数控加工中心主传动系统功率特性|加工中心
3.2精工加工中心主传动系统功率特性对于主传动系统而言，精工加工中心主传动系统的主要结构包含主轴电机和机械 传动部分，主传动系统在运行工作时可以看成是能量的输入和输出，其中输入功率^为主传动系统电机伺服系统的功率，输出功率尸。指的是铣床主传动系统的切削功率，主传动系统主要由主轴伺服电机来驱动，主传动系统功率消耗主要由以下几部分组成[68]。当精工加工中心处于稳定状态时，主传动系统的能量消耗 功率主要包括三部分：切削功率、电机损耗功率以及机械传动损耗功率。其中电 机损耗功率又主要包括铜损、铁损和附加载荷损耗，电动机铜损主要是由于在电 机运行过程中电流通过绕组铜线时由于电阻发热所引起的损耗，包括转子铜损和 定子铜损，其损耗大小与通过转子及定子的电流，转子及定子的电阻，以及相数 有关，电动机铁损主要是由于电路中变化的磁场导致电动机铁芯内出现损耗；机 械传动损耗主要是由于电动机在运行时，电机轴承等会产生摩擦阻转矩，因此会 消耗一部分的能量，其主要与机床所采用的轴承型号、润滑剂、以及冷却风扇等 的配合精度等有关，直接影响因素即为传动质量。3.2.1精工加工中心主传动系统切削功率特性精工加工中心主传动系统加工过程中的切削能耗作为精工加工中心服役过程有效能耗 的核心部分，其大小将直接关系到精工加工中心的能效评估。工件在铣削过程中的切 削力绝大多数情况下主要与切削工件材料的厚度和长度有关，在整个切削过程中，切削力有三部分构成，而经实践证明，切削力的影响因素很多，主要与刀具、切 削参数等因数有关。目前，计算切削力主要依据的是Kienzle模型，在精工加工中心主传动系统铣削 运行过程中工件的能耗主要与切削功率有关，而精工加工中心主传动系统的切削功率 又可以分解为主切削功率和辅切削功率，由于维持精工加工中心进给系统运动所消耗 的功率，和主切削功率相比所占比例很低，一般为不会超过2%，因此在实际计 算过程中可以忽略不计，不予以考虑，由此可得精工加工中心主传动系统的切削功率方程。式中巧-单位切削功率：其含义为单位时间（lmin)内切削1mm3金属体积 所消耗的功率，单位是kw.mnT3.min,其数值可从切削手册上查得；Q-材料去除率：其含义为单位时间去除的材料体积，单位是精工加工中心加工过程时的材料去除率Q,从材料加工的角度反映了铣床切削加 工的能效，通过研宄后发现，在代加工工件厚度一定的情况下，材料去除率Q越 高，精工加工中心加工过程中所消耗的切削功率就越大，以下给出几种常用的材料去 除率的计算方法，精工加工中心在铣削外圆时的材料去除率Q可由式(3-2)计算得出， 精工加工中心在铣削加工工件端面和在工件表面钻孔时的材料去除率Q可由式(3-3)和 (3-4)分别计算得出。为了方便求解需进一步对切削功率进行分解，在精工加工中心进行铣削加工时， 理论上通常将精工加工中心主传动系统的切削功率Pc分解为主切削功率和辅切削功 率，但由于维持辅助运动所消耗的功率与主切削功率相比较小，占总切削功率的 比例不大，一般不会超过2%，因此在大多数情况下计算时可以忽略，因此可得出精工加工中心主传动系统切削总功率的计算式。3.2.2精工加工中心主传动系统电机损耗功率特性目前精工加工中心普遍采用异步电动机，电动机的损耗直接关系着电动机的效 率，在异步电动机运行过程中主要会包括两种形式的损耗：固定损耗和负载损耗，固定损耗又主要包括电动机机械损耗功率和铁损功率对于异 步电动机的固定损耗而言，其不随负载变化而变化，影响它的主要因素为电机材 料、结构、运行状态等；负载损耗主要包含定子与转子的铜耗/^以及附加损耗功率，因此电动机的电损功率尸m由以上四部分组成，由此可得精工机床主传 动系统的电机损耗功率方程。3.2.3精工加工中心主传动系统机械传动功率特性通过阅读相关文献后发现，机械传动系统的摩擦功率损耗A主要包括两部分，一部分为载荷摩擦损耗功率另一组成部分为非载荷摩擦损耗功率也叫做空载摩擦损耗功率，而非载荷摩擦损耗功率4又分为非载荷库伦摩擦损耗功率/^和粘性摩擦损耗功率构成，因此可得精工加工中心主传动系统的机 械传动损耗功率方程。从以上分析中可以清楚的看出，精工加工中心主传动系统在运行过程中的能耗比 普通机床复杂的多，其根本在于引入了变频器这一装置，通过改变变频器来实现 主传动系统的无级变速。本文采摘自“精工加工中心主传动系统能耗特性及运行节能技术研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找wnsr888手机版相关的文章！本文由海天精工整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！