摘要：根據(jù)用戶的使用要求，在機(jī)床主傳動(dòng)中，要求主軸轉(zhuǎn)速范圍為：0.1～800rpm，即Rn=8000，要滿足這種變速范圍。靠一種主電機(jī)和串聯(lián)分級(jí)變速箱是不能滿足這種要求，因此設(shè)計(jì)出一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，使輸出軸的轉(zhuǎn)速范圍變寬，能夠滿足機(jī)床加工時(shí)轉(zhuǎn)速范圍較大的需求。

 

1 前言

目前機(jī)床主傳動(dòng)一般都是主電機(jī)通過(guò)普通三角帶傳遞到分級(jí)變速箱上的三角帶輪進(jìn)行傳動(dòng)或靠一種主電機(jī)和串聯(lián)分級(jí)變速箱，這種傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)只能滿足一般的變速要求，但是如果需要更大的變速范圍，原有的這種傳動(dòng)裝置是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足的。因此，為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

 

2 雙電機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)介

根據(jù)用戶的使用要求，在機(jī)床加工過(guò)程中，按用戶需求有大切削量重載切削和小切削量精密切削，但由于電機(jī)的性能因素，只能滿足一種加工方式，因此設(shè)計(jì)出一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，使輸出軸的轉(zhuǎn)速范圍變寬，能夠滿足機(jī)床加工時(shí)轉(zhuǎn)速范圍較大的需求。

雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床主傳動(dòng)裝置主要由下列件組成：1、三角皮帶，2、三角帶輪，3、15kW變頻電機(jī)，4、直齒內(nèi)齒輪，5、受柄桿，6、凸輪，7、杠桿，8、直齒外齒輪、9、斜齒輪減速機(jī)，10、3kW變頻電機(jī)，11、車座，12、行程開關(guān)。

 

 

3 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

3.1 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)

如圖1所示普通臥式車床雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一變頻電機(jī)3設(shè)置在車座11上，其特點(diǎn)在于：第一變頻電機(jī)3的動(dòng)力輸出軸在其兩端伸出，第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的一端設(shè)有帶輪2，第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的另一端通過(guò)離合器與減速裝置9的動(dòng)力輸出軸相連接，設(shè)置在車座11上的第二變頻電機(jī)10與減速裝置9相連接，車座11上設(shè)有與離合器對(duì)應(yīng)的凸輪6，凸輪6上設(shè)有手柄桿5和杠桿7。

第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的一端設(shè)有帶輪2，第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的另一端通過(guò)離合器與減速裝置9的動(dòng)力輸出軸相連接，設(shè)置在車座11上的第二變頻電機(jī)10與減速裝置9相連接，車座11上設(shè)有與離合器對(duì)應(yīng)的凸輪6，凸輪6上設(shè)有手柄桿5和杠桿7。

離合器包括設(shè)在減速裝置9的動(dòng)力輸出軸上直齒外齒輪8和設(shè)置在第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸上的直齒內(nèi)齒輪4，直齒內(nèi)齒輪4與直齒外齒輪8相對(duì)設(shè)置，直齒外齒輪8上設(shè)有與杠桿7相對(duì)應(yīng)的槽。

第一變頻電機(jī)3的功率大于第二變頻電機(jī)10的功率，車座11上還設(shè)有與凸輪6對(duì)應(yīng)的行程開關(guān)12。

 

3.2 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算

由于第一變頻電機(jī) 3 和第二變頻電機(jī) 10 的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為四級(jí)，輸出轉(zhuǎn)速范圍均為 150~1500r/min，所以第一變頻電機(jī) 3 輸出扭矩為：

 

 

其中，T- 扭矩（ N.m） P- 功率（kW ） n- 轉(zhuǎn)速（ r/min）

當(dāng)使用第二變頻電機(jī)10時(shí)，可以連接減速機(jī)9，當(dāng)減速電機(jī)的減速比為1:10時(shí)，可得輸出軸扭矩為：

 

因此，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速在15~1500r/min，擴(kuò)大了變頻電機(jī)的使用范圍。再通過(guò)機(jī)床主軸箱的降速，能實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸輸出轉(zhuǎn)速為0.1～800rpm，大大提高了機(jī)床的性能。

 

3.3 雙電機(jī)傳動(dòng)裝置的使用方法

如圖1所示，在機(jī)械加工過(guò)程中，需要重載切削時(shí)，第一變頻電機(jī)3的動(dòng)力輸出軸在其兩端伸出，第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的一端設(shè)有帶輪2，此時(shí)，通過(guò)手柄桿5轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪6從而觸動(dòng)行程開關(guān)12來(lái)實(shí)現(xiàn)第一變頻電機(jī)3的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，由帶輪2通過(guò)皮帶直接將動(dòng)力傳遞到主軸上，實(shí)現(xiàn)機(jī)床重載切削，需要小切削量精密切削時(shí)，第一變頻電機(jī)3動(dòng)力輸出軸的另一端通過(guò)離合器與減速裝置9的動(dòng)力輸出軸相連接，設(shè)置在車座11上的第二變頻電機(jī)10與減速裝置9相連接，此時(shí)，通過(guò)手柄桿5轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪6從而觸動(dòng)行程開關(guān)12，同時(shí)杠桿7的另一端插入直齒外齒輪8上設(shè)有的槽內(nèi),實(shí)現(xiàn)第一變頻電機(jī)3與第二變頻電機(jī)10的聯(lián)動(dòng)，控制離合器嚙合和分離，實(shí)現(xiàn)小切削量精密切削。

 

4 結(jié)語(yǔ)

這種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，采用了串聯(lián)雙電機(jī)的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)變速要求，將主軸變速范圍分為低速和高速兩個(gè)檔位，轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)了低速檔為：0.1～8rpm，高速檔為：5～800rpm的要求，其操作簡(jiǎn)單，使用方便。