机床主轴***以及变速方式
无级变速
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,主轴的较大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的而变小。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。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,超载的较大输出转矩为334N.m。
电主轴的高速、高精和无级变速更利于提高机床的品质,因而广泛应用于车、磨、钻、铣等多种机床。电主轴的特点,结构紧凑,机械,噪声低,振动小,精度高。易于实现高速化,动态精度和静态精度高,稳定性更好。可在额定转速范围内实现无级变速,以适应各种工况和负载变化的要求。利用驱动控制技术,可以实现准停、准位、准速功能,适应车削中心、加工中心及其它数控机床的需要。电主轴的支撑形式有高速精密滚动轴承,气静承;润滑方式有油脂、油雾、油气等;电主轴的输出特性有恒转矩和恒功率两种形式。磨削用电主轴主要应用于高速磨削以提高磨削线速度和表面质量为目的,如轴承磨床、各种内圆磨床、外圆磨床等。
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因为
电主轴的作业速度高,因此对主轴轴承的动态、热态功能有严格要求。合理的预紧力、杰出而充沛的光滑是确保主轴正常作业的必要条件。选用油雾光滑,雾化发生器进气压为0.25~0.3MPa,先用20号透平油,油滴速度控制在80`100滴/分钟。 光滑油雾在充沛光滑轴承的一起,还带走了大量的热量。前后轴承的光滑油分配是非常重要的问题,必须加以严格控制。进气口截面大于前后喷油口截面的总和,排气应顺利,各喷油小孔的喷射角与轴线呈15度夹角,使油雾直接轴承作业区。