【正文】 ????? ??????? iNN r ntN LL hL 接觸壽命系數(shù) HZ 查表得 , 21 ?? NN ZZ 許用接觸應(yīng)力? ?H? ? ?aH NHH MPS Z 11lim1 ???? ?? ? ?aH NHH MPS Z 22lim2 ???? ?? 驗(yàn)算： ? ?12211)1(2HaHEHMPubduKTZZZ?? ?????????????? 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核安全。 [6] 趙婷婷，賈明全，李時(shí)云 .開關(guān)磁阻無閥伺服液壓系統(tǒng)及其數(shù)控方法 [J]．液壓與氣動(dòng)， 2021，（ 9）： 46. [7] 趙婷婷，賈明全，姜?jiǎng)t東 .新型開關(guān)磁阻伺服壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].鍛壓技術(shù)，2021， 33（ 1） :130133 [8] 趙婷婷 , 賈明全 , 王浩 .開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋壓力機(jī)能量系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].鍛壓技術(shù) , 2021, 34(3): 112115. [9] 趙婷婷 , 王浩 . 壓力機(jī)與開關(guān)磁阻電機(jī)剛性傳動(dòng)的連接分析 [J].鍛壓技術(shù) , 2021, 34(4): 112115. [10]趙婷婷 , 王浩 .多擊式電動(dòng)螺旋壓力機(jī)結(jié)構(gòu)方案分析與能耗實(shí)驗(yàn)研究 [J].鍛壓技術(shù) , 2021, 34(5): 112115. [11]趙婷婷，田江濤，楊思一 .數(shù)控式螺旋壓磚機(jī) [J].耐火材料， 2021， 43（ 4）： 316317. [12]趙婷婷，王浩，楊思一，田江濤 .數(shù)控多擊式螺旋壓力機(jī)的研制 [J].制造技術(shù)與機(jī)床， 2021，（ 11）： 7981. [13]趙婷婷，賈明全 . 曲柄壓力機(jī)調(diào)速問題分析 與改進(jìn)方法 [J].鍛壓技術(shù)， 2021， 35（ 2）： 98101.. [14]趙婷婷，賈明全，王浩 . 數(shù)控伺服螺旋壓磚機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2021， (2):178180. [15]趙婷婷 , 王浩 , 賈明全 .伺服壓力機(jī)方案與設(shè)計(jì) [J].機(jī)床與液壓， 2021， 38（ 8）：13. [16]陳金琨，趙婷婷，楊思一 . 變頻液壓屑餅機(jī)效率研究 [J] .。 齒間載荷分配系數(shù)?FK 查表得?FK= 齒向載荷分配系數(shù)? ???? )(368/ hb? 取?FK= 載荷系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK 齒形系數(shù)FaY 取 21 ?? FaFa YY ， 應(yīng)力修正系數(shù)Sa 取 21 ?? SaSa YY ， 彎曲疲勞極限 limF? 查表得 aFaF MPMP 7 1 0,7 2 0 2lim1lim ?? ?? 彎曲最小安全系數(shù) minS 查表得 ?S 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LN 6271 ???? LL NN ， 彎曲壽命次數(shù)Y 查表得 , 21 ?? NN YY 尺寸系數(shù) X 查表得 X=1 46 許用彎曲應(yīng)力? ?F? ? ?aF XNFF MPS YY 11lim1 ????? ?? ? ?aF XNFF MPS YY 22lim2 ????? ?? 驗(yàn)算： ? ?1111 11 FaSaFaF MPYYYmbd KT ?? ? ??????? ???? ? ?2112212 ??? ??????? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 安全。 齒間載荷分配系數(shù)?FK 查表得 ?FK= 齒向載荷分配系數(shù)? ???? )(160/ hb? 取?FK= 載荷系數(shù) ????? ? ?? FFVA KKKKK （式 638） 齒形系數(shù)FaY 取 21 ?? FaFa YY ， 應(yīng)力修正系數(shù)Sa 取 21 ?? SaSa YY ， 彎曲疲勞極限 limF? 查表得 aFaF MPMP 7 1 0,7 2 0 2lim1lim ?? ?? 39 彎曲最小安全系數(shù) minFS 查表得 ?FS 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LN 6271 ???? LL NN ， 彎曲壽命次數(shù)NY 查表得 , 21 ?? NN YY 尺寸系數(shù) X 查表得 X=1 許用彎曲應(yīng)力? ?F? ? ?aFXNFFMPSYY lim11lim1????? ?? （式 639） ? ?aF XNFF MPS YY 22lim2 ????? ?? 