龙门式压力机执行机构的设计

黄 健

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 161005）

1 前言

本次设计以小吨位龙门式压力机为例，阐述机器的工作原理，重点介绍执行机构的设计方案。

执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置。用与控制阀的执行机构能够精确的使阀门走到任何位置。尽管大部分执行机构都是用于开关阀门，但是如今的执行机构的设计远远超出了简单的开关功能，它们包含了位置感应装置，力矩感应装置，电极保护装置，逻辑控制装置，数字通讯模块及PID控制模块等，而这些装置全部安装在一个紧凑的外壳内。执行机构选择的主要考虑因素是：①可靠性；②经济性；③动作平稳、足够的输出力；④重量外观；⑤结构简单、维护方便；⑥输出力的考虑。

2 常用执行机构对比

执行机构不论是哪种类型，它的输出力都是用于克服负荷的有效力。负荷主要是指不平衡力和不平衡力矩，加上摩擦力、密封力、重量等有关的力作用。为了使调节阀能正常工作，配用的执行机构要能产生足够的输出力，来克服各种阻力。因此，选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力或电动机的转动力矩。

我们所熟悉的执行机构有以下几种：

槽轮机构：由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔它机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构如图1所示，有外啮合和内啮合两种形式。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反，而内啮合则相同。槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转为位。但因传动是尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。

图1 槽轮机构

凸轮机构：如图2所示，组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律，而且设计比较容易。但是凸轮与从动件之间组成了点或线接触的高副，在接触处由于相互作用力和相对运动的结果会产生较大的摩擦和磨损。

曲柄滑块机构：曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的，也称曲柄连杆机构，如图3所示，此机构中与几架构成移动副的构件为滑块，通过转动副曲柄滑块机构广泛用于冲床、内燃机、空压机等。

图2 凸轮机构

图3 曲柄滑块机构

3 结论

综上，凸轮机构凸轮廓线与推杆之间为点，线接触易磨损，所以，凸轮机构多用在传力不大的场合。槽轮机构在送料装置中做间歇传动之用[3]。曲柄滑块机构结构简单，制造方便。其中偏心曲柄滑块机构安装和调试较难，且有急回作用，极位夹角不为零，设计较为复杂，功率变化大，故不宜采用；而对心曲柄滑块机构是执行机构的常用形式，其优点是机构紧凑，传动简单，该机构是全低副机构，适用于低速重载的场合，且其无急回作用。故本次设计采用对心曲柄滑块机构。