磨削技術(shù)
超高速磨床高速電主軸結構及工作原理 |
發(fā)布時(shí)間:2020/6/29 |
超高速磨床的總體結構和基礎大件要有很高的動(dòng)、靜剮度,通常采用有限元法進(jìn)行分析和優(yōu)化,機床的安全防護也很重要,但最關(guān)鍵的還是主軸系統和進(jìn)給系統。 (1)電主軸結構與類(lèi)型 電主軸系統構成如圖20所示,主要由電主軸、變頻驅動(dòng)模塊、CNC控制系統、油氣潤滑系統、恒溫強制冷卻系統和高壓供氣系統等組成。 當前的高速電主軸i,幾乎都是內置異步交流感應電動(dòng)機。異步型電主軸的優(yōu)點(diǎn)是結構較簡(jiǎn)單,制造工藝相對成熟和安裝方便,特別是可以更大限度地減弱磁場(chǎng),易于實(shí)現高速化。 國外正研討在電主軸中內置交流永磁同步電動(dòng)機的問(wèn)題。與異步感應電動(dòng)機相比,永磁同步電動(dòng)機有如下優(yōu)點(diǎn):用永磁材料制造的轉子在工作過(guò)程中不發(fā)熱,解決了目前內置的異步感應電動(dòng)機轉子發(fā)熱且難于充分冷卻的問(wèn)題;功較大的功率和轉矩;低速性能好,易于弱點(diǎn),那就是功率容量有限,弱磁困難床公司有內置永磁同步電動(dòng)機的電主軸此種產(chǎn)品出售。有不少人認為,對在弱壓縮空氣過(guò)濾裝置電主軸 ![]() (2)電主軸工作原理 電主軸工作時(shí),直接帶動(dòng)刀具高速旋轉實(shí)現對工件的高速切削。切削的旋轉動(dòng)力由中部的電動(dòng)機定轉子提供。切削速度通過(guò)永磁電機的調速控制模塊改變變頻驅動(dòng)系統的供電頻率和供電電壓來(lái)實(shí)現。電主軸的高剛性主要由主軸本身的剛度、軸承剮度、主軸與軸承及軸承座之間的結合面剛度來(lái)保證。 電主軸的高精度主要由總體結構的設計精度、主軸精度、軸承精度、軸承定位環(huán)及軸承隔圈精度和軸系零件的裝配精度來(lái)保證。 為了有效控制軸承、主軸和電動(dòng)機的溫升,該電主軸配備有外循環(huán)的強制恒溫冷卻系統,可保證軸承和電動(dòng)機工作在允許的溫度條件之下。 目前主要采用PWM變頻調速技術(shù)來(lái)實(shí)現電主軸的高速化,執行此項任務(wù)的既有普通變頻調速器,又有矢量控制驅動(dòng)器。前者為恒轉矩驅動(dòng),輸出功率與轉速成正比;后者在低速端(額定轉速以下)為恒轉矩驅動(dòng),在中、高速端為恒功率驅動(dòng)。高速數控磨床電主軸,基本上都采用后者(即矢量控制驅動(dòng)器)。矢量控制驅動(dòng)器又有開(kāi)環(huán)型和閉環(huán)型之分,閉環(huán)型在主軸上裝有高性能編碼器作為檢測元件,以實(shí)現位置和速度反饋,從而有更好的動(dòng)態(tài)性能,還可以實(shí)現主軸的定向準停和C軸功戧。 主軸電動(dòng)機和機床主軸合為一體的電主軸,“高頻主軸”。圖7-21所示為電主軸的結構簡(jiǎn)圖,接驅動(dòng)主軸,實(shí)現電動(dòng)機、主軸一體化的功能。 通常采用的是交流高頻電動(dòng)機,故也稱(chēng)為其主要特征是將電動(dòng)機內置于主軸內部。 ![]() 圖21 電主軸的結構簡(jiǎn)圖 1-電源接口;2-電動(dòng)機反饋;3-后軸承;4-無(wú)外殼主軸電動(dòng)機;5-主軸;6-主軸箱體;7-前軸承 |
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