驗(yàn)算： ? ?111111 4 1 3 2 21 2FaSaFaFMPYYYmbd KT?? ???????? ???? （式 640） ? ?2112212 FaSaFaSaFaFF MPYYYY ??? ????? ? （式 641） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 安全 。 NzFF Q2 2s in210????????? （式 618） （ 8）帶輪結(jié)構(gòu)： 大帶輪采用腹板式。 選定電機(jī) 選擇開關(guān)磁阻伺服電機(jī)，型號(hào)： ,額定功率 110KW，額定轉(zhuǎn)速750r/min，額定轉(zhuǎn)矩 1401 mN?。時(shí)， )2 3( 1 ????? ? ? =90176。 位移 s/mm 曲軸轉(zhuǎn)速n1/rpm 滑塊速度 v1/mm?s1 滑塊加速度 a1/mm?s2 1 0 10 0 2 30 3 60 4 90 5 120 6 150 關(guān)鍵點(diǎn) Sg=13 7 160 8 170 9 180 0 0 10 210 11 240 12 270 13 300 14 330 15 360 0 圖 33 角度、位移 速度曲線圖 17 圖 34 角度、位移 加速度曲線圖 表 2 行程次數(shù) ng=15，滑塊速度、加速度數(shù)據(jù) 序號(hào) 角度 ? /176。 滑塊加速度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系 利用相同的原理可對(duì)速度公式進(jìn)行時(shí)間求導(dǎo)得滑塊的角加速度 ? ? ? ????????????? 2c osc os2s i n21s i n 2 ?????????? ?????? ???? RRd ddtdddvdtdva 令 ??? ?? ? ????? 2c o sc o s2 Ra ? （ 35） 由以上分析可得滑塊的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式： 滑塊運(yùn)動(dòng)與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系式 ?????? ????? )2c os1(41)c os1( ???Rs 14 ?????? ?? ???? 2s in2s inRv ? ????? 2c o sc o s2 Ra ? （ 36） 滑塊運(yùn)動(dòng)與時(shí)間的關(guān)系式 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，令 t?? ? ?????? ????? )2c os1(41)c os1( ttRs ??? ?????? ?? ttRv ???? 2s in2s in ? ?ttRa ???? 2c o sc o s2? （ 37） 由公式（ 36）、（ 37）可知： 1） 滑塊的運(yùn)動(dòng)特性在曲柄角速度一定時(shí) 只與曲柄轉(zhuǎn)角剛性有關(guān)，與其他因素沒有關(guān)系。 開關(guān)磁阻伺服 曲柄壓力機(jī)的高效節(jié)能、智能數(shù)控性能優(yōu) 越，能夠逐步替代現(xiàn)有的交流電機(jī)和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各種曲柄壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代。同時(shí)，開關(guān)磁阻電機(jī)在制動(dòng)時(shí)可變?yōu)榘l(fā)電機(jī) ， 能量回饋，重新利用。 (7) 通用性提高 現(xiàn)有壓力機(jī)根據(jù)工藝不同而種類繁多 ， 開關(guān)磁阻數(shù)控壓力機(jī)可依工藝調(diào)節(jié) ， 而滿足不同工藝的需求 ， 使同一臺(tái)壓力機(jī)工作在不同工況。 （ 9） 功率因數(shù)高 普通交流電機(jī)空載時(shí)功率因數(shù)為 ~，滿載時(shí)為 ~；而開關(guān)磁阻伺服的功率因數(shù)空載時(shí)可達(dá) ，滿載時(shí)可達(dá) 。 （ 5） 三相輸入電源缺相或控制器輸出缺相不燒電動(dòng)機(jī) 開關(guān)磁阻伺服若三相輸入電源缺相或者欠功率運(yùn)行或者停轉(zhuǎn)，不會(huì)燒毀電機(jī)和控制器。 8 圖 23 SRD 控制器系統(tǒng)框圖 數(shù)控方法由圖 3 的控制電路實(shí)現(xiàn)。 SRD 控制器包括嵌入式微處理器、 PLD 可編程邏輯器件、 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路、光電隔離、通信接口、顯示屏、鍵盤 、電力電子器件及軟件（圖 23）。其電機(jī)定、轉(zhuǎn)子由沖有凸極和凹槽的硅鋼沖片疊壓而成。 智能鍛壓 裝備作為高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向和信息化與工業(yè)化深度融合的重要體現(xiàn)，大力培育和發(fā)展智能 鍛壓裝備產(chǎn)業(yè)對(duì)于加快 鍛壓 業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn) 鍛壓生產(chǎn) 過程的智能化和綠色化發(fā)展具有重要意義?！