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数控液压机床伺服电动机的基本选择
发布时间: 2018-6-2
  为满足数控液压机床的高速、高精度的加工要求,进给系统的伺服电动机一般都采用高速、中小惯量的电动机。伺服电动机的选择包括确定电动机类型、额定转速、最高转速、额定转矩、最高转矩、加减速能力,以及安装形式等。其中,电动机类型、安装形式决定于数控液压机床机械设计的结果,一般由机械设计人员确定,转速、转矩与加减速性能则需要通过计算才能确定。
  1.数控液压机床电动机类型的选择
  交流伺服驱动系统与电动机根据使用方式,可以分为通用型和与CNC配套的总线控制专用型两类。通用型交流伺服驱动器多采用外部脉冲或模拟电压输入指令来控制伺服电动机的位置与速度,即便采用总线控制技术,其总线与通信协议也是通用与开放的。对于半闭环或闭环的交流伺服进给系统,由于CNC与交流伺服驱动器的通讯总线、协议为专用,一般只能使用CNC生产厂家提供的专用伺服驱动器和电动机。
  根据用途不同,数控液压机床伺服电动机分为用于高速驱动的小惯量伺服电动机和用于普通驱动的中惯量伺服电动机两类,前者可以达到的最高速度高,而后者的驱动能力强。
  根据性能的不同,伺服电动机有高性能型、普及型和经济型之分,它们所使用的磁性材料等存在较大不同,配套的电动机编码器不同,在加减速能力、调速范围、高速与低速输出特性、控制精度与价格等方面存在较大差别,在选择时应根据实际液压机床控制需要,综合考虑后确定。
  数控液压机床伺服电动机的安装多为端面法兰连接,输出轴的形式有直轴(平轴)、直轴带键、锥轴带键等。伺服电动机还可以根据需要配备内置制动器。
  2.数控液压机床电动机转速的选择
  由于伺服电动机的调速范围宽与调速性能好,可以满足绝大多数数控液压机床对进给传动系统的控制要求。因此,伺服电动机转速地选择相对比较简单,通常只需要根据液压机床情况选择电动机最高转速。
  数控液压机床机械的快速移动速度、丝杠螺距与传动系统的减速比是决定伺服电机最高转速的三个因素,一旦进给传动系统设计完成,便可以直接计算出伺服电动机的最高转速。
  案例:某数控液压机床进给轴要求X、Y轴的快速运动速度为48m/min,Z轴的快速运动速度为40rn/min,三轴丝杆的螺距为16mm,电动机与丝杆直接采用联轴器直接连接。
  因此,可以选择最高转速为3000r/min的伺服电动机(z轴也可以选择最高转速为2500r/min的伺服电动机)。
  3.电动机其他参数的选择
  1)防护等级
  防护等级是指电动机防止外部异物进入的等级,防护等级有统一的标准(IEC60034—1,我国标准号为GB 4942.1—2006)。
  防护等级标准中IP后的第1位数字为防止固体异物进入的等级,例如,2代表可以防止长度80mm、直径为12mm以上的固体物进入;4代表可以防止直径1mm以上固体物进入;6代表可以防止外物和灰尘侵入等。
  IP后的第2位数字为防止水溅的等级,例如,3代表可以防止60。方向的水淋:4代表可以防止任何方向的水淋;6代表可以防止任何方向喷射的水浸入等。
  伺服电动机和主轴电动机的防护等级一般可以达到IP65~IP68,这些电动机对固体异物和灰尘完全密封,并可以防止水/油性液体的喷溅/喷雾,甚至短时浸没在水/油中。
  2)绝缘等级
  数控液压机床电动机的绝缘等级是指电动绕组绝缘材料可以承受高温的等级,绝缘等级也有统一的标准(IEC60034.1),感应电动机常用的绝缘等级有A、E、B、F、H等,对应可以承受的温度分别为105。C、120。C、130*C、155。C、180。C。
  3)安装形式
  数控液压机床电动机的安装形式是指电动机与设备的连接方式,电动机一般由端面法兰或地脚与设备连接,有“卧式安装”与“立式安装”两种基本形式。在国际标准(IEC60034—7)中,卧式法兰安装的代号为B5,卧式地脚安装的代号为B3;立式法兰安装的代号为V1(向下)与V3(向上),立式地脚安装的代号为V5(向下)与V6(向上)。
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