主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸優(yōu)化節(jié)能方法
發(fā)布時(shí)間：2021-04-02 21:22:52 點(diǎn)擊率：
主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸優(yōu)化節(jié)能方法
數(shù)控加工中心主軸即為銑床加工時(shí)夾持刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，主要包括主軸、軸承和一些 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，在數(shù)控加工中心加工過(guò)程中的主要作用就是用來(lái)裝夾刀具，帶動(dòng)刀具儀 器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控加工中心主軸作為銑床非常重要的元器件之一，其結(jié)構(gòu)精度和剛度將 直接決定數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中其加工的工件的質(zhì)量和精度，對(duì)數(shù)控加工中心的切削效率 也有一定的影響，判斷數(shù)控加工中心主軸的好壞指標(biāo)主要有三點(diǎn)：主軸材質(zhì)剛度，主軸 的剛度分為動(dòng)態(tài)剛度和靜態(tài)剛度；主軸旋轉(zhuǎn)是的精度，主軸的旋轉(zhuǎn)精度主要指數(shù)控 銑床在加工工件的過(guò)程中主軸在徑向和軸向上的漂移精度，與主軸制造過(guò)程中與軸 承的裝配有關(guān)；以及主軸速度的平滑性。因此數(shù)控加工中心主軸在銑床加工過(guò)程中占據(jù) 著相當(dāng)重要的地位，研宄數(shù)控加工中心主軸功率特性提出優(yōu)化節(jié)能方法很有必要。
數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸旋轉(zhuǎn)加速一般是由主軸從靜止?fàn)顟B(tài)加速至較高轉(zhuǎn) 速的一個(gè)過(guò)程，目前數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)大都采用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)的加速和無(wú)極調(diào)速過(guò)程。主軸啟動(dòng)時(shí)功率消耗較大，而所消耗的這部分功率能耗沒(méi)有直接用 于銑削加工，不屬于有效切削功率，優(yōu)化此部分的功率消耗有助于提高主傳動(dòng)系統(tǒng) 能效，因此為了從改進(jìn)主軸變頻器加速時(shí)間的角度分析，從而一步步達(dá)到優(yōu)化數(shù)控 銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的目的，必須首先建立主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸功率與加速時(shí)間的函數(shù)關(guān) 系，將主軸變頻器的加速時(shí)間和主軸轉(zhuǎn)速、功率等起來(lái)，建立主軸旋轉(zhuǎn)加速功 率方程，進(jìn)一步建立其能耗模型，研宄主軸旋轉(zhuǎn)加速功率與旋轉(zhuǎn)加速時(shí)間之間的關(guān) 系。利用控制變量法，通過(guò)設(shè)定初始條件，控制單一變量從而達(dá)到優(yōu)化的目的，將 初始轉(zhuǎn)速!!，和終轉(zhuǎn)速112設(shè)定為固定參數(shù)，通過(guò)改變不同的 主軸變頻器的加速時(shí)間^，得到不同條件下的主軸旋轉(zhuǎn)能耗，從中選出小能耗時(shí) 的主軸變頻器的加速時(shí)間ta，此時(shí)的^即為時(shí)間，即為我們?cè)谶M(jìn)行主傳動(dòng)系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化時(shí)所需要的時(shí)間。具體如何建立主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸功率與加速時(shí)間之間的函 數(shù)關(guān)系，如何選取合適的主軸變頻器加速時(shí)間，優(yōu)化主軸能耗，從而降低主傳動(dòng)系 統(tǒng)能耗這一過(guò)程將在接下來(lái)的兩節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)闡述并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
數(shù)控加工中心主軸即為銑床加工時(shí)夾持刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，主要包括主軸、軸承和一些 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，在數(shù)控加工中心加工過(guò)程中的主要作用就是用來(lái)裝夾刀具，帶動(dòng)刀具儀 器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控加工中心主軸作為銑床非常重要的元器件之一，其結(jié)構(gòu)精度和剛度將 直接決定數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中其加工的工件的質(zhì)量和精度，對(duì)數(shù)控加工中心的切削效率 也有一定的影響，判斷數(shù)控加工中心主軸的好壞指標(biāo)主要有三點(diǎn)：主軸材質(zhì)剛度，主軸 的剛度分為動(dòng)態(tài)剛度和靜態(tài)剛度；主軸旋轉(zhuǎn)是的精度，主軸的旋轉(zhuǎn)精度主要指數(shù)控 銑床在加工工件的過(guò)程中主軸在徑向和軸向上的漂移精度，與主軸制造過(guò)程中與軸 承的裝配有關(guān)；以及主軸速度的平滑性。因此數(shù)控加工中心主軸在銑床加工過(guò)程中占據(jù) 著相當(dāng)重要的地位，研宄數(shù)控加工中心主軸功率特性提出優(yōu)化節(jié)能方法很有必要。
數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸旋轉(zhuǎn)加速一般是由主軸從靜止?fàn)顟B(tài)加速至較高轉(zhuǎn) 速的一個(gè)過(guò)程，目前數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)大都采用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)的加速和無(wú)極調(diào)速過(guò)程。主軸啟動(dòng)時(shí)功率消耗較大，而所消耗的這部分功率能耗沒(méi)有直接用 于銑削加工，不屬于有效切削功率，優(yōu)化此部分的功率消耗有助于提高主傳動(dòng)系統(tǒng) 能效，因此為了從改進(jìn)主軸變頻器加速時(shí)間的角度分析，從而一步步達(dá)到優(yōu)化數(shù)控 銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的目的，必須首先建立主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸功率與加速時(shí)間的函數(shù)關(guān) 系，將主軸變頻器的加速時(shí)間和主軸轉(zhuǎn)速、功率等起來(lái)，建立主軸旋轉(zhuǎn)加速功 率方程，進(jìn)一步建立其能耗模型，研宄主軸旋轉(zhuǎn)加速功率與旋轉(zhuǎn)加速時(shí)間之間的關(guān) 系。利用控制變量法，通過(guò)設(shè)定初始條件，控制單一變量從而達(dá)到優(yōu)化的目的，將 初始轉(zhuǎn)速!!，和終轉(zhuǎn)速112設(shè)定為固定參數(shù)，通過(guò)改變不同的 主軸變頻器的加速時(shí)間^，得到不同條件下的主軸旋轉(zhuǎn)能耗，從中選出小能耗時(shí) 的主軸變頻器的加速時(shí)間ta，此時(shí)的^即為時(shí)間，即為我們?cè)谶M(jìn)行主傳動(dòng)系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化時(shí)所需要的時(shí)間。具體如何建立主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸功率與加速時(shí)間之間的函 數(shù)關(guān)系，如何選取合適的主軸變頻器加速時(shí)間，優(yōu)化主軸能耗，從而降低主傳動(dòng)系 統(tǒng)能耗這一過(guò)程將在接下來(lái)的兩節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)闡述并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
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