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根據(jù)數(shù)控沖床的類型與大小不同,其主傳動主要有以下幾種形式。
1.帶有二級齒輪變速的主傳動
通過幾對齒輪降速,增大輸出扭矩,以滿足主軸輸出扭矩特性的要求,一部分小型數(shù)控沖床也采用此種傳動方式以獲得強力切削時所需要的扭炬。如圖6. 1 (a)所示,主軸電動機經(jīng)過二級齒輪變速,使主軸獲得低速和高速兩種轉(zhuǎn)速系列,這是目前大中型數(shù)控沖床采用較多的一種配置方式。這種分段無級變速,可確保低速時的大轉(zhuǎn)矩,滿足機床對轉(zhuǎn)矩特性的要求。白輪變速自動換擋主要采用電液控制撥叉和電磁離合器兩種方式。
電液控制撥叉是用電信號控制電磁換向閥,操縱液壓缸帶動撥叉推動滑移齒輪來實現(xiàn)變速,在換擋時,主軸以低速旋轉(zhuǎn),將數(shù)控裝置送來的電信號轉(zhuǎn)換成電磁閥的機械運動,通過液壓缸、活塞桿帶動撥叉推動滑移齒輪移動使離合器啃合來實現(xiàn)變速。電液控制撥叉是一種有效的變速方式,工作平穩(wěn),易實現(xiàn)自動化。
電磁離合器是應用電磁效應接通或切斷運動的元件,用于數(shù)控沖床的主傳動,可簡化變速機構(gòu)。若干個安裝在各傳動軸上的離合器的啃合和分離的不同組合,可改變齒輪的傳動路線,實現(xiàn)主軸的變速。
2.通過帶傳動的主傳動
通常選用同步齒形帶或多模帶傳動,這種傳動方式多見于數(shù)控車床。帶傳動主要應用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機床,如圖6.1(b)所示。電動機本身的調(diào)速就能夠滿足要求,不用齒輪變速,可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。在數(shù)控沖床上必須使用同步窗形帶,以保證主軸的伺服功能。同步齒形帶兼有帶傳動、齒輪傳動和鏈傳動的優(yōu)點,與一般的帶傳動相比,它不會打滑,且不需要很大的張緊力,減少或消除了軸的靜態(tài)徑向力;傳動效率高達98%-99.5%。傳動比準確,傳動精度較高,有良好的減振性能;無噪聲,無需潤滑,傳動平穩(wěn);帶的強度高、厚度小、質(zhì)量小,可用于線速度60-80m/s的高速加工。但是,在高速加工時,由于帶輪必須設(shè)置輪緣,因此在設(shè)計時要考慮輪齒槽的排氣,避免產(chǎn)生“嘯叫”。
3.用兩個電動機分別驅(qū)動主軸
如圖6.1( c)所示,這是上述兩種方式的混合傳動,具有上述兩種性能。高速時電動機通過帶輪直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn);低速時,另一個電動機通過兩級齒輪傳動驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),齒輪起到降速和擴大變速范圍的作用,這樣就使恒功率區(qū)增大,擴大了變速范圍,克服了低速時轉(zhuǎn)短不夠且電動機功率不能克分利用的缺陷。
4.由主軸電動機直接驅(qū)動的主傳動
如圖6.1( d)所示,電動機軸與主軸用聯(lián)軸器同軸連接,用伺服電動機的元級調(diào)速直接驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)。這種方式大大簡化了主軸箱體和主軸結(jié)構(gòu),有效地提高了主軸組件的剛性;
但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小,電動機的發(fā)熱對主軸精度影響較大。
近年來,出現(xiàn)了另外一種內(nèi)裝主軸電動機,即主軸與電動機轉(zhuǎn)子合二為一,如圖6.1(e)所示。其優(yōu)點是主軸組件結(jié)構(gòu)更緊湊,質(zhì)量小,慣性小,可提高啟動、停止的響應特性,并利于控制振動和噪聲;缺點是電動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量亦使主軸產(chǎn)生熱變形。因此,溫度控制和冷卻是使用內(nèi)裝電動機主軸的關(guān)鍵問題。
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