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交流伺服電機(jī)的控制速度和位置精度非常準(zhǔn)確，通過控制電壓信號(hào)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。伺服電機(jī)的抗過載能力強(qiáng)，非常適合應(yīng)用于有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)或快速起動(dòng)的場(chǎng)合。

伺服電機(jī)的響應(yīng)速度快[ 24 ]

發(fā)熱少、噪聲低、工作穩(wěn)定[ 25 ] 但伺服電機(jī)目前也存在價(jià)格高等缺點(diǎn)，尤其是大功率的伺服電機(jī)，造價(jià)非常高。

目前的伺服壓力機(jī)多采用交流伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，在伺服壓力機(jī)領(lǐng)域，日本的小松、天田和會(huì)田，德國(guó)的舒勒等公司生產(chǎn)的伺服壓力機(jī)處于世界領(lǐng)先水平。

2· 2伺服式熱模鍛壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)的研究

伺服式熱模鍛壓力機(jī)的發(fā)展受限于伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，但是目前大功率交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)還不完善。

如圖2所示，在伺服式熱模鍛壓力機(jī)上采用增力效果更好的增力機(jī)構(gòu)，可以彌補(bǔ)交流伺服電機(jī)輸出扭矩不足的缺

以4 000 kN熱模鍛壓力機(jī)為例，根據(jù)計(jì)算得出，采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)的4 000 kN壓力機(jī)在鍛壓時(shí)的最高扭矩可高達(dá)176 000 N · m,這樣就需要大功率的電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。

而采用了肘桿機(jī)構(gòu)的壓力機(jī)在鍛壓時(shí)的最高扭矩為120傭0 N · m,相比于曲柄連桿機(jī)構(gòu)要低很多。

因此采用肘桿機(jī)構(gòu)的伺服式熱模鍛壓力機(jī)的伺服電機(jī)的功率也比曲柄連桿機(jī)構(gòu)小。

2．3伺服式熱模鍛壓力機(jī)傳動(dòng)方案的研究

熱模鍛壓力機(jī)的噸位一般比較大，在這種大噸位的熱模鍛壓力機(jī)上采用伺服驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)傳動(dòng)方案提出了新的要求，要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠傳遞大扭矩，且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、質(zhì)量小。

為了滿足大噸位熱模鍛壓力機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的要求，可采取的傳動(dòng)方案有多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多齒輪分散傳動(dòng)和多套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步方案等。

多電機(jī)驅(qū)動(dòng)即采用多臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)多套傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)同一個(gè)滑塊完成鍛壓工作。

大噸位的伺服式熱模鍛壓力機(jī)需要大功率的伺服電機(jī)，但受限于伺服電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，伺服電機(jī)的功率很難做的非常大。

即便是那些大功率的伺服電機(jī)，價(jià)格也非常昂貴

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為了降低單個(gè)電機(jī)的功率，可以采用多邊布局，采用多電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方案，這將顯著降低伺服式熱模鍛壓力機(jī)的成本。

如圖3所示的SE4-2000伺服壓力機(jī)采用了4臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方案，能夠同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)多齒輪分散傳動(dòng)方式可顯著降低傳動(dòng)部分的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大中型機(jī)械壓力機(jī)所需的減速比高達(dá)390，甚至上百，當(dāng)采用普通的齒輪減速方式（一級(jí)齒輪減速比最多7、9）時(shí)需要將齒輪做的很大導(dǎo)致減速的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，質(zhì)量大，慣性大，且大尺寸的齒輪切削加工費(fèi)用高消耗材料多，不利于裝配和運(yùn)輸?shù)取?/span>

而如果多齒輪分散傳動(dòng)方案，則會(huì)大大降低傳動(dòng)部分的質(zhì)量，降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。如圖4所示，采用4個(gè)齒輪分散驅(qū)動(dòng)中心齒輪，有利于實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)過程中的多齒嚙合，提高傳遞扭矩和傳動(dòng)平穩(wěn)性，降低質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

為了實(shí)現(xiàn)多套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步，可以在傳動(dòng)齒輪間加過橋齒輪，從而使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)同步工作，保證滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)和傾覆。

如圖5所示為在兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間安裝的過橋齒輪

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3結(jié)論

傳統(tǒng)熱模鍛壓力機(jī)必須帶有所謂的心臟部件一一離合器和制動(dòng)器能量利用率低。

伺服式熱模鍛壓力機(jī)省去了離合器等部件，不再需要壓縮空氣等

在滑塊停止時(shí)，伺服電機(jī)也停止，不存在飛輪空轉(zhuǎn)的能量損耗。伺服式熱模鍛壓力機(jī)具有能量利用率高、節(jié)能環(huán)保、滑塊行程次數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、滑塊運(yùn)動(dòng)數(shù)字伺服、柔性高等優(yōu)點(diǎn)

在伺服式熱模鍛壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇上，伺服電機(jī)具有優(yōu)良的性能，是未來伺服式熱模鍛壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重要發(fā)展方向。

變頻調(diào)速電機(jī)在熱模鍛壓力機(jī)上也將會(huì)有很多應(yīng)用。開關(guān)磁阻電機(jī)目前已在電動(dòng)螺旋壓力機(jī)上獲得了很多應(yīng)用，也將是伺服式熱模鍛壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的不錯(cuò)選擇。

伺服式熱模鍛壓力機(jī)等工作機(jī)構(gòu)必須具備良好的增力效果，肘桿機(jī)構(gòu)在增力上具有顯著的效果，可以應(yīng)用在熱模鍛壓力機(jī)上。

為了降低伺服式熱模鍛壓力機(jī)單臺(tái)電機(jī)的功率，可以采用多電機(jī)、多齒輪的傳動(dòng)方案，為了實(shí)現(xiàn)多套傳動(dòng)系統(tǒng)的同步，在伺服式熱模鍛壓力機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間加過橋齒輪。參考文獻(xiàn)：

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