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數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸變速方式

日期：2010年01月26　來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
    1．無(wú)級(jí)變速
    數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速。
    交流主軸電動(dòng)機(jī)及交流變頻驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)控機(jī)床(籠型感應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)配置矢量變頻調(diào)速系統(tǒng))，由于沒(méi)有電刷，不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長(zhǎng)，且性能已達(dá)到直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。加工中心因此，目前應(yīng)用較為廣泛。
    2．分段無(wú)級(jí)變速
    數(shù)控機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動(dòng)，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。為了確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時(shí)有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無(wú)級(jí)變速。
    (1)帶有變速齒輪的主傳動(dòng)加工中心  這是大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪傳動(dòng)，擴(kuò)大變速范圍，由于電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上的恒功率調(diào)速范圍為2～5，數(shù)控機(jī)床當(dāng)需擴(kuò)大這個(gè)調(diào)速范圍時(shí)常用變速齒輪的辦法來(lái)擴(kuò)大調(diào)速范圍，滑移齒輪的移位大都采用液壓撥叉或直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。
    (2)通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)加工中心 這種傳動(dòng)主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床，電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)整就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免由齒輪傳動(dòng)時(shí)所引起的振動(dòng)和噪聲。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性的主軸。常用的是同步齒形帶。
    (3)用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸  這是上述兩種方式的混合傳動(dòng)，具有上述兩種性能，高速時(shí)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)，低速時(shí)，由另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)，數(shù)控機(jī)床齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的問(wèn)題。但兩個(gè)電動(dòng)機(jī)不能同時(shí)工作，加工中心也是一種浪費(fèi)。
    3．內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸變速
    這種主傳動(dòng)是電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，數(shù)控機(jī)床。因而大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響較大。
    近年來(lái)，出現(xiàn)廠一種新式的內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸，即主軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子合為一體。其優(yōu)點(diǎn)是主軸組件結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的—響應(yīng)特性，加工中心并利于控制振動(dòng)和噪聲。數(shù)控機(jī)床缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量易使主軸產(chǎn)生熱變形。因此，溫度控制和冷卻是使用內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸的關(guān)鍵問(wèn)題。日本研制的立式加工中心主軸組件，其內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r／min。

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