1、设 计 与 计 算伺 服 电 机 自 动 转 位 刀 架 的 应 用 及 电 机 的 匹 配 计 算范 力 灵 刘 建 功陕 西 机 械 研 究 院 , 陕 西 咸 阳 常 州 市 亚 兴 数 控 设 备 有 限 公 司 , 江 苏 常 州摘 要关 键 词概 述通 过 对 刀 架 起 动 扭 矩 、 偏 载 扭 矩 、 摩 擦 扭 矩 的 计 算 , 选 用 与 之 匹 配 的 伺 服 电 机 。匹 配 扭 矩 质 量目 前 由 于 伺 服 电 机 的 一 些 优 点 , 如 转 位 准 确 可靠 、 过 载 扭 矩 大 、 可 任 意 变 速 、 起 动 停 止 平 滑 等 日 益得 到 广
2、 泛 地 应 用 。 尤 其 对 数 控 机 床 的 重 要 配 套 产 品 一自 动 转 位 刀 架 更 有 突 出 意 义 。 因 为 该 电 机 的 上 述 优点 , 恰 好 符 合 自 动 转 位 刀 架 发 展 的 需 要 , 因 为 它 可 使刀 架 的 转 位 准 确 度 、 可 靠 性 、 夹 紧 力 、 变 速 性 能 等 得 到较 大 的 提 升 , 并 使 其 结 构 变 得 简 单 。 正 因 为 如 此 国 外已 开 始 大 量 采 用 , 国 内 则 刚 起 步 。 但 需 要 指 出 的 是 , 伺服 电 机 系 统 价 格 昂 贵 , 而 且 还 必 须 配 套
3、 使 用 液 压 油 缸实 现 夹 紧 。 这 就 要 求 被 配 套 的 数 控 机 床 本 身 带 有 液 压站 , 而 刀 架 本 身 也 增 加 了 密 封 要 求 和 液 压 管 路 。 所 有这 些 都 说 明 伺 服 电 机 刀 架 也 有 它 一 定 的 使 用 局 限至 少 是 在 目 前 那 就 是 它 比 较 适 合 于 高 档 的 数 控 机床 。 大 量 的 普 通 机 床 特 别 是 经 济 型 数 控 机 床 主 要 还是 采 用 全 电 动 自 动 转 位 刀 架 。刀 架 转 位 伺 服 电 机 的 选 用 计 算计 算 目 的校 核 所 选 用 的 伺 服
4、电 机 在 两 种 极 端 使 用 条 件 下 ,伺 服 电 机 的 输 出 扭 矩 足 够 克 服 刀 架 的 加 速 启 动 扭 矩和 不 平 衡 扭 矩 , 且 有 较 大 的 富 裕 量 。伺 服 电 机 参 数型 号 三 菱 一 额 定 扭 矩 最 大 扭 矩 功 率额 定 转 速 卜 最 大 转 速 众转 动 惯 量 二 脚 二 份刀 架 参 数 设 定 参 考 中 心 高 的 自 动 转 位刀 架 工 位 数 减 速 齿 轮 比 最 大 幢 刀 杆 质 量 中 崛 二 撞 刀 座 质 量 二 铿 刀 组 件 质 量 二 二 锉 刀 组 件 力 臂 介 刀 盘 尺 寸 直 径 厚
5、度 中 刀 盘 质 量 。 二 二 、 们侧 ,丫 二 时刀 架 运 转 参 数 刀 盘 转 速 见 图 二 伺 服 电 机 加 速 时 间 二 伺 服 电 机 转 速 印图 刀 盘 转 动 一 个 工 位 时 的 速 度 曲 线 图计 算 并 校 核 伺 服 电 机 扭 矩刀 架 在 运 转 过 程 中 主 要 克 服 如 下 扭 矩 刀 盘 启 动 时 的 加 速 扭 矩 几 。 刀 盘 夹 装 刀 具 后 产 生 的 不 平 衡 偏 载 扭 矩 。 刀 架 机 构 运 转 时 的 摩 擦 扭 矩 介 。 由 于 刀 架 结构 复 杂 , 它 与 支 承 结 构 、 密 封 结 构 、 加
