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數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的主軸變速方式


日期：2010年01月26　來源：沈陽第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
    1．無級變速
    數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流主軸伺服電動機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸無級變速。
    交流主軸電動機(jī)及交流變頻驅(qū)動裝置數(shù)控機(jī)床(籠型感應(yīng)交流電動機(jī)配置矢量變頻調(diào)速系統(tǒng))，由于沒有電刷，不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達(dá)到直流驅(qū)動系統(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．分段無級變速
    數(shù)控機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動。為了確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時有較大的轉(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機(jī)無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速。
    (1)帶有變速齒輪的主傳動加工中心  這是大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，通過少數(shù)幾對齒輪傳動，擴(kuò)大變速范圍，由于電動機(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)大這個調(diào)速范圍時常用變速齒輪的辦法來擴(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齒輪來實(shí)現(xiàn)。
    (2)通過帶傳動的主傳動加工中心 這種傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床，電動機(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時所引起的振動和噪聲。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)用兩個電動機(jī)分別驅(qū)動主軸  這是上述兩種方式的混合傳動，具有上述兩種性能，高速時由一個電動機(jī)通過帶傳動，低速時，由另一個電動機(jī)通過齒輪傳動，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，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動機(jī)功率不能充分利用的問題。但兩個電動機(jī)不能同時工作，加工中心也是一種浪費(fèi)。
    3．內(nèi)置電動機(jī)主軸變速
    這種主傳動是電動機(jī)直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)，數(shù)控機(jī)床。因而大大簡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，電動機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。
    近年來，出現(xiàn)廠一種新式的內(nèi)裝電動機(jī)主軸，即主軸與電動機(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、停止的—響應(yīng)特性，加工中心并利于控制振動和噪聲。數(shù)控機(jī)床缺點(diǎn)是電動機(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)裝電動機(jī)主軸的關(guān)鍵問題。日本研制的立式加工中心主軸組件，其內(nèi)裝電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r／min。

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