保ㄕ浴吨腥A人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì) 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 國家環(huán)境保護(hù)總局 公告 2021 年 第65 號(hào) 》）采用節(jié)能的開關(guān)磁阻電機(jī)替代高耗能的傳統(tǒng)電機(jī)成為企業(yè)節(jié)能的發(fā)展方向。目前，鍛壓生產(chǎn)所用曲柄壓力機(jī)由高轉(zhuǎn)差率的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由剛性離合器和摩 擦離合器控制，存在安全性差、能耗高、故障率高的缺陷。在山東理工大學(xué)趙婷婷教授的技術(shù)支持下，開關(guān)磁阻伺服 壓力機(jī)分別在青島益友鍛壓機(jī)械有限公司 、揚(yáng)力集團(tuán) 等單位進(jìn)行了 研制 ， 各噸位系列的開關(guān)磁阻伺服壓力機(jī)相繼誕生， 并開始投入批量生產(chǎn)。 結(jié)構(gòu)件的連接關(guān)系為：伺服電機(jī)輸出軸鍵固連小帶輪，小帶輪通過 V 帶傳動(dòng)連接大帶輪，大帶輪鍵固連傳動(dòng)軸的一端，傳動(dòng)軸通過軸承連接機(jī)身，傳動(dòng)軸的另一端鍵固連小齒輪，小齒輪與大齒輪相互齒輪傳動(dòng)，大齒輪鍵 固連接曲柄軸的一端，曲柄軸通過軸承連接機(jī)身，曲柄軸的中部通過軸承連接連桿的大端，連桿的另一端滑動(dòng)連接滑塊 . 圖 21 伺服曲柄壓力機(jī)原理圖 開關(guān)磁阻伺服電機(jī) 角位移傳感器 制動(dòng)器 皮帶傳動(dòng) 傳動(dòng)軸 齒輪傳動(dòng) 曲軸 連桿 滑塊 傳感器 1機(jī)身 1模具 1液壓缸 1電機(jī)控制器 工作原理： 壓力機(jī)起動(dòng)時(shí)，開關(guān)磁阻伺服電機(jī)以大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由零速加速旋轉(zhuǎn)，通過減速傳動(dòng)帶動(dòng) 曲柄連桿滑塊 運(yùn)動(dòng)，電機(jī)在起動(dòng) 加速過程提供的能量儲(chǔ)存于系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其能量為 221eeJ?，此能量（可由電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)控值決定）大于等于額定工作能量 gE ，壓力行程時(shí)，電機(jī)全速降，釋放此能量，實(shí)施沖壓；位置傳感器給出 滑塊 上止點(diǎn)的位置，通過電機(jī)控制器傳給伺服電機(jī)。以圖中三相 12/8 極定、轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置作為起始位置，依次給 B→ C→ A相繞組通電，轉(zhuǎn)子即會(huì)逆著勵(lì)磁順序以逆時(shí)針方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)；反之，則電機(jī)會(huì) 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。具體數(shù)控方法如下： 7 電機(jī)定子相電流和轉(zhuǎn)子瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩及其運(yùn)動(dòng)方程為： ?? ddLiM e 2)(21? （ 22） dtdJMM Le ??? （ 23） 式中 i 相電流 (A) ? 轉(zhuǎn)子角位移 eM 電機(jī)轉(zhuǎn)矩 (N在低轉(zhuǎn)速及非額定負(fù)載下高效率則更加明顯。當(dāng)負(fù)載恢復(fù)正常時(shí)，轉(zhuǎn)速恢復(fù) 到設(shè)定轉(zhuǎn)速。 (3) 能量數(shù)控 開關(guān)磁阻數(shù)控曲柄壓力機(jī)加壓能量可數(shù)控 ， 數(shù)控其速度 ， 即數(shù)控其能量。因滑塊能量數(shù)控，在噸位儀指示下，打擊力不會(huì)超載，無需過載保護(hù)裝置。 （ 16） 可以保壓 在下止點(diǎn)壓緊工件時(shí)，滑塊可以短時(shí)間停留，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)的保壓功能。 曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)分析 空載狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)分析如下 . 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 圖 31 曲柄連桿滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖 圖 31 中： （ 1 ） O 點(diǎn)為曲柄的回轉(zhuǎn)中心； （ 2 ） A 點(diǎn)為連桿與曲柄的連接點(diǎn)； （ 3 ） B 點(diǎn)為連桿與滑塊的連接點(diǎn)， B 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代表滑塊的運(yùn)動(dòng)（即分析時(shí)滑塊可看作點(diǎn)運(yùn)動(dòng)）； （ 4 ） OA 表示曲柄半徑 R