采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常热门的一个话题。在高速切削机床中,由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高,而负荷却不是很大,主轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视,在高速加工中,电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素,机床热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60% ~ 80%。对高速电主轴的热态特性进行分析,以
大型外圆磨床加工厂
采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常热门的一个话题。在高速切削机床中,由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高,而负荷却不是很大,主轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视,在高速加工中,电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素,机床热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60% ~ 80%。对高速电主轴的热态特性进行分析,以减小温升和热变形。对于高速机床来说,电主轴作为其核心部件,除需提高合理的刚度、精度外,另外需考虑电动机和主轴轴承的发热及动平衡精度,原有机床主轴的设计理论已经不适合高速主轴系统的设计,由此引起了高速主轴系统设计理念和理论的变化。主轴轴承高速下的剧烈摩擦发热和高频电动机发热会使主轴产生热变形,甚至引起主轴系统失效,大大阻碍了新技术的发展。实验表明,使用油气润滑的轴承温升可比使用脂润滑时降低5~80℃,比油雾润滑降低9~160℃,随着dm·n值的增大,降温的效果更明显。因此,高速电主轴技术在高速机床研究和发展中具有重要的意义,电主轴系统发热分析及控制措施在高速主轴系统中至关重要,是高速、机床必须要考虑和解决的关键技术问题之一。
数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置(笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统),由于没有电刷,不产生火花,所以使用寿命长,且性能已达到直流驱动系统的水平,甚至在噪声方面还有所降低。因此,目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下,主轴的转速在437~3500r/min范围内,主轴传递电动机的全部功率11kW,为主轴的恒功率区域Ⅱ(实线)。在这个区域内,主轴的大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的提高而变小。主轴转速在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Ⅰ(实线)。在这个区域内,主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。高速电主轴根据应用场合的不同大致可以分为8大类:磨削用、铣削用、车削用、拉碾用、钻削用、加工中心用、机械式主轴(不含内置电机)皮带传动主轴、特种旋转试验主轴等。图中虚线所示为电动机超载(允许超载30min)时,恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW,超载的大输出转矩为334N.m。
液压拨叉需附加一套液压装置,将信号转换为电磁阀动作,再将压力油分至相应液压缸,因而增加了复杂性。如单纯片面追求无级调速,势必加工中心要增大主轴电念头的功率,从而使主轴电念头与驱动装置的体积、重量及本钱大大增加。简朴的二位液压缸实现双联齿轮变速。采用机械齿轮减速,增大了输出扭矩,并利用齿轮换挡扩大了调速范围。当采用降低压力调速时,从电念头转矩公式T=CekIfIa中可得,它是属于恒转矩调速。(五轴联动)有关交流的感应电机矢量控制原理,这里不予先容。轴承在工业生产中有着广泛的应用,然而在工作过程中,安装轴承的轴颈部位经常容易出现磨损,有哪些方法能有效进行修复呢。从式中可知,要改变电念头转速n,可通过改变电枢电压 (降低压力调速),或改变励磁电流 (弱磁调速)。
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