作為機床的關(guān)鍵零部件,伺服電機及主軸電機的性能很大一部決定了機床的最終性能??蛇@兩種電機有什么具體區別呢?
從用途上看,伺服電機主要負責機床的進(jìn)給,使得工件移向刀具或刀具移向工件,主要是實(shí)現切削的工作,對扭矩和控制精度的要求比較高;而主軸電機主要負責驅動(dòng)機床的主軸,帶動(dòng)工件或刀頭旋轉,對恒功率特性輸出要求較高,滿(mǎn)足不同轉速下的足夠扭矩輸出能力。因此在設計時(shí),這兩種電機會(huì )分別根據其應用需求做出針對性的參數優(yōu)化。
機床伺服電機的設計重點(diǎn)
1、對伺服電機的機械特性要求:要求伺服電機的速降小,在一定轉速范圍內能保持恒扭矩輸出,且靜態(tài)剛度大;
伺服電機的恒扭矩輸出特性
2、需要實(shí)現高速的控制響應:主要在輪廓加工時(shí),特別是對曲率大的加工對象進(jìn)行高速加工時(shí),對伺服電機的轉速和扭矩控制響應時(shí)間有非常嚴格的要求;
3、電機自身的調速范圍廣:用于滿(mǎn)足數控機床適配各種不同的刀具、加工工件的材質(zhì),且能適應于各種不同的加工工藝;
4、具備過(guò)載扭矩輸出和恒轉矩輸出的能力:機床進(jìn)給(伺服電機)的機械負載的性質(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(shí)要能具備短時(shí)扭矩過(guò)載能力。像目前市面上主流的伺服電機,過(guò)載能力可以達到3倍甚至以上。
邁信®(Maxsine®)伺服電機
機床主軸電機的設計重點(diǎn)
1、足夠的輸出功率:數控機床的主軸負載性質(zhì)近似于"恒功率",也就是當機床的電主軸轉速高時(shí),輸出轉矩較??;主軸轉速低時(shí),輸出轉矩大,保證不同的工況下主軸均能具備足夠的驅動(dòng)功率。即要求主軸的驅動(dòng)裝置(主軸電機)要具有"恒功率"的特性輸出曲線(xiàn);
主軸電機的恒功率輸出曲線(xiàn)
2、調速范圍:為保證數控機床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì);適應于各種不同的加工工藝,要求主軸電機具有一定的調速范圍。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:主軸驅動(dòng)裝置有時(shí)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
伺服電機維護手冊
電機燒毀在日常中較常見(jiàn),避免電機燒毀最有效的預防措施是進(jìn)行正確的技術(shù)維護。
1、經(jīng)常保持電動(dòng)機的清潔
電動(dòng)機在動(dòng)行中,必須經(jīng)常保持進(jìn)風(fēng)口的清潔。
在進(jìn)風(fēng)口周?chē)辽?m以?xún)炔辉试S有塵土、水漬、油污和其它雜物,以防止被吸入電動(dòng)機內部。若這些塵土、油、水被吸入電動(dòng)機內部,便形成短路介質(zhì),損壞導線(xiàn)絕緣層,造成匝間短路,電流增大,溫度升高而燒毀電動(dòng)機。所以要保證電動(dòng)機有足夠的絕緣電阻,以及良好的通風(fēng)冷卻環(huán)境,才能使電動(dòng)機在較長(cháng)時(shí)間運行中保持在安全穩定的狀態(tài)。
2、在額定負荷下工作
電動(dòng)機過(guò)載運行,主要原因是拖動(dòng)的負荷過(guò)大,電壓過(guò)低,或被帶動(dòng)的機械卡滯等。當電動(dòng)機處于過(guò)載狀態(tài)下動(dòng)行時(shí),就會(huì )導致電動(dòng)機的轉速下降,電流增大,溫度升高,繞組線(xiàn)圈過(guò)熱。若長(cháng)時(shí)間過(guò)載,電動(dòng)機在高溫下絕緣老化失效而燒毀,這是電動(dòng)機燒毀的主要原因。
因此電動(dòng)機在動(dòng)行中,要注意經(jīng)常檢查傳動(dòng)裝置運轉是否靈活、可靠,隨時(shí)檢查調整傳動(dòng)帶的松緊度,聯(lián)軸器的同軸度,若發(fā)現有卡滯現象,應立即停機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(dòng)機的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無(wú)異常,尤其對無(wú)電壓、電流和頻率監視設施及沒(méi)有過(guò)載保護設施的電動(dòng)機,溫升的監視尤為主要。
如發(fā)現軸承附近的溫升過(guò)高,應立即停機,檢查軸承是否損壞或缺油。若軸承損壞,應更換新軸承后方可作業(yè),若軸承缺油,應添加潤滑脂,否則軸承會(huì )進(jìn)一步損壞導致塌架,引起掃膛而燒毀電動(dòng)機。
4、觀(guān)察有無(wú)振動(dòng)、噪音和異常氣味
電動(dòng)機若出現振動(dòng),會(huì )引起與之相連的機具不同軸度增大,使電動(dòng)機負載增大,電流升高,溫度上升而燒毀電動(dòng)機。因此,電動(dòng)機在運行中,要經(jīng)常檢查地腳螺栓、電動(dòng)機端蓋、軸承壓蓋等是否松動(dòng),連接裝置是否可靠,發(fā)現問(wèn)題要及時(shí)解決。
噪聲和異味是電動(dòng)機運轉異常、產(chǎn)生故障的前兆,必須及時(shí)發(fā)現并查明原因予以排除,否則就會(huì )延誤時(shí)機,擴大故障,釀成燒毀電動(dòng)機的重大事故。
5、保證起動(dòng)設備正常工作
電動(dòng)機起動(dòng)設備技術(shù)狀態(tài)的好壞,對電動(dòng)機的正常啟動(dòng),有著(zhù)決定性的作用。否則,很容易在電動(dòng)機還沒(méi)有進(jìn)入正常工作狀態(tài)就燒毀。實(shí)踐證明,絕大多數燒毀電動(dòng)機的原因都在起動(dòng)設備上。
起動(dòng)設備的維護主要是清潔和緊固。接觸器觸點(diǎn)不清潔會(huì )使接觸電阻增大,引起發(fā)熱燒毀觸點(diǎn),造成缺相而燒毀電動(dòng)機。接觸器吸合線(xiàn)圈的鐵芯銹蝕及積塵,會(huì )使線(xiàn)圈吸合不嚴,并發(fā)出強烈噪音,增大線(xiàn)圈電流,燒毀線(xiàn)圈而引發(fā)故障。
電氣控制設備應放在干燥、通風(fēng)和便于操作的位置,并要定期除塵,緊固各接線(xiàn)螺釘,檢查接觸器觸點(diǎn)是否接觸良好可靠,機械部位是否靈敏、準確,使其保持良好的技術(shù)狀態(tài),從而保證順利啟動(dòng)而不燒壞電動(dòng)機。
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