作為機(jī)床的關(guān)鍵零部件,伺服電機(jī)及主軸電機(jī)的性能很大一部決定了機(jī)床的最終性能??蛇@兩種電機(jī)有什么具體區(qū)別呢?
從用途上看,伺服電機(jī)主要負(fù)責(zé)機(jī)床的進(jìn)給,使得工件移向刀具或刀具移向工件,主要是實現(xiàn)切削的工作,對扭矩和控制精度的要求比較高;而主軸電機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動機(jī)床的主軸,帶動工件或刀頭旋轉(zhuǎn),對恒功率特性輸出要求較高,滿足不同轉(zhuǎn)速下的足夠扭矩輸出能力。因此在設(shè)計時,這兩種電機(jī)會分別根據(jù)其應(yīng)用需求做出針對性的參數(shù)優(yōu)化。
機(jī)床伺服電機(jī)的設(shè)計重點
1、對伺服電機(jī)的機(jī)械特性要求:要求伺服電機(jī)的速降小,在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能保持恒扭矩輸出,且靜態(tài)剛度大;
伺服電機(jī)的恒扭矩輸出特性
2、需要實現(xiàn)高速的控制響應(yīng):主要在輪廓加工時,特別是對曲率大的加工對象進(jìn)行高速加工時,對伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩控制響應(yīng)時間有非常嚴(yán)格的要求;
3、電機(jī)自身的調(diào)速范圍廣:用于滿足數(shù)控機(jī)床適配各種不同的刀具、加工工件的材質(zhì),且能適應(yīng)于各種不同的加工工藝;
4、具備過載扭矩輸出和恒轉(zhuǎn)矩輸出的能力:機(jī)床進(jìn)給(伺服電機(jī))的機(jī)械負(fù)載的性質(zhì)主要是克服工作臺的摩擦力和切削的阻力,因此主要是"恒扭矩"的性質(zhì),同時要能具備短時扭矩過載能力。像目前市面上主流的伺服電機(jī),過載能力可以達(dá)到3倍甚至以上。
邁信®(Maxsine®)伺服電機(jī)
機(jī)床主軸電機(jī)的設(shè)計重點
1、足夠的輸出功率:數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于"恒功率",也就是當(dāng)機(jī)床的電主軸轉(zhuǎn)速高時,輸出轉(zhuǎn)矩較?。恢鬏S轉(zhuǎn)速低時,輸出轉(zhuǎn)矩大,保證不同的工況下主軸均能具備足夠的驅(qū)動功率。即要求主軸的驅(qū)動裝置(主軸電機(jī))要具有"恒功率"的特性輸出曲線;
主軸電機(jī)的恒功率輸出曲線
2、調(diào)速范圍:為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì);適應(yīng)于各種不同的加工工藝,要求主軸電機(jī)具有一定的調(diào)速范圍。但對主軸的要求比進(jìn)給低;
3、速度精度:一般要求靜差度小于5%,更高的要求為小于1%;
4、快速:主軸驅(qū)動裝置有時也用在定位功能上,這就要求它也具有一定的快速性。
主軸電機(jī)
伺服電機(jī)維護(hù)手冊
電機(jī)燒毀在日常中較常見,避免電機(jī)燒毀最有效的預(yù)防措施是進(jìn)行正確的技術(shù)維護(hù)。
1、經(jīng)常保持電動機(jī)的清潔
電動機(jī)在動行中,必須經(jīng)常保持進(jìn)風(fēng)口的清潔。
在進(jìn)風(fēng)口周圍至少3m以內(nèi)不允許有塵土、水漬、油污和其它雜物,以防止被吸入電動機(jī)內(nèi)部。若這些塵土、油、水被吸入電動機(jī)內(nèi)部,便形成短路介質(zhì),損壞導(dǎo)線絕緣層,造成匝間短路,電流增大,溫度升高而燒毀電動機(jī)。所以要保證電動機(jī)有足夠的絕緣電阻,以及良好的通風(fēng)冷卻環(huán)境,才能使電動機(jī)在較長時間運行中保持在安全穩(wěn)定的狀態(tài)。
2、在額定負(fù)荷下工作
電動機(jī)過載運行,主要原因是拖動的負(fù)荷過大,電壓過低,或被帶動的機(jī)械卡滯等。當(dāng)電動機(jī)處于過載狀態(tài)下動行時,就會導(dǎo)致電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降,電流增大,溫度升高,繞組線圈過熱。若長時間過載,電動機(jī)在高溫下絕緣老化失效而燒毀,這是電動機(jī)燒毀的主要原因。
因此電動機(jī)在動行中,要注意經(jīng)常檢查傳動裝置運轉(zhuǎn)是否靈活、可靠,隨時檢查調(diào)整傳動帶的松緊度,聯(lián)軸器的同軸度,若發(fā)現(xiàn)有卡滯現(xiàn)象,應(yīng)立即停機(jī)查明原因排除故障后再運行。
3、保持正常溫度
要經(jīng)常檢查電動機(jī)的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無異常,尤其對無電壓、電流和頻率監(jiān)視設(shè)施及沒有過載保護(hù)設(shè)施的電動機(jī),溫升的監(jiān)視尤為主要。
如發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過高,應(yīng)立即停機(jī),檢查軸承是否損壞或缺油。若軸承損壞,應(yīng)更換新軸承后方可作業(yè),若軸承缺油,應(yīng)添加潤滑脂,否則軸承會進(jìn)一步損壞導(dǎo)致塌架,引起掃膛而燒毀電動機(jī)。
4、觀察有無振動、噪音和異常氣味
電動機(jī)若出現(xiàn)振動,會引起與之相連的機(jī)具不同軸度增大,使電動機(jī)負(fù)載增大,電流升高,溫度上升而燒毀電動機(jī)。因此,電動機(jī)在運行中,要經(jīng)常檢查地腳螺栓、電動機(jī)端蓋、軸承壓蓋等是否松動,連接裝置是否可靠,發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。
噪聲和異味是電動機(jī)運轉(zhuǎn)異常、產(chǎn)生故障的前兆,必須及時發(fā)現(xiàn)并查明原因予以排除,否則就會延誤時機(jī),擴(kuò)大故障,釀成燒毀電動機(jī)的重大事故。
5、保證起動設(shè)備正常工作
電動機(jī)起動設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的好壞,對電動機(jī)的正常啟動,有著決定性的作用。否則,很容易在電動機(jī)還沒有進(jìn)入正常工作狀態(tài)就燒毀。實踐證明,絕大多數(shù)燒毀電動機(jī)的原因都在起動設(shè)備上。
起動設(shè)備的維護(hù)主要是清潔和緊固。接觸器觸點不清潔會使接觸電阻增大,引起發(fā)熱燒毀觸點,造成缺相而燒毀電動機(jī)。接觸器吸合線圈的鐵芯銹蝕及積塵,會使線圈吸合不嚴(yán),并發(fā)出強(qiáng)烈噪音,增大線圈電流,燒毀線圈而引發(fā)故障。
電氣控制設(shè)備應(yīng)放在干燥、通風(fēng)和便于操作的位置,并要定期除塵,緊固各接線螺釘,檢查接觸器觸點是否接觸良好可靠,機(jī)械部位是否靈敏、準(zhǔn)確,使其保持良好的技術(shù)狀態(tài),從而保證順利啟動而不燒壞電動機(jī)。
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