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機(jī)床上的倆兄弟:伺服與主軸電機(jī)有啥區(qū)別?

2019-03-20 武漢邁信電氣技術(shù)有限公司

作為機(jī)床的關(guān)鍵零部件,伺服電機(jī)及主軸電機(jī)的性能很大一部決定了機(jī)床的最終性能??蛇@兩種電機(jī)有什么具體區(qū)別呢?     

 

 

從用途上看,伺服電機(jī)主要負(fù)責(zé)機(jī)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(xiàn)切削的工作,對(duì)扭矩和控制精度的要求比較高;而主軸電機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的主軸,帶動(dòng)工件或刀頭旋轉(zhuǎn),對(duì)恒功率特性輸出要求較高,滿(mǎn)足不同轉(zhuǎn)速下的足夠扭矩輸出能力。因此在設(shè)計(jì)時(shí),這兩種電機(jī)會(huì)分別根據(jù)其應(yīng)用需求做出針對(duì)性的參數(shù)優(yōu)化。

 

機(jī)床伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

 

1、對(duì)伺服電機(jī)的機(jī)械特性要求:要求伺服電機(jī)的速降小,在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能保持恒扭矩輸出,且靜態(tài)剛度大;  

 

伺服電機(jī)的恒扭矩輸出特性

 

2、需要實(shí)現(xiàn)高速的控制響應(yīng):主要在輪廓加工時(shí),特別是對(duì)曲率大的加工對(duì)象進(jìn)行高速加工時(shí),對(duì)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩控制響應(yīng)時(shí)間有非常嚴(yán)格的要求;

 

3、電機(jī)自身的調(diào)速范圍廣:用于滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床適配各種不同的刀具、加工工件的材質(zhì),且能適應(yīng)于各種不同的加工工藝;  

 

4、具備過(guò)載扭矩輸出和恒轉(zhuǎn)矩輸出的能力:機(jī)床進(jìn)給(伺服電機(jī))的機(jī)械負(fù)載的性質(zhì)主要是克服工作臺(tái)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(jī),過(guò)載能力可以達(dá)到3倍甚至以上。    

 

邁信®(Maxsine®)伺服電機(jī)

 

機(jī)床主軸電機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

 

1、足夠的輸出功率:數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于"恒功率",也就是當(dāng)機(jī)床的電主軸轉(zhuǎn)速高時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩較小;主軸轉(zhuǎn)速低時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩大,保證不同的工況下主軸均能具備足夠的驅(qū)動(dòng)功率。即要求主軸的驅(qū)動(dòng)裝置(主軸電機(jī))要具有"恒功率"的特性輸出曲線(xiàn);

 

主軸電機(jī)的恒功率輸出曲線(xiàn)

 

2、調(diào)速范圍:為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì);適應(yīng)于各種不同的加工工藝,要求主軸電機(jī)具有一定的調(diào)速范圍。但對(duì)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(qū)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(jī)

 

伺服電機(jī)維護(hù)手冊(cè)

 

電機(jī)燒毀在日常中較常見(jiàn),避免電機(jī)燒毀最有效的預(yù)防措施是進(jìn)行正確的技術(shù)維護(hù)。

 

1、經(jīng)常保持電動(dòng)機(jī)的清潔

 

電動(dòng)機(jī)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)?nèi)不允許有塵土、水漬、油污和其它雜物,以防止被吸入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。若這些塵土、油、水被吸入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部,便形成短路介質(zhì),損壞導(dǎo)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(jī)。所以要保證電動(dòng)機(jī)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(jī)在較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中保持在安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

 

2、在額定負(fù)荷下工作

 

電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行,主要原因是拖動(dòng)的負(fù)荷過(guò)大,電壓過(guò)低,或被帶動(dòng)的機(jī)械卡滯等。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于過(guò)載狀態(tài)下動(dòng)行時(shí),就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降,電流增大,溫度升高,繞組線(xiàn)圈過(guò)熱。若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載,電動(dòng)機(jī)在高溫下絕緣老化失效而燒毀,這是電動(dòng)機(jī)燒毀的主要原因。

 

因此電動(dòng)機(jī)在動(dòng)行中,要注意經(jīng)常檢查傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活、可靠,隨時(shí)檢查調(diào)整傳動(dòng)帶的松緊度,聯(lián)軸器的同軸度,若發(fā)現(xiàn)有卡滯現(xiàn)象,應(yīng)立即停機(jī)查明原因排除故障后再運(yùn)行。

 

3、保持正常溫度

 

要經(jīng)常檢查電動(dòng)機(jī)的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無(wú)異常,尤其對(duì)無(wú)電壓、電流和頻率監(jiān)視設(shè)施及沒(méi)有過(guò)載保護(hù)設(shè)施的電動(dòng)機(jī),溫升的監(jiān)視尤為主要。

 

如發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過(guò)高,應(yīng)立即停機(jī),檢查軸承是否損壞或缺油。若軸承損壞,應(yīng)更換新軸承后方可作業(yè),若軸承缺油,應(yīng)添加潤(rùn)滑脂,否則軸承會(huì)進(jìn)一步損壞導(dǎo)致塌架,引起掃膛而燒毀電動(dòng)機(jī)。

 

4、觀察有無(wú)振動(dòng)、噪音和異常氣味

 

電動(dòng)機(jī)若出現(xiàn)振動(dòng),會(huì)引起與之相連的機(jī)具不同軸度增大,使電動(dòng)機(jī)負(fù)載增大,電流升高,溫度上升而燒毀電動(dòng)機(jī)。因此,電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中,要經(jīng)常檢查地腳螺栓、電動(dòng)機(jī)端蓋、軸承壓蓋等是否松動(dòng),連接裝置是否可靠,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)解決。

 

噪聲和異味是電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常、產(chǎn)生故障的前兆,必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并查明原因予以排除,否則就會(huì)延誤時(shí)機(jī),擴(kuò)大故障,釀成燒毀電動(dòng)機(jī)的重大事故。

 

5、保證起動(dòng)設(shè)備正常工作

 

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的好壞,對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng),有著決定性的作用。否則,很容易在電動(dòng)機(jī)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(shù)燒毀電動(dòng)機(jī)的原因都在起動(dòng)設(shè)備上。

 

起動(dòng)設(shè)備的維護(hù)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(jī)。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(yán),并發(fā)出強(qiáng)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(shè)備應(yīng)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(jī)械部位是否靈敏、準(zhǔn)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(jī)。

 

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