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数控机床主轴电动机与��动

1、主轴电动机
加工中心上常用的主轴电动机为交流调速电动机和交流伺服电动机。交流调速电动机通过改变电动机的供电频率可以调整电动机的转速。加工中心使用该类电动机时.大多数为专用电动机与调速装置配套使用.电动机的电参数(工作电流、过载电流、过载时间、起动时间、保护范围等)与调速装置一一对应。主轴驱动电动机的工作原理与普通交流电动机相同为便于安装，其结构与普通的交流电动机不完全相同.交流调速电动机制造成本较低，但不能实现电动机轴在圆周任意方向的准确定位。
交流伺服上轴电动机是近几年发展起来的一种高效能的主轴驱动电动机，其工作原理与交流伺服进给电动机相同，但其工作转速比一般的交流伺服电动机要高。交流伺服电动机可以实现主轴在任意方向上的定位.并且以很大转矩实现微小位移.用于主轴驱动的交流伺服电动机的电功率通常在十几千瓦至几十千瓦之间。其成本比交流调速电动机高出数倍。
2、主轴传动系统
低速主轴常采用齿轮变速机构或同步带构成主轴的传动系统，从而达到埔强主轴的驱动力知性，适应主轴传动系统性能与结构的目的。
图2-2为VP1050加工中心的主轴传动结构。主轴转速范围为10--4000r/min> 当滑移齿轮3处于下位时，上轴在10-1200r /min间实现无级变速。当数控加工程序要求较高的上轴转速时.PLC根据数控系统的指令.上轴电动机自动实现快速降速.在主轴转速低于10r/min时。滑移齿轮3开始向上滑移，当达到上位时.主轴电动机开始升速，使主轴转速达到程序要求的转速.反之亦然。
主轴变速箱由液压系统控制，变速箱的滑移齿轮的位置由液压缸驱动，通过改变三位四通换向阀的位置改变液压缸的运动方向。三位四通换向阀具备中位锁定机能。当变速箱滑移齿轮移动完成后，由行程开关发出变速动作完成信号，数控系统PLC发出控制信号.切断相应的电磁铁电源.三位四通换向阀恢复为中间状态.锁定变速齿轮位置，同时机床操作而板下以LED指示灯显示机床主轴处于“高速”或“低速“的状态.
V400教学型加工中心主轴转速范旧为0-3000r/min。主轴电动机采用主轴交流调速电动机，传动采用同步带实现.如图2-3，同步带根据齿形不同可分为梯形齿同步带和圆弧齿同步带。梯形齿同步带由于根部有应力集中，而且在速度较高时会产生较人的振动和噪声，不适于主运动传动;圆弧齿同步带克服了梯形齿同步带的缺点，均化了应力.改善了啮合。因此在加工中心中得到了优先选用.主轴功率为3-10kW的加工中心多用节距为5mm和8mm的圆弧齿同步带。型号为5m或8M。
高速主轴要求在极短时问内实现升降速，在指定位置快速准停.这就要求主轴其有很高的角加减速度。通过齿轮或传动带这些中间环节，常常会引起较大振动和较大噪声.而且增加了转动惯量。为此将主轴电动机与主轴合而为一制成电主轴，实现无中fiil环节的直接传动，是主轴高速单元的理想结构.H前高速主轴已商品化.如瑞士IBAG上轴制造厂生产的
主轴单元，其转速可达到12000-80000r/min;美国Precise公司研制的SC40/120主轴，*高主轴转速达到120000r/min

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