animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Приводы Главного Движения Станков С ЧПУ

Приводы Главного Движения Станков С ЧПУ

Приводы главного движения станков

Приводы главного движения станков - это узел в металлообрабатывающих станках с ЧПУ предназначенный обеспечивать процесс съема металла с максимальной производительностью при заданной точности и качестве обработки. Важной особенностью этих приводов является возможность точной и быстрой остановки при необходимости.

Привод главного движения станка с ЧПУ состоит из асинхронного электродвигателя, механической части и электронной системы управления.

Основными исходными данными для выбора электродвигателя являются: тип станка, предельные частоты вращения шпинделя, наибольшая мощность и наибольший момент на шпинделе, информация о возможных режимах работы привода и допустимых перегрузках.

Прямой привод и привод со встроенным электродвигателем

Прямой привод (рис. 1) представляет собой двигатель, который с помощью муфты 2 с упругим элементом соединяется со шпинделем 3, к тому же в двигатель встроен датчик 1 для определения углового положения и частоты вращения шпинделя.

Прямой привод станка с чпу

Рис. 1. Прямой привод станка с чпу

Если в станке, который оснащен прямым приводом, предусмотрен подвод СОЖ в зону образования стружки, то применяется двигатель с полым валом.

Электродвигатель выбирают исходя из: 1) наибольшей частоты вращения двигателя; 2) наибольшей мощности на валу двигателя при работе в режиме Si.

После находят номинальную мощность двигателя (в режиме S1):

PДS1= PДS1/kS1=(P+P0/kSi),

где kSi – коэффициент перегрузки, приблизительно равный 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 при перегрузке 60; 40; 25; 16%; P0 – потери мощности в опорах шпинделя; P – мощность на шпинделе.

Если достигается требуемая мощность шпинделя, то двигатель пригоден к использованию. Для данного привода главного движения наиболее часто применяют асинхронные двигатели Siemens 1PM4.

Изображенный на рисунке 2 привод, представляет собой встроенный электродвигатель, который состоит из статора 1 и ротора 2. Охлаждается водой, которая поступает из холодильного агрегата в винтовой канал 3, изготовленный на корпусе 4 статора, также привод оснащен измерительной системой 5 для определения частоты вращения шпинделя.

Привод станка со встроенным электродвигателем

Риc. 2. Привод станка со встроенным электродвигателем

К основным достоинствам относятся:

  • компактность конструкции, ибо отсутствуют муфты, ременные передачи и т.д.;
  • высокая удельная мощность благодаря водяному охлаждению.

Электродвигатель выбирается так же, как и электродвигатель для прямого привода. Для данного привода наиболее часто применяют асинхронные встраиваемые двигатели Siemens 1PH2.

Привод двигатель-ременная передача-шпиндель

Данный привод применяется в станках, которые производят обработку с большим моментом резания, т.е. при фрезеровании.

Ременная передача позволяет смещать двигатель относительно оси шпинделя, что позволяет обеспечить удобное положение электродвигателя, но наблюдается значительная потеря мощности в ременной передаче, а так же необходимо обеспечить долговечность ременной передачи.

Привод станка

Рис. 3. Привод по типу Двигатель-Ременная передача-Шпиндель

На рисунке 3 обозначены: 1 – механизм зажима инструмента; 2 – датчик частоты вращения шпинделя; 3 – шпиндель.

Электродвигатель выбирается с учетом наибольшей мощности P на его валу при работе в режиме Si:

Si=P+Pрем+P0,

где Pрем – потери мощности в ременной передаче; P0 – потери мощности в опорах шпинделя.

Наибольшая частота вращения шпинделя обеспечивается ременной передачей: nmax = nДmax×iрем.

Для данного привода наиболее часто применяют короткозамкнутые асинхронные частотно регулируемые двигатели переменного тока Siemens 1PH7.

Привод с редуктором у станка с ЧПУ

В данном приводе (рис. 4) применяется планетарный редуктор, обеспечивающий бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, которое производится в двух диапазонах:

  • частоты верхнего диапазона по цепи: z1 − z2, z2 − z3;
  • частоты нижнего диапазона по цепи: z1 − z2, z4 − z5.
Привод шпинделя станка с редуктором

Рис. 4. Привод шпинделя станка с редуктором

Выбор электродвигателя происходит исходя из того, что электродвигатель вместе с редуктором должны обеспечивать наибольшие требуемые уровни мощности и момента на шпинделе с учетом режима работы Si, передаточного отношения редуктора и потерь мощности в приводе главного движения. Наибольшая мощность на валу двигателя определяется по формуле:

PДSi=(P+Pрем+P0)×1/η,

где Pрем – потери мощности в ременной передаче; P0 – потери мощности в опорах шпинделя; η – КПД редуктора; P – наибольшая мощность резания.

Электродвигатель выбирается по номинальной мощности: PДS1=PДSi/kSi, при этом учитывая наибольшую частоту вращения шпинделя и наибольший требуемый момент на шпинделе. Для данного привода наиболее часто применяют короткозамкнутые асинхронные частотно регулируемые двигатели переменного тока Siemens 1PH7.