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數控機床主傳動系統的主軸變速方式

日期：2010年01月26　來源：沈陽第一機床廠　關鍵字：數控機床
    1．無級變速
    數控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現主軸無級變速。
    交流主軸電動機及交流變頻驅動裝置數控機床(籠型感應交流電動機配置矢量變頻調速系統)，由于沒有電刷，不產生火花，所以使用壽命長，且性能已達到直流驅動系統的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。加工中心因此，目前應用較為廣泛。
    2．分段無級變速
    數控機床在實際生產中，并不需要在整個變速范圍內均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉矩傳動。為了確保數控機床主軸低速時有較大的轉矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速，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  這是大中型數控機床較常采用的配置方式，通過少數幾對齒輪傳動，擴大變速范圍，由于電動機在額定轉速以上的恒功率調速范圍為2～5，數控機床當需擴大這個調速范圍時常用變速齒輪的辦法來擴大調速范圍，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現。
    (2)通過帶傳動的主傳動加工中心 這種傳動主要用在轉速較高、變速范圍不大的機床，電動機本身的調整就能夠滿足要求，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、低轉矩特性的主軸。常用的是同步齒形帶。
    (3)用兩個電動機分別驅動主軸  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通過帶傳動，低速時，由另一個電動機通過齒輪傳動，數控機床齒輪起到降速和擴大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區增大，擴大了變速范圍，避免了低速時轉矩不夠且電動機功率不能充分利用的問題。但兩個電動機不能同時工作，加工中心也是一種浪費。
    3．內置電動機主軸變速
    這種主傳動是電動機直接帶動主軸旋轉，數控機床。因而大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉矩小，電動機發熱對主軸的精度影響較大。
    近年來，出現廠一種新式的內裝電動機主軸，即主軸與電動機轉子合為一體。其優點是主軸組件結構緊湊，質量輕，慣量小，可提高起動、停止的—響應特性，加工中心并利于控制振動和噪聲。數控機床缺點是電動機運轉產生的熱量易使主軸產生熱變形。因此，溫度控制和冷卻是使用內裝電動機主軸的關鍵問題。日本研制的立式加工中心主軸組件，其內裝電動機最高轉速可達20000r／min。

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