杆的延伸方向左右调节来控制弹簧对活塞的压紧力。

自锁机构在机械工程领域有广泛的应用。

在这不介绍利用机械效率小于零的条件来判断机构自锁，而采用利用运动副的自锁条件来判别机构的自锁。其理论依据是：一个具体的单自由度机构中，只要有一个运动副发生自锁，该机构则发生自锁。这样，不仅概念清楚，而且简化了自锁机构的分析与设计过程。