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液压机主轴系统的分类
发布时间: 2017-9-28
  液压机主轴系统按变速的方式分为有级变速液压机主轴系统、无级变速液压机主轴系统和分段无级变速液压机主轴系统。有级变速液压机主轴系统多用于经济型数控液压机床,目前,多数数控液压机床采用无级变速液压机主轴系统和分段无级变速液压机主轴系统。
  1.有级变速液压机主轴系统
  有级变速液压机主轴驱动系统的液压机主轴电动机多为普通三相异步电动机,液压机主轴的启停是由电气电路控制。有级变速液压机主轴驱动系统的转速控制是通过改变电动机绕组接法(三角形变双星形)或改变齿轮变速箱传动比来实现。
  2.无级变速液压机主轴系统
  数控液压机床一般采用直流液压机主轴驱动系统或者交流驱动系统来实现液压机主轴的无级变速。直流液压机主轴驱动系统常用于早期的数控液压机床。直流电动机存在电刷易磨损、恒功率调速范围窄、体积大、不易维护等缺点,交流电动机及其驱动器没有电刷,不会产生火花,使用寿命长,并且其性能已经达到直流驱动系统的水平,因此,交流液压机主轴驱动系统逐渐代替直流驱动系
统并被广泛应用。
  但在使用一般的变频器调速时,交流电动机没有直流电动机的调速特性优异,因此需要采用矢量变频控制技术。目前,矢量变频是对交流电动机进行调速控制的理想方法,已经成为一项成熟的技术。矢量变频的基本思想是通过一系列坐标变换,把交流电动机模拟成为直流电动机来进行控制,这样就得到与直流电动机相近的调速性能。目前,大多数数控液压机床的液压机主轴驱动系统是由鼠笼式交流异步电动机和矢量变频调速器构成的。
  液压机主轴电动机的工作特性曲线如图1所示。在恒转矩区域,电动机的功率随着转速的降低而减小,在恒功率区域,电动机的最大输出转矩随着液压机主轴转速的增高而减小。三相异步电动机的调速特性为恒转矩调速范围大,而恒功率调速范围小。
  3.分段无级变速液压机主轴系统
  实际生产中,一般要求液压机主轴电动机在低速运转时为恒转矩传动,在中、高速运转时为恒功率传动,并不需要整个变速范围都是恒功率。无级变速电动机的恒转矩变速范围满足数控液压机床所需的恒转矩变速范围,但是其恒功率变速范围却不能满足数控液压机床的需要。因此,一般在无级变速机构后串联一组齿轮变速组作为分级变速机构,以扩大电动机恒功率变速范围。
  液压机主轴系统按传动的方式分为变速齿轮传动液压机主轴系统和带传动液压机主轴系统。
  
  图1液压机主轴电动机工作特性曲线
1)变速齿轮传动液压机主轴系统
这种配置方式在大、中型数控液压机床中应用较多,它通过少数几对齿轮传动降速,扩大变速范围,使之成为分段无级变速,确保低速时的转矩,以满足液压机主轴输出转矩特性的要求。结构简图如图2所示。也有一些小型数控液压机床也采用变速齿轮的传动方式,以达到强力切削时所需要的转矩。
  2)带传动液压机主轴系统
  这种配置方式适用于高速低转矩的液压机主轴,主要用于转速较高、变速范围较小、对转矩特性要求较低的小型数控液压机床。液压机主轴电动机本身的调整就可以满足需求,省去齿轮变速可以避免由齿轮所引起的噪声和振动。常用同步齿型带。结构图如图3所示。这种结构有传动平稳、噪声小、传动效率和准确度高,便于维修保养,不需润滑等优点。
    
  图2 变速齿轮传动液压机主轴系统结构简图 图3 带传动液压机主轴系统结构图