6、 工 、 装 配 状 况 都有 关 系 , 故 一 般 按 实 际 经 验 估 算 , 取 珠 二 。刀 架 实 际 应 用 分 析 计 算刀 架 在 实 际 使 用 中 有 如 图 、 图 所 示 的 二 种 极端 情 况 。 现 分 别 计 算 刀 架 在 这 二 种 情 况 下 , 所 要 克 服作 者 简 介 范 力 昊 , 女 , 工 程 师 , 现 从 事 机 械 工 业 电 气 自 动 化 的 研 究 开 发 与 汾 计 。宁 宁 夏 机 械 一 一设 计 与 计 算的 扭 矩 。在 图 所 示 的 情 况 下 , 刀 架 的 不 平 衡 扭 矩几 为 零 。 所 以 只 需 计
7、 算 刀 盘 启 动 的 加 速 扭 矩 瑞 。图圈刀 架 总 的 转 动 惯 与刀 架 总 的 转 动 惯 盘 与 是 由 刀 盘 惯 童 、 刀 架 内 部齿 轮 、 主 轴 惯 量 以 及 刀 盘 上 夹 装 刀 具 的 惯 里 构 成 的 。其 中 刀 架 内 部 齿 轮 、 主 轴 的 惯 量 相 对 于 刀 ,盘 的 惯 量 很小 , 计 算 时 将 刀 盘 的 惯 适 当 取 大 , 可 不 计 算 刀 架 内部 齿 轮 和 主 轴 的 惯 。 在 这 里 计 算 时 将 刀 盘 简 化 成中 抖 的 圆 柱 体 , 即 可 表 示 刀 架 的 转 动 惯 量几 。 力 盘 上
8、夹 装 刀 具 的 转 动 惯 量 另 外 计 算 。在 图 所 示 的 情 况 下 , 总 的 转 动 惯 量 几 二 如。 二 二 脚几 二 叹 十 二 卜二 二 脚。 二 。 。 二 , 脚刀 架 的 启 动 加 速 扭 矩 珠计 算 公 式 与 二式 中 一 刀 盘 转 动 的 角 速 度 。 二 叮与 二 下 一 二 峨 二 产 一 二式 中 么 卜 一 伺 服 电 机 加 速 时 间 。刀 架 运 转 总 的 负 载 扭 矩 几几 几 , 。 十 殊。 验 证伺 服 电 机 输 出 到 刀 盘 的 扭 矩二 二 功则 在 这 种 情 况 下 , 几几 几 二 倍伺 服 电 机 完
9、全 满 足 刀 架 的 这 种 使 用 情 况 。在 图 所 示 的 情 况 下 , 刀 架 运 转 豁 要 克 服 所夹 装 的 刀 具 产 生 的 不 平 衡 扭 矩 几 。 还 要 克 服 刀 盘 启动 的 加 速 扭 矩 爪 以 及 几 。不 平 衡 偏 载 扭 矩 几几 二 似 砂 动 巧 耐 司 印砂 日 卜 砂 动 介 。二 。二 价 , 二 二 刀 架 总 的 转 动 惯 量 几二 脚 见 上 例知 二 兀 十 呢 甲二 , 二 甲 脚坛 二 。 。 二 甲 二 脚 ,刀 架 的 启 动 加 速 扭 矩 坛爪 二 几 侧 恤 一 怂二 下 一 二刀 架 运 转 总 的 负 载 扭 矩 场几 场 儿验 证伺 服 电 机 输 出 到 刀 盘 的 扭 矩二 二则 在 这 种 情 况 下几 几 , 几 二 、 倍伺 服 电 机 完 全 满 足 刀 架 的 这 种 使 用 情 况 。结 论该 型 伺 服 电 机 的 选 择 , 完 全 满 足 刀 架 在 各 种 条 件下 的 使 用 , 且 有 以 上 的 扭 矩 富 裕 盘 。收 稿 日 期 的 一一 一 小 宁 夏 机 械
