数控机床主传动系统有哪些变速方式?各种变速方式有什么特点?

时间:2017-03-03 | 栏目:电工基础知识 | 点击:

    数控机床主传动系统一般有三种变速方式:无级变速、分段无极变速和内置电动机主轴变速。各种变速形式有以下结构特点:
    (1)无级变速数控机床一般采用直流或交流伺服电动机实现主轴无级变速,无级变速具有以下结构特点:
    ①使用交流伺服电动机,由于没有电刷,不产生火花,使用寿命长,可降低噪声。
    ②主轴传递的功率或转矩与转速之间存在一定的关系:
    a.当机床处在连续运转状态下,主轴的转速在437 -3 500r/min范围内,主轴传递电动机的全部功率(一般为11kW),称为主轴的恒功率区域。在这个区域内,主轴的最大输出转矩(一般为245N.m)随着主轴转速的增高而变小。
    b.在35 - 437r/min范围内,主轴的输出转矩不变,称为主轴的恒转矩区域,在这个区域内,主轴所能传递的功率随主轴转速的降低而减小。
    ③电动机的超载功率一般为15kW,超载的最大输出转矩一般为334 N.m,允许超载的时间为30min。
    (2)分段无级变速在实际生产中,数控机床主轴并不需要在整个变速范围内均为恒功率,一般要求在中、高速段为恒功率传动,在低速段为恒转矩传动。由此,一些数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上,配置齿轮变速,使之成为分段无级变速。在带有齿轮变速的分段无级变速系统中,主轴的正、反启动与停止、制动由电动机实现,主轴变速由电动机转速的无级变速和齿轮有级变速配合实现。齿轮有级变速通常用以下两种方式:
  ①液压拨叉变速机构。液压变速机构的原理和形式如图4-2所示,滑移齿轮的拨叉与变速液压缸的活塞杆连接,通过改变不同通油方式可以使三联齿轮获得三个不同的变速位置。
  ②电磁离合器变速。这种方式是通过安装在传动轴上的电磁离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线,以实现主轴的变速。采用这种方式,使变速机构简化,便于实现自动操作。
    (3)内置电动机主轴变速将电动机与主轴合成一体(电动机转子即为机床主轴),这种变速方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构,有效提高了主轴部件的刚度,这种方式一般用于主轴输出转矩要求较小的机床。这种方式的缺点是电动机发热会影响主轴的精度。

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