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机床对调速的要求

2015-4-14 07:50| 编辑:电工学习网| 查看: 3250| 评论: 0

调速是机床对电力拖动及其控制系统提出的重要要求。有些小型机床对电力拖动系统的转速没有什么严格要求,例如小型台钻或砂轮机等,只需要控制电动机的起动、停止和有一个大致符合生产要求的转动速度就可以了。但是大多数机床,对其电力拖动系统的转速调节是有不同程度要求的。

我们知道,机床加工工件,必须选择最经济的切削速度,在此速度下加工时,才能够发挥机床和刀具的最大利用效果。因此就必须保证机床能在不同的速度下工作,这就对电力拖动系统提出了调速的要求。为了满足各种工作速度的要求,目前普通机床常用的调速方法有:

● 机械有级调速系统

电气和机械有级调速系统

● 电气无级调速系统

1、机械有级调速

在机床主传动中,对中小容量,常采用不调速的笼型感应电动机。机床主轴的不同转速的获得是通过改变齿轮箱的变速比得到。这种机床很多,如卧式车床、钻床、铣床、小镗床等。这种改变变速箱的啮合齿轮的办法常常不能保证最有利的切削速度,机械系统比较复杂的机床还会降低其工作的精度和增加机床造价。

2、电气和机械的有级调速

为了简化机床的传动系统采用多速笼型感应电动机(双速、三速或四速电动机)。

机床主轴不同转速的获得,是通过将改变齿轮变速比和改变电动机本身的转速配合起来得到的。如果电动机的速度级数为,机械变速级数为,则机床主轴的变速级数为。采用单速电动机时,变速箱的尺寸大,轴和齿轮用得多。但是多速电动机比单速电动机在价格上贵得多,因此有时采用单速电动机更合理。

3、电气无级调速

机床的无级调速可以是电气的,也可以是液压的或机械的。但使用最多的是电气无级调速系统,这是因为电气无级调速系统调速范围宽、控制灵活,还可以实现远距离操作。

电气无级调速就是机床工作机构的不同转速的获得是通过直接改变电动机的转速而实现的。此时,传动机构的变速箱改为减速箱,机械传动系统变得非常简单。在重型机床中,简化主拖动的机械传动系统是非常重要的。一般在重型机床中主拖动的电动机采用直流他励电动机,以保证平滑改变转速。在很多机床的进给机构中,所需的功率不大,但要求较大的调速范围。在这些机构上根据生产率和调速平滑性的要求,采用电气无级调速是合理的。例如重型镗床的进给机构、重型龙门铣床和外圆磨床的进给机构,一般都采用电气无级调速。

上述用人为的办法使机床工作机构根据生产工艺要求,产生不同的转速,这就是调速。调速可以是机械的,也可以是电气的。

需要注意的是,调速和由于电机负载变化引起的转速变化是两个不同的概念。例如,对于直流电动机驱动的机床,负载变化引起的转速变化是自动进行的,电机工作点只在一条机械特性线上变动。

调速是根据生产需要,人为地改变电气参数,使电机的运行点由一条特性线转变到另一条机械特性线上,从而在某一负载下得到不同的转速。因此调速方法就是改变电动机机械特性的方法。

图1稳速运行工作点

机床除了对改变转速有一定要求外,对稳速也有一定要求。所谓稳速,就是指电动机转速应尽量不受各种干扰因素的影响,按要求以一定的精度稳定在某一速度下运行。这就要求控制系统能够自动调整转速,使其稳定在某一速度下运转。

对于直流电动机,稳速就是在操作上使电机固定运转于某一转速,如工作在图1中A点,但是由于工件材质不均、摩擦力的变化等等,电动机负载T总是波动的,使工作点在之间变动,从而使转速在之间变动。这种转速变化是不需要的,将影响到产品质量,尤其是在低速运行,并且负载波动大时,不仅仅影响加工精度,还可能影响正常运行。为此,要设法在负载波动时,使电机能自动维持转速不变,即工作在理想的机械特性线2上。自动控制系统在负载波动的过程中能自动维持转速不变,这就是转速的自动调整,是稳速的一种情况。

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