节能型变频双盘摩擦压力机研究应用

栾新民，朱元胜，庞 奇

（青岛青锻锻压机械有限公司，山东 胶州 266300）

节能型变频双盘摩擦压力机研究应用

栾新民，朱元胜，庞 奇

（青岛青锻锻压机械有限公司，山东 胶州 266300）

节能型变频双盘摩擦压力机采用变频智能控制，可实现电机间歇工作，且速度、能量可调，能有效利用圆盘储存的旋转能量，实现锻打过程零耗电，从而节能降耗，是传统摩擦压力机升级改造的好途径。

机械制造；变频；摩擦压力机；升级改造

1 前言

双盘摩擦压力机发展历史悠久，是我国锻造行业的主要设备之一，为我国锻造业的发展做出了巨大贡献。但传统的双盘摩擦压力机因电机一直在工作，尤其是在非打击的辅助间歇时间里，电机输出的基本是无用功，圆盘能量有效利用率很低，因而耗电耗能。随着该行业的飞速发展和国家节能减排政策的实施，能耗较高的传统型双盘摩擦压力机的使用已越来越受到限制，急需升级换代或更新改造。

电动螺旋压力机作为一种新型的节能螺旋压力机，在国外已得到广泛应用。近几年在国内发展迅速，使用情况较好。实践证明，电动螺旋压力机将是老式双盘摩擦压力机理想的更新换代产品。

但是，由于传统的双盘摩擦压力机在我国量大面广，全部淘汰更新不仅资金困难，也会造成不必要的浪费，显然难以实施。因此，在充分利用原有资源的基础上，对传统的双盘摩擦压力机进行节能改造势在必行。同时，对部分企业为节省投资而希望先选购价格便宜的双盘摩擦压力机的用户，也可直接购买这种节能型双盘摩擦压力机以解燃眉之急。因此，开发节能型双盘摩擦压力机迫在眉睫。

为此，青锻公司工程技术人员通过大量理论推导计算和多次模拟试验，创造性地发明了国内外第一台节能型变频双盘摩擦压力机，以满足市场和建设节能环保型社会的需求。

2 节能型变频双盘摩擦压力机的研究应用

节能型变频双盘摩擦压力机的节能原理是充分利用圆盘储存的旋转能量，满足锻打过程中的能量所需。电机在滑块运行期间基本不耗电，而在滑块静止时的上下料辅助时间，由变频智能控制的电机才开始工作，加速补充能量圆盘在驱动过程中的能量损耗，使其恢复至设定值。电机因采用变频智能控制且间歇工作，因而节省了电能。

摩擦压力机的飞轮电力拖动与曲柄压力机有许多相似之处。在摩擦压力机中，圆盘起曲柄压力机中飞轮的作用。正面摩擦传动机构起离合器的作用，它借助圆盘表面与飞轮摩擦带之间的摩擦力，在一次工作循环中使从动质量受到两次加速。

与曲柄压力机不同的是，摩擦压力机在滑块工作行程中圆盘与飞轮完全脱离了摩擦联系。因此，允许飞轮在工作行程结束时完全停止，并且全部释放从圆盘得到的动能。同时，传统的摩擦压力机的圆盘也和曲柄压力机的飞轮一样，只能在电动机的滑差率的允许范围内利用一部分能量，因此，它具有“能量冗余”。由于传统的双盘摩擦压力机圆盘的转动惯量一般设计为飞轮转动惯量的2～5倍，尽管能量很大，但因受电机额定滑差率的限制，有效能量的利用率很低。

而节能型变频双盘摩擦压力机因采用变频智能控制，从而有效地解决了电机额定滑差率问题。电机转速可频繁地从零到最大进行变速，从而最大限度地利用了圆盘储备的能量，实现了电机在滑块运行期间基本不耗电，节约了电能。电机只在滑块静止时的辅助时间里才工作，由于电机采用变频智能控制，因此不仅加速时间短，提速快，而且电流小，对电网无冲击，耗电少。

3 工作流程框图

4 性能特点及发展优势

（1）圆盘能量有效利用率高。变频智能控制电机可间歇工作且加速快、电流小，滑块运行期间电机基本不耗电，节约电能。

（2）速度控制精确，打击力稳定，锻件精度高。

（3）变频智能控制电机速度可调，可预选打击力和打击能量，工艺适用范围广。

（4）因打击力可控，模具受力小、使用寿命长。

（5）主机结构简单直观、故障率低，易于维护、费用低。

（6）可通过人机界面设定各种参数，并可通过屏幕显示实际打击力和能量的大小，方便工艺人员做工艺实验，分析工艺过程。

5 市场前景

在我国现有的锻造设备中，绝大部分是传统式双盘摩擦压力机。这种老式的双盘摩擦压力机相对电动螺旋压力机及变频双盘摩擦压力机等新型节能设备而言，耗电指标高、精度差，因此，从取得合理经济效益的观点来看，在推广电动螺旋压力机及变频双盘摩擦压力机等节能型产品的同时，对锻造厂现有的老式双盘摩擦压力机研究出合理的改造方案，把这些陈旧的耗能设备改造成为性能优良的节能型变频双盘摩擦压力机十分可行。而且和换头式的电动螺旋压力机改造方案相比，机械部分无需做任何改动，充分利用现有能量资源，只增加变频智能控制即可。从而节约了投资，提高了产品性能，效果很好。

经国家检测中心检测，节能型变频双盘摩擦压力机比传统型双盘摩擦压力机节电40%以上，效益非常显著。该技术现已申报国家发明专利。

[1] 鲍恰洛夫（苏）.螺旋压力机.北京：机械工业出版社，1985.

[2] 朱元胜，栾新民.常用模锻设备的结构性能特点及应用发展趋势.锻压装备与制造技术，2007，（5）.

[3] 朱元胜，张凤君，姜同秀.我国电动螺旋压力机的最新发展.锻压装备与制造技术，2009，（6）.

Research and application of energy-saving frequency double-disk friction press machine

LUAN Xinmin,ZHU Yuansheng,PANG Qi
（Qingdao Qingduan Metalforming Machinery Co.,Ltd.,Jiaozhou 266300,Shandong China）

The energy-saving frequency double-disk friction press machine has been controlled by frequency intelligence,which can permit the interval work of motor.The speed and energy can be adjusted in order to make full use of rotary energy stored in the disk.Zero electricity has been used in the forging process with lower energy consumption.It is an upgrade for the traditional friction press.

Frequency conversion;Friction press;Upgrade

TG315.6

B

1672－0121（2012）03－0022－02

2011-12-26

栾新民（1958-），男，高级工程师，公司总经理，从事锻压机械的研发、制造、管理等工作