伺服直驱螺旋压力机的研究与应用

熊晓红，陈 平

（1.华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074；2.湖北凌顶科技有限公司，湖北 鄂州 436000）

螺旋压力机是一种能量加工设备，因其结构简单，使用成本低，成为目前国内应用面最广的模锻设备，可完成模锻、切边、校正等锻压工艺，不仅适用于机械零件的锻造，而且特别适合于精锻工艺，在汽车、工程机械、铁路车辆、航空航天、船舶等行业中广泛应用。既可用于金属材料的塑性成形，也广泛应用于冶金、餐具、工具、医疗器械、陶瓷、建材和耐火材料等行业。

电机驱动方式是螺旋压力机的关键技术之一。螺旋压力机的滑块每分钟行程次数直接受飞轮角速度ω的影响，由于电机总处于带有大惯量负荷和频繁地正、反向的起动状态，即一直处于“起动－惯性停车－反向起动－制动”的非稳态过程中，因而电流较大，还要控制换向次数。当接触锻件打击时，电机达到设定转速，此时电机骤停，传动系统面临巨大的冲击力和惯性能量释放。所以如何选择惯量小的电机类型、如何释放自身能量、如何保护好电机轴和底座等传动机构成为压力机是否能够长期稳定工作的最重要因素。目前国内电动螺旋压力机有开关磁阻电机驱动和交流异步电机变频驱动系统两种主要方案。由于这两种电机及驱动方式存在固有缺陷，虽然电动螺旋压力机在提高性能及可靠性方面取得了很大进步，但离用户高柔性、高精度、高可靠的要求相差很远。……