螺旋压力机螺杆优化结构的制作方法

1.本实用新型涉及螺旋压力机，具体涉及一种螺旋压力机螺杆优化结构。


背景技术：

2.电动螺旋压力机是一种工艺适用性极强的锻压设备，具有结构简单，调整维护简便，滑块无下死点，便于模具设计，锻件精度高等特点。其工作原理是：采用电机带动小齿轮旋转，则与小齿轮啮合且与螺杆同轴的大齿轮被驱动旋转，大齿轮带动螺杆同步旋转并通过螺旋副驱动固定在滑块里面的螺母沿螺杆垂向往复运动，实现锻压成型。
3.目前，螺旋压力机的螺杆在打击过程中受到很大的冲击载荷作用，而由于螺杆在直接尺寸突变的位置（与压力机横梁配合实现轴向限位的位置，尺寸突变位置13仅采用r20
‑
r30的圆弧过渡，参见图4）产生较大的应力集中，结构的失效往往出现在应力集中
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最大应力的位置，则螺杆的直接尺寸突变的位置在遭受很大的冲击载荷时极易产生裂纹，大大降低螺杆使用强度，缩短使用寿命，导致压力机维护成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了提供一种结构简单、使用可靠的螺旋压力机螺杆优化结构，通过优化设计，减小应力集中部的实际应力值，显著提高螺杆抗冲击能力，延长螺杆使用寿命。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种螺旋压力机螺杆优化结构，包括螺杆本体，螺杆本体中部设有与压力机横梁配合实现轴向限位的环形凸台，其技术要点是：所述环形凸台的上端面为用于与止推轴承配合的球面，环形凸台的上端面边缘设有挡油围堰且挡油围堰的顶端高于球面的最高位置，所述螺杆本体上部直壁与球面之间设有减应力过渡面，所述减应力过渡面由与上部直壁相接且凹向螺杆轴心线的大弧过渡面、连接于大弧过渡面与球面之间的小弧过渡面组成。
7.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述大弧过渡面的圆弧半径r1为400mm
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800mm。
8.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述小弧过渡面的圆弧半径r2为30mm
‑
100mm。
9.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述球面的半径为1200mm
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1800mm。
10.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述球面的最低位置与挡油围堰下端之间设有用于存放润滑油工作中产生的杂质的沟槽。
11.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述螺杆本体的下部螺纹段与环形凸台之间的杆段上设有与回油盘配合的圆台，所述圆台与环形凸台之间利用圆弧过渡，圆台与螺纹段之间利用圆弧和直壁段连接。
12.上述的螺旋压力机螺杆优化结构，所述螺杆本体的螺纹段的牙形截面为非等腰梯形，面向冲击力侧的表面与梯形高度尺寸所在面的夹角为15
°
，背向冲击力侧的表面与梯形高度尺寸所在面的夹角为30
°
。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1、优化了螺杆应力集中部位的结构，其中，与压力机横梁配合实现轴向限位的环形凸台的上端面设为球面，球面设计与止推轴承配合实现了消除偏转载荷的目的，使螺杆和横梁仅承受来自垂直方向的冲击力，延长螺杆使用寿命。
15.2、由于增设了减应力过渡面，减应力过渡面延长了应力缓冲带，达到平稳过渡的目的，经实验证明，优化后的螺杆结构，最大集中应力降低了26％，由材料的疲劳强度理论可知：s（应力值）*n（疲劳循环次数）=c(参数)，最大应力值降低26％,可以得出对应的结构的疲劳寿命增加35％，具体疲劳寿命数值可以查询对应的材料疲劳寿命曲线（35crmn材质锻件）。由于疲劳寿命的增加，螺杆的抗冲击能力得到显著提高，螺杆使用寿命得到延长，节约了维护成本。
16.3、螺旋压力机的螺杆在打击过程中受到很大的冲击载荷作用，该冲击力首先作用在螺杆的牙形上，再往上传递到横梁。由于螺杆牙形是单方向受力，只承受一个方向的冲击载荷作用，即会出现螺纹牙形两侧面受力不均的现象，该结构的失效常出现在螺纹承受冲击力的背面牙形根部。本结构经过优化后，最大应力降低30％，牙形两端面受力更均衡，延长了使用寿命。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是本实用新型的使用状态局部示意图；
19.图3是本实用新型螺杆的应力分布模拟图；
20.图4是现有压力机螺杆的结构示意图；
21.图5是现有压力机螺杆的应力分布模拟图；
22.图6是本实用新型螺纹段牙形的放大图。
23.图中：1.螺杆本体、2.环形凸台、3.圆台、4.螺纹段、5.大弧过渡面、6.小弧过渡面、7.球面、8.沟槽、9.挡油围堰、10.横梁、11.止推轴承、12.回油盘、13.尺寸突变位置。
具体实施方式
24.如图1
‑
图3、图6所示，该螺旋压力机螺杆优化结构，包括螺杆本体1，螺杆本体1中部设有与压力机横梁10配合实现轴向限位的环形凸台2，所述环形凸台2的上端面为用于与止推轴承11配合的球面7，环形凸台2的上端面边缘设有挡油围堰9且挡油围堰9的顶端高于球面7的最高位置，使球面7上始终有润滑油存在。所述螺杆本体1上部直壁与球面7之间设有减应力过渡面，所述减应力过渡面由与上部直壁相接且凹向螺杆轴心线的大弧过渡面5、连接于大弧过渡面5与球面7之间的小弧过渡面6组成。
25.本实施例中，所述大弧过渡面5的圆弧半径r1为600mm。所述小弧过渡面6的圆弧半径r2为50mm。所述球面7的半径为1500mm。所述球面7的最低位置与挡油围堰9下端之间设有用于存放润滑油工作中产生的杂质的沟槽8。所述螺杆本体1的下部螺纹段4与环形凸台2之间的杆段上设有与回油盘12配合的圆台3，所述圆台3与环形凸台2之间利用圆弧过渡，圆台3与螺纹段4之间利用圆弧和直壁段连接。
26.参见图3，本实施例中，减应力过渡面处应力为592.32mpa,而参见图5，现有压力机
螺杆对应的应力集中部的应力为801.94mpa，本实用新型由于增设了减应力过渡面，应力集中部的实际应力值大大降低。所述螺纹段的牙形截面为非等腰梯形，面向冲击力侧的表面与梯形高度尺寸所在面的夹角为15
°
，背向冲击力侧的表面与梯形高度尺寸所在面的夹角为30
°
，螺距为96mm，牙形截面在螺纹中径处的宽度为54mm，两个相邻的牙形之间利用半径为10mm的小圆弧、直边和半径为30mm的大圆弧连接，半径为30mm的大圆弧与背向冲击力侧的表面根部相接。
27.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。