【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属棒料高速剪切加工，具体设计一种交流伺服电机驱动飞轮螺旋压缩氮气储能式的超高速棒料精密剪切设备。
技术介绍
1、目前常见的棒料高速精密剪切设备主要为液气锤(董渊哲.金属棒料高速与低能耗复合式精密剪切分离机理及其动态断裂力学行为研究[d].西安：西安交通大学，2020)，其结构原理为高压气室安装于设备上方，高压气室中活塞和动剪刃固连；动剪刃下方放置金属棒料，金属棒料被夹持在液压夹紧模具中；其工作原理为高压气体推动活塞杆向下运动，活塞杆带动剪刃对棒料剪切。该类型设备存在以下缺点：1)通过液压泵站驱动下料的活塞压缩气体储能，液压系统复杂、能量利用率低、价格昂贵、控制难度大；2)剪切过程中锤头速度小于10m/s，达不到材料韧脆转变所需的应变速率，剪切所需主动载荷大。
技术实现思路
1、为了克服上述技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了一种交流伺服电机驱动飞轮螺旋压缩氮气储能式的超高速棒料精密剪切设备，省去了复杂液压驱动系统，通过飞轮螺旋压缩氮气储能的方式实现锤头的超高速打击(20m/s～30m/s)；控制简单、锤头回程速度快、能量利用率高。
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种交流伺服电机驱动飞轮螺旋压缩氮气储能式的超高速棒料精密剪切设备，包括框架结构，框架结构由上向下安装有高压气室机构、锤头运动机构、模具40，高压气室机构配合锤头运动机构打击模具40，棒料在模具40作用下完成切断分离。
4、所述的框架结构由上横梁
5、所述的高压气室机构包括上横梁30两侧连接的伺服电机3，伺服电机3输出轴上安装的小齿轮43和飞轮44啮合，飞轮44和主螺杆21连接，主螺杆21通过支撑套筒1、单向推力圆柱滚子轴承15、单列圆柱滚子轴承17、螺杆下挡板19安装在上横梁中间筒4中；主螺杆21和主螺母20连接，主螺母20通过锤体连接端盖6和螺母套筒22固连，螺母套筒22和上滑板8上表面连接，上滑板8下表面凸起部分和主气缸缸筒24内圈配合，主气缸缸筒24和气缸活塞26同轴配合，气缸活塞26和气缸铜套25同轴配合，气缸铜套25通过气缸拉紧螺杆31和上滑板8固连，上滑板8两侧和滑块7固连，滑块7和导轨11滑动配合，导轨11对称安装在两侧立柱5上；
6、上滑板8、气缸缸筒24、气缸活塞26和气缸铜套25通过气缸拉紧螺杆31连接组成了高压气室，高压气室内充满氮气。
7、所述的锤头运动机构包括上滑板8两侧对称安装的第一滑轮34，第一滑轮34通过皮带35和第二滑轮37以及第三滑轮36连接，第二滑轮37对称安装在锤头9两侧，第三滑轮36固定安装在立柱5上，立柱5前后两侧对称安装的锁紧装置39通过锁紧装置支撑板32和液压缸10的活塞部分连接，液压缸10固定安装在立柱5左右两侧，液压缸10通过液压阀27和油管41同液压泵站42相连接。
8、和现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
9、1)通过交流永磁伺服同步电动机带动飞轮螺旋转换压氮气储能，能量利用率显著高于液压传动的能量利用率。
10、2)气体压缩前高压气室内初始压强可以达到1～5mpa，蓄能后压强可以达到10mpa以上，可以实现巨大的能量的储存；能量释放后，锤头可以实现更高速的打击(20m/s～30m/s)，使棒料在韧脆转变所需的应变率下实现切断分离，降低设备所需要提供的主动剪切载荷，提高断面质量。
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1.一种交流伺服电机驱动飞轮螺旋压缩氮气储能式的超高速棒料精密剪切设备，包括框架结构，其特征在于：框架结构由上向下安装有高压气室机构、锤头运动机构、模具(40)，高压气室机配合锤头运动机构打击模具(40)，棒料在模具(40)作用下完成切断分离。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的框架结构由上横梁(30)、下横梁(12)和立柱(5)连接而成；立柱(5)内部设置有拉紧螺杆(28)，上横梁(30)上表面布置有上横梁超级螺母(29)，上横梁超级螺母(29)和拉紧螺杆(28)上端连接；下横梁(12)内侧隔板上对称布置下横梁超级螺母(33)，下横梁超级螺母(33)和拉紧螺杆(28)下端连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述的高压气室机构包括上横梁(30)两侧连接的伺服电机(3)，伺服电机(3)输出轴上安装的小齿轮(43)和飞轮(44)啮合，飞轮(44)和主螺杆(21)连接，主螺杆(21)通过支撑套筒(1)、单向推力圆柱滚子轴承(15)、单列圆柱滚子轴承(17)、螺杆下挡板(19)安装在上横梁中间筒(4)中；主螺杆(21)和主螺母(20)连
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述的锤头运动机构包括上滑板(8)两侧对称安装的第一滑轮(34)，第一滑轮(34)通过皮带(35)和第二滑轮(37)以及第三滑轮(36)连接，第二滑轮(37)对称安装在锤头(9)两侧，第三滑轮(36)固定安装在立柱(5)上，立柱(5)前后两侧对称安装的锁紧装置(39)通过锁紧装置支撑板(32)和液压缸(10)的活塞部分连接，液压缸(10)固定安装在立柱(5)左右两侧，液压缸(10)通过液压阀(27)和油管(41)同液压泵站(42)相连接。
...【技术特征摘要】
1.一种交流伺服电机驱动飞轮螺旋压缩氮气储能式的超高速棒料精密剪切设备，包括框架结构，其特征在于：框架结构由上向下安装有高压气室机构、锤头运动机构、模具(40)，高压气室机配合锤头运动机构打击模具(40)，棒料在模具(40)作用下完成切断分离。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的框架结构由上横梁(30)、下横梁(12)和立柱(5)连接而成；立柱(5)内部设置有拉紧螺杆(28)，上横梁(30)上表面布置有上横梁超级螺母(29)，上横梁超级螺母(29)和拉紧螺杆(28)上端连接；下横梁(12)内侧隔板上对称布置下横梁超级螺母(33)，下横梁超级螺母(33)和拉紧螺杆(28)下端连接。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述的高压气室机构包括上横梁(30)两侧连接的伺服电机(3)，伺服电机(3)输出轴上安装的小齿轮(43)和飞轮(44)啮合，飞轮(44)和主螺杆(21)连接，主螺杆(21)通过支撑套筒(1)、单向推力圆柱滚子轴承(15)、单列圆柱滚子轴承(17)、螺杆下挡板(19)安装在上横梁中间筒(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：任芋见，赵升吨，张山义，常鸣，朱文宇，刘柏扬，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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