王可山

（烟台环球机床附件集团有限公司，山东烟台 264002）

力矩电动机具有起动转矩大、堵转电流小、机械特性较软、结构紧凑、体积小等特点，被广泛应用于断续周期工作制的结构中。

在力矩电动机的广泛应用中，有一种摩擦类型的应用，如力矩电动机驱动螺杆螺母夹紧工件，是非常值得注意的。下面以一种力矩电动机驱动双向螺杆的夹具为例，说明其故障的发生原因及解决方法。

图1中力矩电动机1通过套筒式联轴器2，直联式驱动同时具有左旋螺纹和右旋螺纹的螺杆7旋转，螺杆的旋转运动通过左旋螺母3和右旋螺母6转化为直线运动，驱动与螺母相联接的钳口4和5同时向内运动夹紧轴类工件，或同时向外运动松开工件。夹具经过一段时间的使用，力矩电动机在夹紧工件后，经常有松开时反向旋转不能启动的现象，这时需要操作者用扳手扭转双向螺杆右端的六方夹头来松开夹具，虽然不是频繁发生，但看到产品有故障，就要找原因并纠正。分析此类故障发生的原因，大概有以下几点:

（1）由于磨损，螺杆和螺母的接触面变粗糙;

（2）润滑不及时，螺杆螺母间形成干摩擦;

（3）当力矩电动机达到堵转转矩时，力矩电动机断电;由于惯性，电动机转子和双向螺杆有短时间的继续旋转趋势，需要靠螺母的反作用力来制动;

（4）维修过程中清洗不彻底，螺杆及螺母的摩擦面间存在微小颗粒杂质。

以上几种原因的单独或综合作用，使得螺杆和螺母间的静摩擦转矩大于力矩电动机的起动转矩，从而导致力矩电动机的反向旋转运动不能正常启动。而力矩电动机的反向转动力矩一旦克服了初始摩擦力，也就一切恢复正常。

从以上的分析，可以得出结论:做一副能产生瞬时冲击的联轴器，在力矩电动机反向旋转起动后，与电动机轴相联的联轴器获得一定的初始角速度，然后与螺杆上的联轴器进行撞击，瞬时克服螺杆和螺母间的静摩擦转矩，即可使问题迎刃而解。基于以上理解，设计并制造了冲击联轴器（见图2）。

图中的冲击锤1与力矩电动机轴相联接，撞块2与双向螺杆相联接。冲击锤1通过螺钉5和弹簧4联接着套筒3，并使套筒具有一定的弹性直线运动空间。如剖视图B－B所示，力矩电动机顺时针转动为夹紧过程，此时套筒3先与撞块2接触，并压缩弹簧，随着弹簧的压缩，套筒作用于撞块的压力增大，当达到能克服双向螺杆所产生的转矩时，螺杆开始旋转，之后由于冲击锤的旋转速度大于螺杆的旋转速度，冲击锤与撞块接触，推动螺杆以相同的角速度旋转，直至达到力矩电动机的堵转力矩，力矩电动机断电，夹具夹紧工件。这种设计方式，使得冲击锤与撞块的冲击时间延长，缓冲了撞击力，避免了螺杆旋转时突然产生很大的加速度而造成螺杆和螺母接触面的损伤。

力矩电动机逆时针旋转为松开过程，此时冲击锤的M面与撞块的N面之间有较大的转角空间，这个空间可以保证力矩电动机起动后，冲击锤有一定的时间获得足够的角速度。当快速旋转的冲击锤与静止的撞块撞击后，由于冲击锤的惯性，使撞块受到一个较大的冲击力，这个冲击力可以克服螺杆和螺母间的静摩擦转矩，使螺杆与力矩电动机轴以相同的角速度旋转，达到松开夹具的目的。强调一下，力矩电动机的反向旋转，由时间参数控制，而不是以堵转力矩控制，所以力矩电动机松开旋转结束时，不会产生较大静摩擦力的情况。

联轴器改造之后，公司生产的同类夹具再没出现过反向不能起动的故障，操作者反映功能良好。公司的其他产品中有一些也采用力矩电动机驱动螺杆螺母作刹紧用的，在试制过程中，也遇到过刹紧后松不开的情况，产品迟迟得不到验收，经过改用冲击式联轴器，取得了理想的效果。

［1］陶崇德，葛鸿翰．机床夹具设计［J］．上海:上海科学技术出版社，1993．

［2］濮良贵．机械设计［J］．北京:高等教育出版社，1994．

［3］黄锡恺，郑文纬．机械原理［J］．北京:高等教育出版社，1994．