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数控车床主传动系统设计-【新闻】净化工程

发布时间:2021-04-20 12:19:20 阅读: 来源:高头车厂家

数控车床主传动系统设计

2 序言

数控车床是高度自动化机床,数控车床主传动系统的特点是:①机床有足够高的转速和大的功率,以适应高效率加工的需要;②主轴转速的变换迅速可靠,一般能自动变速;③主轴应有足够高的刚度和回转精度;④主轴转速范围应很广,如对铝合金材料的高速切削,几乎没有上限的限制,主轴最高转速取决于主传动系统中传动元件的允许极限,而最低转速则根据加工不锈钢等难加工材料的要求来确定。现以我们厂自行设计生产的DS22型全功能数控车床为例,介绍主传动系统的设计。

2 车床主传动方式的选择

主传动采用分离传动。运动是从25kW的直流主电机经三角皮带传至变速箱,通过齿轮变速使主轴获得4级固定转速,再由主电机调速使主轴转速达到26~2362r/min,在4档范围内均可进行恒速切削。主轴的4级机械变速是用油缸推动滑移齿轮来实现的。在变速时,主电机低速转动。齿轮啮合后压上行程开关。同时发令,使电机停止摇摆,并启动主轴运动。当改变主电机旋转方向时,可以得到相同的主轴正、反转。螺纹切削是通过与主轴2∶2传动的主轴脉冲发生器发出同步脉冲讯号来实现的。

变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配,法兰盘外圆与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心,并使齿轮正确啮合。这种分离传动将变速箱直接把在主轴箱上,即变速齿轮直接传动主轴,省去皮带传动的中间环节,使结构紧凑。同时,主轴与变速齿轮分装于两箱,以达到分离、减少主轴的热变形、提高主轴的刚性和精度的目的。

3 功率扭矩特性

主电机的最高转速为3522r/min,额定转速为2262r/min,恒功率调速范围为3,皮带轮的传动比为233∶236。

由功率特性曲线可见,功率曲线重合,无缺口,即在计算转速242r/min以上,均可达到最大功率23kW。但功率曲线重合部分太多,有些浪费。

4 主轴组件的设计

主轴为三支承,前、中轴承在主轴箱内,是主要支承,后轴承在变速箱中,是辅助支承。前轴承是NN3224SKM-SP及234424MA-SP,中间轴承为NN3222SKM-CP。这种轴承配列具有很高的刚性,轴向力及径向力分别由不同的轴承负担,轴向热膨胀可由圆柱滚子轴承吸收。后轴承是向心球轴承D222。由于三个轴承孔的同轴度很难保证,所以后轴承与箱体孔的配合较松,前、中轴承用长效润滑脂润滑,并用主轴中间的两个背帽调节。主轴前端的两个半圆垫在装配时配磨,用来调整前轴承的预负荷。主轴孔径为72。

5 温升及热变形情况

由于中间轴承位于变速箱与主轴箱之间,散热条件较差,致使中间轴承的温升高于前轴承。变速箱的润滑采用体外循环形式,且油量较大,可以把轴承处的部分热量带走,因此中间轴承的温升并不太高。

下面是主轴温升及热变形情况:

主轴中速2282r/min,时间282min,室温25.5℃;

前轴承最高温度32.2℃,温升7℃;

中间轴承最高温度32.4℃,温升6.4℃;

主轴中心线在主平面上的变形量为9.5μm;

主轴中心线在次平面上的变形量为8.5μm;

主轴轴向变形量为28.5μm;

主轴高速2362r/min,时间282min,室温25℃;

前轴承最高温度44.6℃,温升29.6℃;

后轴承最高温度52.5℃,温升26.5℃。

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