安 華

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 設(shè)計(jì)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

壓力機(jī)的電機(jī)－飛輪系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一臺(tái)壓力機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，以往許多文獻(xiàn)對(duì)此均有論述。但它們給出的計(jì)算公式中存在許多系數(shù)，且計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有相當(dāng)大的出入，不具備可操作性。本文作者在總結(jié)世界上各壓力機(jī)主要生產(chǎn)廠家計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，從分析壓力機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的能量消耗入手，得出了一套壓力機(jī)－飛輪系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的行之有效的方法。本公式對(duì)于公稱力2000kN以上、滑塊行程400～1000mm的閉式四點(diǎn)單動(dòng)、雙動(dòng)和多連桿機(jī)械壓力機(jī)均可適用。通過(guò)對(duì)不同類型的小松壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)如工程力、滑塊行程、壓力行程、氣墊力和主電機(jī)功率等參數(shù)的分析計(jì)算表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符。

在壓力機(jī)設(shè)計(jì)中，一般都是根據(jù)用戶的要求進(jìn)行。對(duì)于做功量參數(shù)，有的用戶直接做了規(guī)定，計(jì)算時(shí)就按規(guī)定值進(jìn)行算。

1 壓力機(jī)做功量的計(jì)算

式中：E——壓力機(jī)需產(chǎn)生的最大做功量，J；

P——公稱力（雙動(dòng)為內(nèi)滑塊公稱力），N；

h——壓力行程（雙動(dòng)為內(nèi)滑塊壓力行程），一般取h=0.013～0.015m，或由用戶所需規(guī)定，m；

PB——外滑塊的公稱力，N；

hB——外滑塊的壓力行程，一般取hB=0.006m，或由用戶所需規(guī)定，m；PD——?dú)鈮|力，N；

KD——?dú)鈮|能力系數(shù)，一般取KD=6；

S——滑塊行程（雙動(dòng)為內(nèi)滑塊行程），m。

設(shè)計(jì)單動(dòng)壓力機(jī)時(shí)，按PB=0，hB=0計(jì)算；不帶氣墊的壓力機(jī)按PD=P/6計(jì)算，落料、修邊、鍛造用壓力機(jī)可以按PD=0計(jì)算。

以我廠生產(chǎn)的1000kN閉式四點(diǎn)單動(dòng)多連桿機(jī)械壓力機(jī)為例，公稱力P=1000kN，壓力行程h=13mm，滑塊行程S=1000mm，氣墊力PD=2000kN，行程次數(shù)10～18min－1，得：

2 主電機(jī)功率PH的確定

（1）交流電動(dòng)機(jī)

（2）直流電動(dòng)機(jī)

10000kN壓力機(jī)采用的是直流調(diào)速電機(jī)，故得：

3 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量GD2的確定

式中：GD2——飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，包括離合器從動(dòng)件，

一般取 GD2的 15%左右，kg·m2；

N——飛輪轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；

K——飛輪的能量釋功率，%；

Sk——速度變化率（電動(dòng)機(jī)滑差率），%。

通常，對(duì)于單動(dòng)壓力機(jī)，取Sk=10.5%～15%，K=0.199～0.278；雙動(dòng)壓力機(jī)，取 Sk=15.5%～20%，K=0.286～0.36。

用變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪時(shí)，如果要求低速、高速都有相同的做功量，則需加大低速時(shí)的速度變化率，同時(shí)減少每分鐘工作行程次數(shù)。

10000kN壓力機(jī)采用的是直流調(diào)速電機(jī)，滑差率高，滿足低速時(shí)做功量的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算如下：

低速行程次數(shù)14min－1時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)數(shù)為N=212.6r/min，選 Sk=18%，K=0.328。

由式（4）得：GD2=716×4.6×105/212.6×0.328=2.24×104（kg·m2）

GD2值中包括離合器的從動(dòng)件，如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)原理圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出的上述算法經(jīng)多臺(tái)壓力機(jī)的校核計(jì)算，結(jié)果與實(shí)際情況完全吻合。但鑒于曲柄壓力機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的能量消耗涉及因素太多，很難準(zhǔn)確計(jì)算。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)一方面可按上述公式計(jì)算，另一方面要根據(jù)現(xiàn)在壓力機(jī)采用的電機(jī)功率和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并結(jié)合設(shè)計(jì)對(duì)象的具體參數(shù)，用途和結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較設(shè)計(jì)，最后確定方案。

[1] 何德譽(yù)，主編.曲柄壓力機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[2] 中日裕康.壓力機(jī)理論與實(shí)踐（日文版）.1973.

[3] 小松式壓力機(jī)設(shè)計(jì)資料.齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限公司內(nèi)部資料.1987.

[4] 師后龍，何光軍，鹿新建，等.曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)展趨勢(shì).鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45（4）.

[5]沈陽(yáng)礦山機(jī)器廠工人大學(xué)曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)小組.曲柄壓力機(jī)電機(jī)功率的簡(jiǎn)化計(jì)算方法.鍛壓機(jī)械，1976，11（3）.