王可山

（煙臺(tái)環(huán)球機(jī)床附件集團(tuán)有限公司，山東煙臺(tái) 264002）

力矩電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、堵轉(zhuǎn)電流小、機(jī)械特性較軟、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于斷續(xù)周期工作制的結(jié)構(gòu)中。

在力矩電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用中，有一種摩擦類型的應(yīng)用，如力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿螺母夾緊工件，是非常值得注意的。下面以一種力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)雙向螺桿的夾具為例，說(shuō)明其故障的發(fā)生原因及解決方法。

圖1中力矩電動(dòng)機(jī)1通過(guò)套筒式聯(lián)軸器2，直聯(lián)式驅(qū)動(dòng)同時(shí)具有左旋螺紋和右旋螺紋的螺桿7旋轉(zhuǎn)，螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)左旋螺母3和右旋螺母6轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)與螺母相聯(lián)接的鉗口4和5同時(shí)向內(nèi)運(yùn)動(dòng)夾緊軸類工件，或同時(shí)向外運(yùn)動(dòng)松開工件。夾具經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，力矩電動(dòng)機(jī)在夾緊工件后，經(jīng)常有松開時(shí)反向旋轉(zhuǎn)不能啟動(dòng)的現(xiàn)象，這時(shí)需要操作者用扳手扭轉(zhuǎn)雙向螺桿右端的六方夾頭來(lái)松開夾具，雖然不是頻繁發(fā)生，但看到產(chǎn)品有故障，就要找原因并糾正。分析此類故障發(fā)生的原因，大概有以下幾點(diǎn):

（1）由于磨損，螺桿和螺母的接觸面變粗糙;

（2）潤(rùn)滑不及時(shí)，螺桿螺母間形成干摩擦;

（3）當(dāng)力矩電動(dòng)機(jī)達(dá)到堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩時(shí)，力矩電動(dòng)機(jī)斷電;由于慣性，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和雙向螺桿有短時(shí)間的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)，需要靠螺母的反作用力來(lái)制動(dòng);

（4）維修過(guò)程中清洗不徹底，螺桿及螺母的摩擦面間存在微小顆粒雜質(zhì)。

以上幾種原因的單獨(dú)或綜合作用，使得螺桿和螺母間的靜摩擦轉(zhuǎn)矩大于力矩電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致力矩電動(dòng)機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不能正常啟動(dòng)。而力矩電動(dòng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩一旦克服了初始摩擦力，也就一切恢復(fù)正常。

從以上的分析，可以得出結(jié)論:做一副能產(chǎn)生瞬時(shí)沖擊的聯(lián)軸器，在力矩電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)起動(dòng)后，與電動(dòng)機(jī)軸相聯(lián)的聯(lián)軸器獲得一定的初始角速度，然后與螺桿上的聯(lián)軸器進(jìn)行撞擊，瞬時(shí)克服螺桿和螺母間的靜摩擦轉(zhuǎn)矩，即可使問(wèn)題迎刃而解?；谝陨侠斫猓O(shè)計(jì)并制造了沖擊聯(lián)軸器（見圖2）。

圖中的沖擊錘1與力矩電動(dòng)機(jī)軸相聯(lián)接，撞塊2與雙向螺桿相聯(lián)接。沖擊錘1通過(guò)螺釘5和彈簧4聯(lián)接著套筒3，并使套筒具有一定的彈性直線運(yùn)動(dòng)空間。如剖視圖B－B所示，力矩電動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為夾緊過(guò)程，此時(shí)套筒3先與撞塊2接觸，并壓縮彈簧，隨著彈簧的壓縮，套筒作用于撞塊的壓力增大，當(dāng)達(dá)到能克服雙向螺桿所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺桿開始旋轉(zhuǎn)，之后由于沖擊錘的旋轉(zhuǎn)速度大于螺桿的旋轉(zhuǎn)速度，沖擊錘與撞塊接觸，推動(dòng)螺桿以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，直至達(dá)到力矩電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)力矩，力矩電動(dòng)機(jī)斷電，夾具夾緊工件。這種設(shè)計(jì)方式，使得沖擊錘與撞塊的沖擊時(shí)間延長(zhǎng)，緩沖了撞擊力，避免了螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)突然產(chǎn)生很大的加速度而造成螺桿和螺母接觸面的損傷。

力矩電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為松開過(guò)程，此時(shí)沖擊錘的M面與撞塊的N面之間有較大的轉(zhuǎn)角空間，這個(gè)空間可以保證力矩電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，沖擊錘有一定的時(shí)間獲得足夠的角速度。當(dāng)快速旋轉(zhuǎn)的沖擊錘與靜止的撞塊撞擊后，由于沖擊錘的慣性，使撞塊受到一個(gè)較大的沖擊力，這個(gè)沖擊力可以克服螺桿和螺母間的靜摩擦轉(zhuǎn)矩，使螺桿與力矩電動(dòng)機(jī)軸以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，達(dá)到松開夾具的目的。強(qiáng)調(diào)一下，力矩電動(dòng)機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)，由時(shí)間參數(shù)控制，而不是以堵轉(zhuǎn)力矩控制，所以力矩電動(dòng)機(jī)松開旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生較大靜摩擦力的情況。

聯(lián)軸器改造之后，公司生產(chǎn)的同類夾具再?zèng)]出現(xiàn)過(guò)反向不能起動(dòng)的故障，操作者反映功能良好。公司的其他產(chǎn)品中有一些也采用力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿螺母作剎緊用的，在試制過(guò)程中，也遇到過(guò)剎緊后松不開的情況，產(chǎn)品遲遲得不到驗(yàn)收，經(jīng)過(guò)改用沖擊式聯(lián)軸器，取得了理想的效果。

［1］陶崇德，葛鴻翰．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［J］．上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1993．

［2］濮良貴．機(jī)械設(shè)計(jì)［J］．北京:高等教育出版社，1994．

［3］黃錫愷，鄭文緯．機(jī)械原理［J］．北京:高等教育出版社，1994．