數(shù)控機床主軸電動機與傳動
數(shù)控機床主軸電動機與傳動1、主軸電動機 加工中心上常用的主軸電動機為交流調速電動機和交流伺服電動機。交流調速電動機通過改變電動機的供電頻率可以調整電動機的轉速。加工中心使用該類電動機時.大多數(shù)為專用電動機與調速裝置配套使用.電動機的電參數(shù)(工作電流、過載電流、過載時間、起動時間、保護范圍等)與調速裝置一一對應。主軸驅動電動機的工作原理與普通交流電動機相同為便于安裝，其結構與普通的交流電動機不完全相同.交流調速電動機制造成本較低，但不能實現(xiàn)電動機軸在圓周任意方向的準確定位。 交流伺服上軸電動機是近幾年發(fā)展起來的一種高效能的主軸驅動電動機，其工作原理與交流伺服進給電動機相同，但其工作轉速比一般的交流伺服電動機要高。交流伺服電動機可以實現(xiàn)主軸在任意方向上的定位.并且以很大轉矩實現(xiàn)微小位移.用于主軸驅動的交流伺服電動機的電功率通常在十幾千瓦至幾十千瓦之間。其成本比交流調速電動機高出數(shù)倍。2、主軸傳動系統(tǒng) 低速主軸常采用齒輪變速機構或同步帶構成主軸的傳動系統(tǒng)，從而達到埔強主軸的驅動力知性，適應主軸傳動系統(tǒng)性能與結構的目的。 圖2-2為VP1050加工中心的主軸傳動結構。主軸轉速范圍為10--4000r/min> 當滑移齒輪3處于下位時，上軸在10-1200r /min間實現(xiàn)無級變速。當數(shù)控加工程序要求較高的上軸轉速時.PLC根據數(shù)控系統(tǒng)的指令.上軸電動機自動實現(xiàn)快速降速.在主軸轉速低于10r/min時?；讫X輪3開始向上滑移，當達到上位時.主軸電動機開始升速，使主軸轉速達到程序要求的轉速.反之亦然。 主軸變速箱由液壓系統(tǒng)控制，變速箱的滑移齒輪的位置由液壓缸驅動，通過改變三位四通換向閥的位置改變液壓缸的運動方向。三位四通換向閥具備中位鎖定機能。當變速箱滑移齒輪移動完成后，由行程開關發(fā)出變速動作完成信號，數(shù)控系統(tǒng)PLC發(fā)出控制信號.切斷相應的電磁鐵電源.三位四通換向閥恢復為中間狀態(tài).鎖定變速齒輪位置，同時機床操作而板下以LED指示燈顯示機床主軸處于“高速”或“低速“的狀態(tài). V400教學型加工中心主軸轉速范舊為0-3000r/min。主軸電動機采用主軸交流調速電動機，傳動采用同步帶實現(xiàn).如圖2-3，同步帶根據齒形不同可分為梯形齒同步帶和圓弧齒同步帶。梯形齒同步帶由于根部有應力集中，而且在速度較高時會產生較人的振動和噪聲，不適于主運動傳動;圓弧齒同步帶克服了梯形齒同步帶的缺點，均化了應力.改善了嚙合。因此在加工中心中得到了優(yōu)先選用.主軸功率為3-10kW的加工中心多用節(jié)距為5mm和8mm的圓弧齒同步帶。型號為5m或8M。 高速主軸要求在極短時問內實現(xiàn)升降速，在指定位置快速準停.這就要求主軸其有很高的角加減速度。通過齒輪或傳動帶這些中間環(huán)節(jié)，常常會引起較大振動和較大噪聲.而且增加了轉動慣量。為此將主軸電動機與主軸合而為一制成電主軸，實現(xiàn)無中fiil環(huán)節(jié)的直接傳動，是主軸高速單元的理想結構.H前高速主軸已商品化.如瑞士IBAG上軸制造廠生產的主軸單元，其轉速可達到12000-80000r/min;美國Precise公司研制的SC40/120主軸，最高主軸轉速達到120000r/min
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