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发布于:2017-10-09 09:10:43

数控型材弯曲机的高速主轴与电主轴

作者:SAHINLER赛乐 分类:型材弯曲机

要发展和应用高速加工技术,首先必须有性能优良的高速数控型材弯曲机,而高速数控型材弯曲机的工作性能,首先得取决于高速主轴。

随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善,高速数控型材弯曲机主传动的机械结构已得到极大的简化,取消了带传动和齿轮传动,机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了型材弯曲机主运动的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴组件从型材弯曲机的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”。

由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接驱动主轴”。电主轴是一种智能型功能部件,不但转速高、功率大,还有一系列控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能,以确保其高速运转的可靠性与安全。

虽然,将电动机内置也带来不少麻烦,但在高速加工时,采用该举措是唯一的选择,也是最佳的选择。这是因为:

1、如果电动机不内置,仍采用电动机通过带或齿轮等方式传动,则在高速运转条件下,由此产生的振动和噪声等问题很难解决,势必影响高速加工的精度、加工表面粗糙度,并导致环境质量的恶化。

2、高速加工的最终目的是为了提高生产率,相应地要求在址短时间内实现高转速的速度变化,也即要求主轴回转时其有极大的角加、减速度。达到这个要求的最经济的办法,是将主轴传动系统的转动惯量尽可能地减至最小。而只有将型材弯曲机的电动机内置,省掉齿轮、带传动等一系列中间环节,才有可能达到这一目的。

3、电动机内置于主轴两支承之间,与用带、齿轮等作末端传动的结构相比,可较大地提高主轴系统的刚度,也就提高了系统的固有频率,从而提高了其临界转速值。这样,电主轴即使在最高转速运转时,仍可确保低于临界转速,保证高速回转时的安全。

4、电主轴比传统的主轴传动系统的结构简单、紧凑,这样也便于把它用于多轴联动型材弯曲机、多面体加工机床和并联(虚拟轴)型材弯曲机。

内置于主轴组件后,电动机不可避免有发热的问题,从而需要专门用于冷却电动机的油冷或水冷系统。高频电动机要有变频器类的驱动器,以实现主轴转速的变换。高速轴承有时要有专门的润滑装置。为了保证高速回转部件的安全,要有报警及停车用的传感器及其控制系统等一系列支持电主轴运转的外围设备和技术。因此,“电主轴”的概念不应简单理解为只是一根光主轴套筒,而是一个完整的系统。

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